Katioonide II rühm (0)

Katioonide II rühm
Katioonide teise rühma kuuluvad Cu2+-, Cd2+-, Bi3+-, Sn2+/4+- ja Sb3+/5+- ioonid . Kuna nende katioonide sulfiidide lahustuvuskorrutised on tunduvalt väiksemad III rühma sulfiidide lahutuvuskorrutistest, siis piisab sulfiidide sadestamiseks väiksemast sulfiidioonide kontsentratsioonist. Sulfiidioonide kontsentratsioon sõltub oluliselt lahuse pH-st, seega saab pH reguleerimisega katioone üksteisest eraldada.
+ Bi(NO3)3
+ NaOH
Fe
+ k. HCl
+ HCl
+ K4[Fe(CN)6]
+ k. HNO3
+ NH3 H2O
+ 2M HCl
+ TAA
+ SnCl2 + NaOH
+ NH3 H2O
+ k. HNO3
+ Na2S + NaOH
+ HCl + TAA
1.Tõestusreaktsioonid
Võtan tsentrifuugiklaasi umbes 1 ml katioonide II rühma lahust ja hapestan 3-4 tilga kontsentreeritud HCl-ga ning lisan 1 ml 1M tioatseetamiidi (edaspidi TAA) lahust. Hoian keevas vesivannis 5 minutit.
TAA lisamisel tekkis lahusesse paks kollakas -valge sade. Kuumutamisel värvus kogu lahus mustjaks.
Seejärel tsentrifuugin sademe ning kontrollin pärast tsentrifuugimist sadenemise täielikkust. Selle jaoks lisan umbes 0,5 ml destilleeritud vett nii, et vesi valguks mööda katseklaasi seina alla ja koguneks lahuse pinnale. Kuna tekkis pruunikas sade vee ja lahuse piirpinnale, siis lahjendan lahust kahekordse mahuni, lisan 5 tilka TAA ja hoian vesivannil veel 2 minutit. Seejärel tsentrifuugin uuesti ja valan vee pealt. Pesen sadet pesuveega, mis on valmistatud 10 ml destilleeritud veele lisatud 2 tilga konts. HCl ja 2 tilga TAA kokkusegamisel, mida on kuumutatud . Pesemiseks lisan sademele 1-2 ml pesuvett, segan ja tsentrifuugin.
A-alarühma analüüs
Valan tsentrifugaadi pealt ära ja lahustan sademe konts. HNO3 -ga, lisan ka vett. Soojendan lahuse keemiseni ja keedan, kuni kogu sade on reageerinud ja pruunikat NO2 enam ei eraldu. Lahus värvub rohekasvalgeks. Musta väävli sadet tekib väga vähe.
3CuS + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S
3CdS + 8HNO3 → 3Cd(NO3)2 + 2NO + 4H2O + 3S
Bi2S3 + 8HNO3 → 2Bi(NO3)3 + 2NO + 4H2O + 3S
Aurustan väävelhapet ja lahjendan seejärel veega. Eraldan tekkinud väävli sademe tsentrifuugimisel. Tsentrifugaadi jätan alles ning sademe viskan ära.
Bi3+-ioonide eraldamine Cu2+- ja Cd2+-ioonidest
Lisan saadud lahusele konts. NH3H2O kuni ammoniaagilõhnani (tugevalt aluseline keskkond) ja soojendan. Sadestub väga vähe valget Bi(OH)3 või Bi(OH)2NO3, mille tsentrifuugin. Tsentrifugaadi säilitan Cu2+ ja Cd2+-ioonide tõestamiseks, sademest tõestan Bi3+- ioonid .
Bi3+-ioonide tõestamine
Võtan katseklaasi mõned tahked SnCl2 kristallid, lisan 2M NaOH lahust kuni lahustub esialgu tekkiv Sn(OH)2 sade.
SnCl2 + 2NaOH → Sn(OH)2 + 2NaCl
Sn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Sn(OH)4]
Lisan seda lahust uuritavale sademele. Moodustub hallikas lahus, mis tõestab vismuti ioone.
3Na2[Sn(OH)4] + 2Bi(OH)3 → 2Bi + 3Na2[Sn(OH)6]
Cu2+-ioonide tõestamine
Tsentrifugaat on sinise värvusega, seega lahus tõenäoliselt sisaldab vase ioone tekkinud [Cu(NH3)4]2+ kompleksiooni tõttu, kuid see pole piisavalt suure tundlikkusega. Viin läbi tõestuse kollase veresoolaga.
Hapestan tsentrifugaati 2-3 tilgaga 2M HCl-ga ja lisan 2-3 tilka K4[Fe(CN)6] lahust. Algselt sinine lahus värvus happe lisamisel värvituks ning seejärel punaseks.
