Reactii de identificare a cationilor

Analiza calitativa are ca scop stabilirea constituentilor probei analizate. Prezenta componentilor in proba este confirmata in baza semnalului analitic al reactiilor de identificare efectuate.

Analiza calitativa a compusilor anorganici poate fi realizata prin metode de analiza fractionara si sistematica. In analiza fractionara ionii se identifica prin reactii specifice, in probe separate de solutie, in prezenta celorlalti cationi. Intrucit numarul ionilor identificati prin aceasta metoda este limitat, analiza amestecului de ioni se realizeaza de cele mai multe ori prin metoda sistematica. Aceasta din urma consta in separarea cationilor in grupe mai mici ( pentru a inlatura actiunea jenanta a altor cationi) si in identificarea lor. In analiza sistematica cationii se clasifica in grupe analitice si pot fi separati din amestec cu ajutorul reactivilor de grupa.

Clasificarea cationilor se face in baza proprietatilor chimice ale compusilor obtinuti la interactiunea lor cu diferiti reactivi. In functie de natura reactivilor folositi pentru separarea cationilor in grupe, deosebim:

a)      metoda cu utilizarea acidului sulfhidric;

b)      metoda fosfat-amoniacala;

c)      metoda acido-bazica.

Cea mai des utilizata in practica este metoda acido-bazica. In comparatie cu alte metode, aceasta are un sir de avantaje. Ea este relativ simpla, nu necesita reactivi deficitari si se realizeaza usor. Reactivii de grupa folositi pentru separare sunt: acizii clorhidric si sulfuric, hidroxizii de potasiu si de sodiu si solutia de amoniac. Aceasta metoda exclude aplicarea gazului toxic - sulfura de hidrogen, ceea ce constituie un alt avantaj al ei.

Metoda are si unele dezavantaje. Includerea plumbului in grupa I nu este stricta, deoarece solubilitatea sporita a clorurii de plumb face ca separarea sa nu fie deplina si o parte din ionii Pb²⁺ raman in grupa a II-a. Solubilitatea partiala a hidroxidului de cupru este deseori cauza prezentei acestuia (Cu²⁺) in grupa a III-a.

Pierderile Mg²⁺ sunt cauzate de dizolvarea partiala a hidroxidului de magneziu in prezenta sarurilor de amoniu. De asemenea prezinta unele dificultati si tehnica de solubilizare a sulfatilor de cationi din grupa a II-a .

Interferente reale la efectuarea analizei sistematice in varianta clasificarii acido-bazice prezinta si unii anioni, mai cu seama, ionul fosfat. In asemenea cazuri anionii se mascheaza sau se separa in prealabil. Cu toate neajunsurile enumerate, metoda acido-bazica permite identificarea majoritatii cationilor si se utilizeaza cu succes in practica.

In metoda acido-bazica cationii se divizeaza in sase grupe analitice.

Reactii de identificare a cationilor

I. Reactii de identificare a ionului Ag⁺

1.Clorurile solubile si acidul clorhidric precipita ionii Ag⁺. Precipitatul alb este solubil in surplus de amoniac. Expusa la lumina, clorura de argint se innegreste (se formeaza argint metalic).

AgNO₃ + KCl = AgCl + KNO₃

AgCl + 2NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

Efectuarea reactiei: Intr-o eprubeta se trec cateva picaturi de solutie de azotat de argint si se adauga solutie de KCl (2 mol/l). Precipitatul alb branzos format se separa de solutie prin centrifugare si se spala. La o parte din precipitat se adauga solutie de amoniac. Precipitatul se dizolva si se formeaza compus complex.

Prezinta interferente ionii : Pb²⁺ si .

2. Aldehidele reduc Ag⁺ pana la argint metalic cu formarea unui strat subtire de argint pe suprafata interioara a peretilor eprubetei (reactia oglinzii de argint).

Efectuarea reactiei: Intr-o eprubeta, degresata in prealabil cu amestec cromic, se trec cateva picaturi de solutie de AgNO₃ si se adauga solutie de amoniac pana la dizolvarea precipitatului aparut:

AgNO₃ + NH₄OH = AgOH + NH₄NO₃

2AgOH = Ag₂O + H₂O

Ag₂O + 4NH₃ + H₂O = 2[Ag(NH₃)₂]OH

Apoi, la solutia obtinuta, se adauga cateva picaturi de aldehida formica si solutia se incalzeste pe baia de apa pana la 60-70 C. Pe peretii eprubetei se formeaza un strat lucitor de argint.

2[Ag(NH₃)₂]OH + HCHO = HCOOH + 2Ag + 4NH₃ + H₂O

Prezinta interferente ionii : Hg²⁺ si .

3. Cromatii solubili formeaza cu ionii de argint un precipitat brun, solubil in acid azotic si in amoniac, dar insolubil in solutii de baze alcaline.

2AgNO₃ + K₂CrO₄ = Ag₂CrO₄ + 2KNO₃

Efectuarea reactiei: Intr-o eprubeta, la 3-5 picaturi de solutie de azotat de argint se adauga solutie de K₂CrO₄. Se formeaza un precipitat brun. In portiuni aparte se verifica solubilitatea precipitatului in solutiile reactivilor indicati.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Hg²⁺ si .

4. Iodurile solubile precipita ionii de argint si formeaza un precipitat galben, insolubil in acid azotic, in solutie de amoniac si putin solubil in acid acetic.

KI + AgNO₃ = AgI + KNO₃

Efectuarea reactiei: Intr-o eprubeta , la cateva picaturi de solutie de azotat de argint se adauga solutie de iodura de potasiu. Observam aparitia unui precipitat galben. In portiuni aparte se verifica solubilitatea precipitatului obtinut in reactivii indicati.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Hg²⁺ si .

II. Reactii de identificare a ionului Pb²⁺

1. Iodurile solubile formeaza cu ionii de plumb un precipitat galben, solubil in reactiv luat in cantitati excesive, in acid clorhidric si in alcalii:

Pb(NO₃)₂ + 2KI = PbI₂ + 2KNO₃

PbI₂ + 2KI = K₂[PbI₄]

PbI₂ + 4HCl = H₂[PbCl₄] + 2HI

PbI₂ + 4NaOH = Na₂[Pb(OH)₄] + 2NaI

Efectuarea reactiei: Cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de plumb, se dilueaza cu apa distilata, se incalzeste pe baie de apa pana la circa 90 C, iar in solutia fierbinte se adauga o picatura de solutie de KI diluat. La racire, se formeaza un precipitat cristalin, in forma de foite fine, de culoare aurie. In solutii concentrate apare imediat un precipitat galben. Precipitatul cristalin auriu se formeaza si la racirea solutiei obtinute dupa tratarea cu acid acetic (2 mol/l) a sedimentului format in solutii concentrate.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Hg²⁺ si .

2. Clorurile solubile precipita ionii de plumb. Se formeaza un precipitat alb, solubil in apa distilata la incalzire.

Pb(NO₃)₂ + 2HCl = PbCl₂ + 2HNO₃

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie ce contine ioni de plumb, se adauga solutie de HCl (2 mol/l). Se obtine un precipitat alb. Daca la precipitat se adauga apa distilata fierbinte, precipitatul se dizolva ( la incalzire se mareste solubilitatea sarurilor de plumb).

Prezinta interferente ionii : Ag⁺ si .

3. Ionii S^2- formeaza cu ionii de plumb un precipitat negru PbS, solubil in acid azotic diluat (in sediment cade sulful). Peroxidul de hidrogen adaugat la sulfura de plumb schimba culoarea acestuia in alb.

Pb(NO₃)₂ + Na₂S = PbS + 2NaNO₃

PbS + 4HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + S↓ + 2NO₂↑ + 2H₂O

PbS + 4H₂O₂ = PbSO₄ + 4H₂O

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de plumb, se adauga solutie de sulfura de sodiu. In rezultatul interactiunii, se obtine un precipitat de culoare neagra.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Cu²⁺, Fe³⁺, Hg²⁺ si .

Oxidul de plumb(II), ce intra in componenta vopselelor cu ulei (pigment de culoare alba), absoarbe in timp sulf din mediul inconjurator si se transforma in PbS, fapt ce provoaca innegrirea picturilor. La restaurarea acestora, sectoarele innegrite se prelucreaza cu apa oxigenata si, in rezultat, ele isi recapata culoarea initiala (are loc formarea sulfatului de plumb de culoare alba).

4. Acidul sulfuric si sulfatii solubili precipita ionii de plumb. Precipitatul este de culoare alba, solubil in alcalii la incalzire, in acizi azotic si clorhidric concentrati si in solutie de acetat de amoniu de circa 30%.

Pb(NO₃)₂ + H₂SO₄ = PbSO₄ + 2HNO₃

PbSO₄ + 4NaOH = Na₂PbO₂ + Na₂SO₄ + 2H₂O

2PbSO₄ + 2CH₃COONH₄ = [Pb(CH₃COO)₂PbSO₄] + (NH₄)₂SO₄

2PbSO₄ + 2HNO₃ = Pb(HSO₄)₂ + Pb(NO₃)₂

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie ce contine ioni de plumb, se adauga solutie de acid sulfuric (2 mol/l). Se formeaza un precipitat alb. Acesta se imparte in trei parti si se verifica solubilitatea lui in alcalii la incalzire, in acid azotic si in solutie de acetat de amoniu.

Prezinta interferente ionii: Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, Ag⁺ si .

III. Reactii de identificare a ionului Ba²⁺

1. Acidul sulfuric si sulfatii solubili (ionul SO₄^2-) precipita ionii de bariu in forma de compus de culoare alba, insolubil in acizi minerali si in alcalii.

Ba(NO₃)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2HNO₃

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de bariu, se adauga cateva picaturi de solutie de acid sulfuric (2 mol /l). Se obtine un precipitat alb. In probe aparte se verifica solubilitatea precipitatului in acizi minerali si in alcalii.

Prezinta interferente ionii : Pb²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ si Hg₂²⁺.

2. Dicromatul de potasiu formeaza cu ionii de bariu un precipitat de culoare galbena, solubil in acizi minerali si insolubil in acid acetic.

2Ba(NO₃)₂ + 2CH₃COONa + K₂Cr₂O₇ = 2BaCrO₄ + 2KNO₃ + 2NaNO₃ + 2CH₃COOH

Efectuarea reactiei: La 3-5 mililitri de solutie ce contine ioni de bariu, se adauga solutie tampon-acetat (CH₃COOH + CH₃COONa) si solutie de dicromat de potasiu. Se formeaza un precipitat galben. Ionii de strontiu si de calciu nu impiedica aceasta reactie, deoarece cromatii lor sunt solubili in acid acetic. Solutia tampon-acetat se adauga pentru a transforma acizii minerali tari, obtinuti ca rezultat al reactiei, in acid acetic.

Prezinta interferente ionii : Pb²⁺, Ag⁺, Hg²⁺ si .

3. In prezenta sarurilor de bariu flacara incolora devine galben-verzuie. Aceasta proprietate sta la baza fabricarii focurilor de artificii de culoare verzuie.

Efectuarea reactiei: Inelul de sarma subtire din platina sau nicrom, sudata intr-o bagheta de sticla, se imerseaza in solutie de acid clorhidric (2 mol/l) si se tine la flacara arzatorului de gaz pana ce flacara devine incolora. Apoi, pe sarma se aplica solutie ce contine ioni de bariu si se introduce iarasi in flacara arzatorului de gaz. Observam colorarea flacarii in galben-verzui.