[Cu(NH3)4]2+ + 4H+ → Cu2+ + 4NH4+
2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- → Cu2[Fe(CN)6] ↓
Cd2+-ioonide tõestamine
Lisasin tsentrifugaadile difenüülkarbasiidi, mille tagajärjel tekkis punakas-violetne sade.
Ioone saab tõestada ka kollase veresoolaga, kusjuures tekib valge sade, ning TAA-lahusega, mis kuumutamisel annab oranži sademe, milleks on CdS.
Cd2+-ioonide tõestamine koos Cu2+-ioonidega
Et tõestada mõlemat iooni, tuleb võtta ammoniakaalne lahus, mis saadi pärast vismut (III) hüdroksiidi sademe eraldamist, ja lisada TAA-d, mis annab CuS ja CdS sademe. Sade tsentrifuugitakse ning seejärel lisatakse külma 2M HCl, millega reageerib vaid CdS. CuS sademe eraldan tsentrifuugimisega.
Tsentrifugaadi lahjendamisel veega sadestub kaadmiumioonide olemasolul kollane CdS.
Järelejäänud mustale CuS sademele lisan 4-5 tilka konts HNO3 ja lahjendan veega. Teostan tõestuskatse kollase veresoolaga ja saan punase sademe.
B-alarühma analüüs
Viin läebi sulfiidide sadestuse nagu eelnevalt ning eraldan sademe tsentrifuugides ning lahustan seejärel kontsentreeritud soolhappes. Happe edasisel lisamisel ja lahuse keetmisel moodustuvad klorokompleksid.
SnS2 + 6HCl → H2[SnCl6] + 2H2S ↑
Sb2S3 + 12HCl → 2H3[SbCl6] + 3H2S ↑
Sb2S5 + 12HCl → 2H3[SbCl6] + 3H2S ↑ + 2S ↓
Sn4+- ja Sb3+- ioonide eraldamine ja Sb3+ -ioonide tõestus
Lisan 10 tilgale lahusele tükike raudtraati ja keedan mõne minuti. Tina(IV)-ioonid redutseerivad tina(II)-ioonideks.
[SnCl6]2- + Fe → [SnCl4]2- + Fe2+ + 2Cl-
Antimon (III)-ioonid redutseeruvad raua toimel aga vabaks antimoniks, mis tõestab antimoni ioone.
2[SbCl6]3- + 3Fe → 2Sb + 3Fe2+ + 12Cl-
Sb3+-ionne võib tõestada ka tinagraanuliga, millele tilgutada 1 tilk lahust. Tekib must laik ehk metalliline antimon.
Sn2+-ioonide tõestamine
Tsentrifugaati, mis jäi järele peale Sb ja reageerimata raudtraadi eraldamist, leelistatakse NaOH-ga. Tekib pruunikas Fe(OH)2 sade ning see eraldatakse tsentrifuugimisega. Lisan lahusele 1 tilga Bi(NO3)3 lahust ja tekib mustjas sade, mis tõestab tina-ioone.
2[SbCl6]3- + 8OH- → 2SbO2- + 12Cl- + 4H2O
2SbO2- + 3[Sn(OH)3]- + OH- + 4H2O → 2Sb + 3[Sn(OH)6]2-
Tundmatu lahuse katioonide tõestamine
Viin läbi sulfiidide sadestuse konts HCl ja TAA-ga. Tsentrifuugin sademe ja lisan vett nii, et vesi valguks mööda katseklaasi seina alla lahuse pinnale. Sadestumine on täielik, sest lahuse piirpinnale ei teki pruuni rõngast.
Kuna sademes ei ole ühtegi pruunikat komponenti, siis välistan tina-, kaadmiumi- ja antimoni-ioonid.
Pesen lahust pesuveega ja tsentrifuugin uuesti.
Lahustan sulfiidide sademe konts. HNO3-s ja lisan vett ning kuumutan. Lahus värvub kollakaks ja lahuse pinnale tekib must väävli sade.
Kui lisan lahusele konts. NH3H2O, juhtub hoopis midagi kummalist. Lahuse kohale tekib paks valge gaas .
Kuna ka uuesti tehes ei tulnud mul vismutioonide eraldamine välja, järgisin juhendaja näpunäidet ja toimisin järgmiselt.
Lisasin alglahusele 2M HCl ja seejärel destilleeritud vett. Moodustus valge paks sade, mis tõestab vismutioone. Kusjuures, siinkohal ei tohi kindlasti kasutada konts. HCl-i, kuna sellisel juhul ei tule tõestus välja.
Järeldus
Ei oska öelda, mis läks valesti tundmatu lahuse ioonide tõestusel. Küll aga võis järeldada sulfiidide sadestusest, et antud lahus sisaldab kas vask- või vismutioone. Juhendaja näpunäiteid järgides sai aga vismut-ioonide tõestuse edukalt läbi viidud .