4. Apa de ghips formeaza cu ionii de bariu un precipitat de culoare alba, insolubil in acizi minerali si in alcalii.

Ba(NO₃)₂ + CaSO₄ = BaSO₄ + Ca(NO₃)₂

Efectuarea reactiei: La un volum mic de solutie ce contine ioni de bariu, se adauga apa de ghips (solutie de sulfat de calciu saturata). Se formeaza un precipitat alb. In portiuni aparte se verifica solubilitatea in acid azotic si in solutie de NaOH a compusului obtinut.

Prezinta interferente ionii : Pb²⁺, Sr²⁺ si .

5. Oxalatul de amoniu formeaza cu ionii de bariu un precipitat alb, solubil la incalzire in acizi minerali si in solutie de acid acetic.

Ba(NO₃)₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = BaC₂O₄ + 2NH₄NO₃

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de bariu se adauga cateva picaturi de solutie de oxalat de amoniu sau de acid oxalic. Se formeaza un precipitat alb. In portiuni aparte se verifica solubilitatea la incalzire in acizi minerali si in acid acetic a compusului obtinut.

Prezinta interferente ionii : Ca²⁺, Sr²⁺, Mg²⁺.

IV. Reactii de identificare a ionului Ca²⁺

1. Acidul sulfuric si sulfatii solubili (ionul ) precipita ionii de calciu, formand un compus de culoare alba, solubil in acid azotic .

Ca(NO₃)₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ + 2HNO₃

CaSO₄ + 2HNO₃ = Ca(HSO₄)₂ + Ca(NO₃)₂

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de calciu, se adauga cateva picaturi de solutie de acid sulfuric ( 2 mol/l). In solutie se formeaza un precipitat alb.

Prezinta interferente ionii : Pb²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ si .

2. Reactia microcristaloscopica. Pe o lamela de sticla, se aplica cate o picatura de solutie a unei sari de calciu si de acid sulfuric diluat (1 mol/l) si se vaporizeaza pana la aparitia fazei solide pe marginea picaturii. La microscop se vad cristale in forma de ace sau fulgi (fig.1).

Ca(NO₃)₂ + H₂SO₄ + 2H₂O = CaSO₄ 2H₂O + 2HNO₃

Fig. 1. Cristale de CaSO₄2H₂O

(cristalizare lenta din solutii diluate)

3. In prezenta sarurilor de calciu, flacara incolora devine rosie-caramizie. Aceasta proprietate sta la baza fabricarii focurilor de artificii de culoare rosie.

Efectuarea reactiei: Inelul de sarma din platina sau nicrom, sudat intr-o bagheta de sticla, curatat in prealabil (vezi III.3), se introduce in solutie ce contine ioni de calciu, si dupa acea - in flacara arzatorului de gaz. Se observa colorarea flacarii in rosu-caramiziu.

4.Hexacianoferatul(II) de potasiu formeaza cu ionii de calciu un precipitat alb cristalin, solubil in acizi tari si insolubil in acid acetic, prin aceasta deosebindu-se de SrCO₃, care se obtine la interactiunea ionilor de strontiu cu (NH₄)₂CO₃. (carbonatul de amoniu poate sa se contina in solutia-tampon amoniacala, in a carei prezenta se realizeaza reactia).

Ca²⁺ + K⁺ + [Fe(CN)₆]^4- + = CaKNH₄[Fe(CN)₆]↓

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de calciu, se adauga 3-5 picaturi de solutie-tampon amoniacala ( NH₄Cl+NH₄OH 0,1 mol/l), si amestecul se incalzeste pe baia de apa, apoi se raceste cu un volum egal de solutie concentrata de hexacianoferat(II) de potasiu. La racire se formeaza un precipitat alb.

Prezinta interferente ionii : Ba²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺si Fe³⁺.

5. Oxalatul de amoniu formeaza, la interactiune cu ionii de calciu, un precipitat alb, solubil in acizi minerali, dar, spre deosebire de BaC₂O₄ si SrC₂O₄, insolubil in acid acetic.

Ca(NO₃)₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O₄ + 2NH₄NO₃

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de calciu, se adauga cateva picaturi de solutie de oxalat de amoniu sau de acid oxalic. Se obtine un precipitat alb. In portiuni aparte se verifica solubilitatea precipitatului in acizi minerali si in acid acetic.

Prezinta interferente ionii : Ba²⁺, Sr²⁺, Mg²⁺.

V. Reactii de identificare a ionului Al³⁺

1. Bazele alcaline interactioneaza cu ionii de aluminiu, formand un precipitat alb, solubil in surplus de alcalii si insolubil in solutie de amoniac.

Al(NO₃)₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ + 3 NaNO₃

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

Efectuarea reactiei: La 5-7 picaturi de solutie a unei sari de aluminiu se adauga 1-2 picatura de solutie diluata de NaOH (2 mol/l). Se formeaza un precipitat alb. Acesta se separa de solutie si se imparte in doua. La o parte se adauga acid clorhidric, iar la a doua parte - solutie de hidroxid de sodiu concentrata. In ambele cazuri precipitatul se dizolva.

2. Alizarina (1,2-dihidroxiantrachinona C₁₄H₆O₂(OH)₂) formeaza cu ionii de aluminiu, in mediu bazic, un precipitat de culoare roz.

Efectuarea reactiei: Pe hartia de filtru se aplica o picatura de solutie, care contine ioni de aluminiu, si se introduce in vapori de amoniac. Apoi, se adauga 1-2 picaturi de solutie de alizarina (0,2 %) in alcool etilic. Pe hartia de filtru se formeaza o pata de culoare violeta, care, dupa tratare cu acid acetic, se transforma intr-un inel de culoare roz.

Prezinta interferente ionii: Zn²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺.

3.Aluminona (C₂₂H₁₁O₉(NH₄)₃ formeaza cu ionii de aluminiu un compus complex de culoare rosie.

Efectuarea reactiei: Solutia, ce contine ioni de aluminiu, se aciduleaza cu cateva picaturi de acid acetic (2 mol/l), se adauga 2-3 picaturi de solutie de aluminona (0,01%) si se incalzeste pe baia de apa. Apoi, se adauga solutie de amoniac pana la aparitia mirosului caracteristic si 2-3 picaturi de solutie de carbonat de amoniu. Se obtine un precipitat in forma de fulgi rosii, numit lac de aluminiu.

Prezinta interferente ionii: Fe³⁺ , Cr³⁺, Ca²⁺.

4. 8-oxichinolina (C₉H₆N(OH)) formeaza cu ionii de aluminiu, in mediu slab acid (pH ~5), un precipitat cristalin de culoare galben-verzuie.

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de aluminiu, se adauga si 2-3 picaturi de solutie-tampon acetat (CH₃COOH + CH₃COONa) si 2-3 picaturi de 8-oxichinolina. In solutie se formeaza un precipitat cristalin de culoare galben-verzuie.

Prezinta interferente ionii: Mg²⁺, Cr³⁺.

VI. Reactii de identificare a ionului Zn²⁺

Bazele alcaline precipita ionii de zinc, formand un compus de culoare alba. In surplus de alcalii si in solutie de amoniac, precipitatul se dizolva si formeaza compusi complecsi. Hidroxizii de plumb si de aluminiu, de asemenea, se dizolva in surplus de alcalii, iar in solutie de hidroxid de amoniu nu se dizolva.

Zn(NO₃)₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂ + 2NaNO₃

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄]

Zn(OH)₂ + 4NH₄OH = [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

Efectuarea reactiei: La solutia, ce contine ioni de zinc, se adauga cateva picaturi de solutie diluata de hidroxid de sodiu. Se formeaza un precipitat alb. Acesta se imparte in doua. La o parte se adauga solutie de hidroxid de sodiu in exces, iar la a doua parte - solutie de amoniac. In ambele cazuri precipitatul se dizolva.

2. Acidul sulfhidric sau sulfura de sodiu formeaza cu ionii de zinc un precipitat de culoare alba, solubil in acizi tari si insolubil in acid acetic.

Zn(NO₃)₂ + Na₂S = ZnS + 2NaNO₃

Efectuarea reactiei: Solutia unei sari solubile de zinc se aciduleaza cu acid acetic de 30%. Se adauga solutie de sulfura de sodiu. Se formeaza un precipitat alb. In portiuni aparte se verifica solubilitatea precipitatului in acizi minerali si in acid acetic.

Prezinta interferente ionii: Fe³⁺, Fe²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺, Ag⁺, oxidantii, ce pot oxida ionul S^2- pana la sulf liber, acesta confundindu-se cu ZnS.

3. Hexacianoferatul(II) de potasiu formeaza cu ionii de zinc un precipitat de culoare alba, solubil in alcalii si insolubil in acizi (aceasta reactie permite identificarea zincului in prezenta aluminiului, ce nu formeaza precipitat cu reactivul dat).

3Zn(NO₃)₂ + 2K₄[Fe(CN)₆] = K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂ + 6KNO₃

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de zinc, se adauga solutie-tampon acetat (CH₃COOH + CH₃COONa) si 2-3 picaturi de solutie de hexacianoferat(II) de potasiu. Reactia se desfasoara cu formarea unui precipitat alb. Reactia se realizeaza in solutii neutre sau slab acide (motivul adaugarii solutiei tampon acetat). La actiunea reactivului in exces se obtine compusul Zn₂[Fe(CN)₆], cu solubilitate mai mare decat K₂Zn₃[Fe(CN)₆]_2. Ionii de aluminiu(III) si crom(III) nu impiedica identificarea zincului. Nu se admite prezenta substantelor, care pot oxida K₄[Fe(CN)₆] in K₃[Fe(CN)₆]

4.Ditizona (difeniltiosemicarbazona C₆H₅-NH-NH-CS-N=N-C₆H₅) formeaza cu ionii de zinc un compus complex de culoare rosie-zmeurie. Reactia permite identificarea ionilor Zn²⁺ in prezenta cationilor grupei a III-a.

Efectuarea reactiei: La 1-2 mililitri de solutie, ce contine ioni de zinc, se adauga 1 mililitru de solutie-tampon acetat si 1-2 mililitri de solutie de ditizona in tetraclorura de carbon. La agitarea amestecului, stratul de tetraclorura de carbon se coloreaza in rosu. Spre deosebire de ditizonatii altor metale, ditizonatul de zinc coloreaza, in mediu bazic, nu numai stratul de CCl₄, dar si solutia apoasa.

Prezinta interferente ionii: Pb²⁺, Cu²⁺ si Bi³⁺.

5. Reactia microcristaloscopica cu tetratiocianomercuriatul(II) de amoniu. Tetratiocianomercuriatul(II) de amoniu formeaza cu ionii Zn²⁺ precipitat alb cristalin:

ZnCl₂ + (NH₄)₂[Hg(SCN)₄] = Zn[Hg(SCN)₄]↓ + 2NH₄Cl

Efectuarea reactiei: Pe o lamela de sticla se aplica o picatura de solutie, ce contine ioni de zinc, se aciduleaza cu acid acetic, se incalzeste usor si se adauga o picatura de solutie de tetra-rodanomercuriat(II) de amoniu. Cristalele obtinute se vad la microscop (fig.2).

Fig. 2. Cristale de Zn[Hg(SCN)₄]

VII. Reactii de identificare a ionului Cr³⁺

1. Bazele alcaline precipita ionii de crom(III). Se formeaza un precipitat violet-cenusiu ce se dizolva in alcalii, formand un compus complex, colorind solutia in verde-deschis. In solutie de amoniac precipitatul este insolubil.

Cr(NO₃)₃ + 3NaOH = Cr(OH)₃ + 3 NaNO₃

Cr(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆]

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie a unei sari de crom(III), se adauga 1-2 picaturi de solutie de NaOH. Se formeaza un precipitat violet-cenusiu, la care se adauga hidroxid de sodiu in exces. Precipitatul se dizolva, iar solutia se coloreaza in verde-deschis.

2. Ionii de Cr(III) se oxideaza cu oxidanti puternici pana la Cr(VI). Oxidarea poate fi realizata atat in mediu bazic, cat si in mediu acid.

Efectuarea reactie: La solutia de hexahidroxocromat(III) de sodiu (vezi VII.1) se adauga cateva picaturi de apa oxigenata ( H₂O₂) si amestecul se incalzeste pe baia de apa. Culoarea verde a solutiei se schimba in galben. Pentru depistarea ionului de cromat, la solutia obtinuta se adauga 2-3 picaturi de solutie de nitrat de argint. Formarea unui sediment rosu-caramiziu confirma prezenta ionului in solutie.

2Na₃[Cr(OH)₆] + 3H₂O₂ = 2Na₂CrO₄ + 8H₂O + 2NaOH

Reducator [Cr(OH)₆]^3- + 2OH^- - 3ē → + 4H₂O 3 2 proces de oxidare

6

Oxidant H₂O₂ + 2ē → 2OH^- 2 3 proces de reducere

2AgNO₃ + Na₂CrO₄ =Ag₂CrO₄ + 2NaNO₃

In mediu acid, oxidarea Cr(III) pana la Cr(VI) se efectueaza cu bismutat de sodiu.

2Cr(NO₃)₃ + 3NaBiO₃ + 4HNO₃ = Na₂Cr₂O₇ + 3Bi(NO₃)₃ + NaNO₃ + 2H₂O

Reducator 2Cr³⁺ + 7H₂O - 6ē → + 14H⁺ 6 1 proces de oxidare

6

Oxidant NaBiO₃ + 6H⁺ + 2ē → Na⁺ + Bi³⁺ + 3H₂O 2 3 proces de reducere

Efectuarea reactiei: La solutia unei sari solubile de crom(III), acidulata cu acid azotic, se adauga putin bismutat de sodiu solid. Solutia se coloreaza in oranj, culoare caracteristica ionilor de dicromat.

3. In mediul acid, ionul dicromat se oxideaza cu apa oxigenata, formand un compus de culoare albastra (acidul percromic).

Efectuarea reactiei. La solutia de dicromat de sodiu (vezi punctul 2), se adauga putina apa oxigenata si 5-7 picaturi de alcool amilic. Solutia se agita si se aciduleaza cu acid sulfuric. Stratul de alcool capata o culoare albastra, datorita formarii peroxidului de crom CrO₅ (deseori se scrie sub forma hidratata H₂CrO_6, acidul peroxocromic), solubil in solventi organici

+ 3H₂O₂ + 2H⁺ = 2H₂CrO₆ + 3H₂O

4. Sarea disodica a acidului etilendiamintetraacetic (Trilon B) formeaza cu ionii de crom(III) un compus de culoare violeta sau albastra.

Efectuarea reactiei. La solutia de Cr(III) se adauga cateva picaturi de solutie de acid acetic de 30 %, putin trilon B si solutia se incalzeste pe baia de apa. Se observa colorarea solutiei in violet. Daca la solutia violeta se creeaza mediul slab bazic (pH circa 7-9), culoarea violeta trece in albastru.

Cr(NO₃)₃ + Na₂H₂EDTA = Na[Cr(EDTA)] + NaNO₃ + 2HNO₃

Na[Cr(EDTA)] + NaOH = Na₂[Cr(OH)(EDTA)]

VIII. Reactii de identificare a ionului Fe²⁺

1.Bazele alcaline formeaza cu ionii Fe²⁺ un precipitat de culoare verde, insolubil in surplus de reactiv si in solutie de amoniac. In timp, sub actiunea oxigenului din aer, culoarea precipitatului se schimba in brun-cafeniu.

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + 2NaCl

4Fe(OH)₂ + O₂ +2H₂O = 4Fe(OH)₃

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de fier(II), se adauga solutie de hidroxid de sodiu. Se formeaza un precipitat de culoare verde. Daca reactia se realizeaza fara accesul aerului, precipitatul are culoare alba. In conditii obisnuite, ca rezultat al oxidarii partiale a fierului (II), precipitatul capata culoare verde-murdar. Oxidarea rapida se realizeaza tratind hidroxidul de fier(II) cu apa oxigenata.

FeCl₂ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + 2NaCl

2Fe(OH)₂ + H₂O₂ = 2Fe(OH)₃

2.Hexacianoferatul(III) de potasiu formeaza cu ionii de fier(II) un precipitat de culoare albastra (albastru de Turnbul), insolubil in acizi. Alcaliile descompun acest compus. Reactia se desfasoara in doua trepte:

Fe²⁺ + [Fe(CN)₆]^3- + K⁺ = KFe[Fe(CN)₆]↓

Efectuarea reactiei: La solutia de Fe²⁺, slab acidulata cu acid clorhidric, se adauga solutie de hexacianoferat(III) de potasiu. Se obtine un precipitat de culoare albastra. Aceasta reactie permite identificarea fierului(II), in prezenta fierului(III). Intrucit ultimul nu formeaza precipitat cu hexacianoferatul(III) de potasiu, numai solutia isi schimba culoarea in cafeniu- brun. Ionii de fier(II) formeaza cu hexacianoferatul(II) de potasiu un precipitat alb, care, in contact cu aerul, capata culoare albastra. Aceasta se produce in urma oxidarii fierului(II) in fier(III) si a transformarii precipitatului in albastru de Berlin.

3.Dimetilglioxima (reactivul Ciugaev) formeaza cu ionii de fier(II) un compus complex de culoare rosie, insolubil in solutii de acizi minerali. In alcalii, compusul se descompune.

FeSO₄ + 2C₄H₈N₂O₂ + 2NH₃ = Fe(C₄H₇N₂O₂)₂ + (NH₄)₂SO₄

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de fier(II), se adauga cateva picaturi de apa amoniacala si solutie de dimetilglioxima. Solutia capata culoare rosie. Aceasta reactie permite identificare ionilor Fe²⁺ in prezenta ionilor Fe³⁺, daca este realizata cu acid tartric. Ultimul formeaza cu ionii Fe³⁺ un compus complex stabil, evitandu-se astfel sedimentarea hidroxidului de fier(III).

Prezinta interferente ionii de Ni²⁺.

4. Ionii S^2- formeaza cu ionii de fier(II) un precipitat negru, solubil in acizi minerali diluati.

FeCl₂ + Na₂S = FeS + 2NaCl

FeS + 2HCl → FeCl₂ + H₂S↑

Efectuarea reactiei. La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de Fe(II), se adauga solutie de sulfura de sodiu si amestecul se aciduleaza cu HCl (pH~4). Se formeaza un precipitat negru.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Fe³⁺, Pb²⁺, Hg²⁺ si .

IX. Reactii de identificare a ionului Fe³⁺

1.Bazele alcaline formeaza cu ionii de fier(III) un precipitat de culoare cafenie-bruna, insolubil in surplus de alcalii si in solutie de amoniac, dar solubil in acizi minerali.

FeCl₃ + 3NaOH = Fe(OH)₃ + 3NaCl

Efectuarea reactiei: La solutia de fier(III) se adauga solutie de hidroxid de sodiu. Se formeaza un precipitat de culoare bruna. Se verifica solubilitatea precipitatului in solutiile de alcalii si in amoniac.

2. Hexacianoferatul(II) de potasiu formeaza cu ionii de fier(III) un precipitat de culoare albastra (albastru de Berlin). Reactia se efectueaza in solutii slab acide (pH ~ 2). In solutii puternic acidulate si in surplus de reactiv, precipitatul se dizolva. Alcaliile distrug compusul si formeaza hidroxidul de fier(III). In prezenta ionului oxalat, precipitat nu se formeaza, numai solutia se coloreaza in albastru (ionii oxalati formeaza cu fierul(III) ionul complex [Fe(C₂O₄)₃]^3-, mai stabil decat compusul KFe[Fe(CN)₆]).

FeCl₃ + K₄[Fe(CN)₆] = KFe[Fe(CN)₆] + 3KCl

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni Fe³⁺, slab acidulata cu acid clorhidric (pH~2), se adauga cateva picaturi de solutie de hexacianoferat(II) de potasiu. Se formeaza un precipitat de culoare albastra.

Prezinta interferente oxidantii si reducatorii.

3. Ionii de tiocianat (SCN^-) formeaza cu ionii de fier(III) un compus complex, care coloreaza solutia in rosu (intensitatea culorii depinde de concentratia ionilor de SCN^-). La marirea concentratiei ionilor de tiocianat are loc formarea compusilor cu numar de liganzi variabil:

FeCl₃ + KCNS = [Fe(CNS]²⁺ + K⁺ + 3Cl^-

FeCl₃ + 2KCNS = [Fe(CNS)₂]⁺ + 2K⁺ + 3Cl^-

FeCl₃ + 3KCNS = [Fe(CNS)₃] + 3KCl

FeCl₃ + 6KCNS = [Fe(CNS)₆]^3- + 6K⁺ + 3Cl^-

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de Fe³⁺, se adauga cateva picaturi de solutie de tiocianat de potasiu sau de amoniu. Solutia se coloreaza in rosu (culoarea sangelui).

Prezinta interferente ionii: F^-, , sarurile acizilor oxalic, tartric citric etc., care formeaza cu fierul(III) compusi complecsi mai stabili decat tiocianatii.

4. Ionii de sulfura formeaza cu ionii de fier(III) un precipitat negru

3FeCl₃ + 3Na₂S = Fe₂S₃ + 6NaCl

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie Fe(III), se adauga solutie de sulfura de sodiu. In solutie se formeaza un precipitat negru.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Fe³⁺, Pb²⁺, Hg²⁺ si .

5. La temperaturi scazute acetatul de sodiu formeaza cu Fe(III) acetatul de fier(III), colorind solutia in rosu. La diluare, si la incalzire pana la fierbere, are loc formarea unui precipitat brun, care este acetatul bazic de fier(III).

FeCl₃ + 3CH₃COONa = Fe(CH₃COO)₃ + 3NaCl

Fe(CH₃COO)₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂(CH₃COO) + 2CH₃COOH

Efectuarea reactiei: Cateva picaturi de solutie, ce contine ioni Fe³⁺, se dilueaza cu apa distilata, se adauga solutie de acetat de sodiu si se raceste sub jetul de apa. Solutia se coloreaza in rosu. La incalzirea amestecului pe baia de apa, se formeaza un precipitat brun.

Prezinta interferente: Al³⁺, .

X. Reactii de identificare a ionului Mn²⁺

Bazele alcaline formeaza cu ionii de mangan(II) un precipitat de culoare alba, solubil in acizi minerali si insolubil in surplus de baze tari si in solutie de amoniac. In timp, sub actiunea oxigenului din aer sau la tratarea cu H₂O₂, culoarea precipitatului se schimba in brun. Se formeaza acidul manganos.

MnSO₄ + 2NaOH = Mn(OH)₂ + Na₂SO₄

2Mn(OH)₂ + O₂ = 2MnO(OH)₂

Efectuarea reactiei: La solutia, ce contine ioni de mangan(II), se adauga solutie de hidroxid de sodiu. Precipitatul de culoare alba se trateaza cu apa oxigenata. Culoarea se schimba in cafeniu (brun).

MnCl₂ + 2NaOH = Mn(OH)₂ + 2NaCl

Mn(OH)₂ + H₂O₂ = MnO(OH)₂ + H₂O

2. Manganul(II) poate fi oxidat cu PbO₂, (NH₄)₂S₂O₈ sau NaBiO₃, in mediul acid, pana la mangan(VII), (MnO₄^-), colorind solutia in roz-violet (solutiile concentrare au culoare violeta-inchisa).

a) Oxidarea manganului(II) cu NaBiO₃. 1-2 picaturi de solutie de nitrat de mangan(II) se dilueaza cu apa, se adauga 3-4 picaturi de acid azotic si putin bismutat de sodiu solid. Surplusul de bismutat de sodiu se separa prin centrifugare. Solutia are culoare roz-zmeurie.

2Mn(NO₃)₂ + 5NaBiO₃ + 14HNO₃ = 2NaMnO₄ + 5Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ + 7H₂O

Reducator Mn²⁺ + 4H₂O - 5ē → + 8H⁺ 5 2 proces de oxidare

10

Oxidant NaBiO₃ + 6H⁺ + 2ē → Na⁺ + Bi³⁺ + 3H₂O 2 5 proces de reducere

b)   Oxidarea manganului(II) cu PbO₂. Mai intai se verifica daca dioxidul de plumb nu contine ioni de mangan. Pentru aceasta, la cateva picaturi de acid azotic de 50-60%, se adauga putin PbO₂ si amestecul se incalzeste pe baia de apa. Daca solutia nu se coloreaza in roz, dioxidul de plumb poate fi utilizat pentru identificarea ionilor de mangan(II). Cateva picaturi de solutie a unei sari de mangan(II) (nitrat, sulfat, in afara de clorura), se aciduleaza cu 2-3 picaturi de acid azotic (50-60%) si se adauga putin PbO₂ solid. Amestecul se incalzeste pe baia de apa timp de 5 min. Culoarea violet-zmeurie indica prezenta ionilor de mangan(II) in solutie.

2Mn(NO₃)₂ + 5PbO₂ + 6HNO₃ = 2HMnO₄ + 5Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

Reducator Mn²⁺ + 4H₂O - 5ē → MnO₄^- + 8H⁺      5 2 proces de oxidare

10

Oxidant PbO₂ + 4H⁺ + 2ē → Pb²⁺ + 2H₂O 2 5 proces de reducere

c)   Oxidarea ionilor Mn²⁺ cu (NH₄)₂S₂O₈. Reactia este catalizata de ionii Ag⁺, de aceea se realizeaza in prezenta nitratului de argint. La cateva picaturi de solutie de nitrat de mangan(II), se adauga 3-4 picaturi solutie de H₂SO₄ (2 mol/l) sau de HNO₃, cateva picaturi de solutie de nitrat de argint si putin persulfat de amoniu solid. Amestecul obtinut se incalzeste. Solutia capata culoare zmeurie-violeta. In lipsa ionilor de Ag⁺ se formeaza oxid de mangan(IV), de culoare bruna.

2MnSO₄ + 5(NH₄)₂S₂O₈ + 8H₂O = 2HMnO₄ + 5(NH₄)₂SO₄ + 7H₂SO₄

Reducator Mn²⁺ + 4H₂O - 5ē → MnO₄^- + 8H⁺      5 2 proces de oxidare

10

Oxidant + 2ē → 2 2 5 proces de reducere

Ionii reducatori Cl^-, Br^-, I^-, apa oxigenata, impiedica identificarea ionilor de mangan(II). Interferenta au si anionii, care formeaza cu Ag⁺ compusi putin solubili. Incalzirea puternica duce la descompunerea ionului MnO₄^- si la formarea oxidului de mangan(IV), precipitat brun.

3. Amoniacatul de argint oxideaza ionii Mn²⁺ pana la , formand un precipitat de culoare neagra.

Mn(NO₃)₂ + 2[Ag(NH₃)₂]OH + 3H₂O = H₂MnO₃↓ + 2Ag↓ + 2NH₄NO₃ + 2NH₄OH

Reducator Mn²⁺ + 4OH^- - 2ē → H₂MnO₃ + H₂O      2 1 proces de oxidare

2

Oxidant [Ag(NH₃)₂]⁺ + 1ē → Ag⁰↓ + 2NH₃ 1 2 proces de reducere

Efectuarea reactiei: Pe hartia de filtru se aplica o picatura de solutie ce contine ioni Mn²⁺ si se adauga o picatura de solutie de amoniacat de argint. Pe hartie se formeaza o pata neagra.

Prezinta interferente ionii care reduc [Ag(NH₃)₂]⁺ pana la argint metalic.

4. Sulfura de sodiu formeaza cu ionii Mn²⁺ un precipitat de culoarea pielii.

MnCl₂ + Na₂S = MnS↓ + 2NaCl

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de mangan(II), se adauga solutie de sulfura de sodiu. Se formeaza precipitat de culoarea pielii.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Fe³⁺, Fe²⁺, Pb²⁺, Hg²⁺ si .

XI. Reactii de identificare a ionului Mg²⁺

1.Bazele alcaline formeaza cu ionii de magneziu(II) un precipitat de culoare alba, insolubil in alcalii si partial solubil in solutie de amoniac.

MgSO₄ + 2NaOH = Mg(OH)₂ + Na₂SO₄

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de magneziu, se adauga solutie de hidroxid de sodiu. Se formeaza un precipitat alb. Intr-o portiune aparte se verifica solubilitatea lui in hidroxid de amoniu.

2. Hidrogenofosfatul de sodiu interactioneaza cu ionii de magneziu, in prezenta solutiei-tampon amoniacale (NH₄OH + NH₄Cl), formand un precipitat alb cristalin.

Mg(NO₃)₂ + Na₂HPO₄ + NH₄OH = MgNH₄PO₄ + 2NaNO₃ + H₂O

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de Mg²⁺, se adauga cateva picaturi de solutie-tampon amoniacala (daca se formeaza precipitat, se adauga solutie de clorura de amoniu ) si solutie de hidrogenofosfat de sodiu. In solutie se formeaza un precipitat cristalin de culoare alba.

3. 8-oxichinolina ( C₉H₆N(OH)) formeaza cu ionii de magneziu, in mediul bazic, un precipitat cristalin de culoare galben-verzuie.

Efectuarea reactiei: La solutia unei sari de magneziu, se adauga solutie-tampon amoniacala si solutie de alizarina in alcool etilic ( de 5%). In urma reactiei, se obtine un precipitat galben-verzui.

Prezinta interferente ionii: Al³⁺, Cr³⁺ etc.

XII. Reactii de identificare a ionului Cu²⁺

1.Bazele alcaline formeaza cu ionii Cu²⁺ un precipitat de culoare albastra-deschisa, partial solubil in exces de alcalii (fapt ce impiedica identificarea cationilor din grupa a treia) si solubil in solutie de amoniac cu care formeaza un compus complex de culoare albastra intensa, care se descompune in mediu acid.

CuSO₄ + 2NaOH = Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Cu(OH)₂ + 4NH₄OH = [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de cupru(II), se adauga solutie de hidroxid de sodiu. Precipitatul albastru obtinut se trateaza cu solutie de hidroxid de amoniu. Are loc dizolvarea precipitatului si colorarea solutiei in albastru intens. La tratarea solutiei cu acid clorhidric (pH ~ 4), culoarea albastra intensa trece in albastru-siniliu.

Prezinta interferente ionii : Ni²⁺, Co²⁺.

2. Hexacianoferatul(II) de potasiu formeaza cu ionii de cupru(II) un precipitat de culoare brun-rosietica.

2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆] = Cu₂[Fe(CN)₆] + 2K₂SO₄

Efectuarea reactiei: Solutia ce contine ioni de cupru (II) se trateaza cu solutie de hexacianoferat(II) de potasiu. In solutie se formeaza un precipitat de culoare brun-rosietica.

Prezinta interferente ionii: Fe³⁺.

3. Iodurile solubile formeaza cu ionii de cupru(II) un precipitat de culoare alba si elimina iod liber, care coloreaza solutia in galben-oranj.

2CuSO₄ + 4KI = 2CuI + I₂ + 2K₂SO₄

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie ce contine ioni de cupru(II), se adauga solutie de iodura de potasiu. Solutia se coloreaza in oranj si se formeaza un precipitat de culoare alba. La adaugarea catorva picaturi de pap de amidon, solutia isi schimba culoarea in albastru, ceea ce demonstreaza prezenta iodului liber.

Prezinta interferente ionii : Bi³⁺, Pb²⁺, Ag⁺, Fe³⁺, Hg²⁺ si .

4. Aluminiul sau fierul metalic reduc ionii de cupru(II) pana la cupru metalic.

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu↓

Efectuarea reactiei: In solutia ce contine ionii de cupru(II), se adauga pilitura de fier. In aproximativ 10 minute, pilitura de fier capata culoare rosie, schimbare cauzata de depunerea cuprului metalic pe suprafata firisoarelor de pilitura de fier. Pilitura de fier poate fi inlocuita cu un cui de fier.

Prezinta interferente ionii : Ag⁺, Hg²⁺ si .

XIII. Reactii de identificare a ionului Co²⁺

1. Bazele alcaline (solutii diluate) formeaza cu ionii de cobalt(II) sarea bazica de cobalt, precipitat de culoare albastra, care in alcalii, la incalzire, se transforma in hidroxid de cobalt(II), schimbandu-si culoarea in roz. La contactarea cu oxigenul, Co(OH)₂, treptat sau la adaugarea peroxidului de hidrogen, se transforma in Co(OH)₃, capatind culoarea bruna. Hidroxidul de cobalt(III) nu este solubil in acid sulfuric, dar se dizolva in amestecul acestuia cu peroxid de hidrogen.

CoCl₂ + NaOH = CoOHCl↓ + NaCl

CoOHCl↓ + NaOH = Co(OH)₂↓ + NaCl

2Co(OH)₂↓ + H₂O₂ = 2Co(OH)₃↓

Efectuarea reactiei: La solutia ce contine ioni de cobalt(II), se adauga cateva picaturi de solutie de hidroxid de sodiu. Se formeaza un precipitat albastru, care la tratarea cu surplus de alcaliu, isi schimba culoarea in roz. In acest precipitat se adauga peroxid de hidrogen. Culoarea roz se schimba in bruna.

Hidroxidul de amoniu formeaza cu Co(II) un precipitat de culoare roz, care, in exces de reagent, se dizolva formind un compus complex de culoare violeta.

CoOHCl + 7NH₄OH = [Co(NH₃)₆]²⁺ + 2OH^- + NH₄⁺ + Cl^- + 6H₂O

Prezinta interferente ionii : Cu²⁺, Ni²⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Hg²⁺.

1-nitrozo-2-naftol (reactivul Iliinski), in solutii neutre sau slab acide, oxideaza ionii de Co²⁺ in Co³⁺ si formeaza cu acestia un precipitat de culoare rosie-bruna, solubil in solventi organici.

3C₁₀H₆NO(OH) + Co³⁺ = Co[C₁₀H₆(NO)O]₃ + 3H⁺

Efectuarea reactiei. La cateva picaturi de solutie neutra sau slab acida a unei sari de cobalt(II) (solutiile puternic acide se neutralizeaza cu acetat de sodiu), se adauga 3-4 picaturi de solutie de 1-nitrozo-2-naftol si se incalzesc. In solutie apare un precipitat brun-inchis.

Prezinta interferente ionii reducatori si fierul(III), care formeaza cu reactivul un precipitat negru-brun.

4. Tetrarodanomercuriatul(II) de amoniu la interactiunea cu ionii de cobalt (II) formeaza un precipitat albastru, care se dizolva in acid clorhidric. La dilutia cu apa a solutiei obtinute culoarea albastra se schimba in roz. In prezenta ionilor Zn²⁺ reactia se desfasoara mai rapid, iar precipitatul are culoare sinilie. Reactia poate fi realizata si in varianta microcristaloscopica.

Co(NO₃)₂ + (NH₄)₂[Hg(SCN)₄] = Co[Hg(SCN)₄↓ + 2NH₄NO₃

Efectuarea reactiei microcristaloscopice: O picatura de solutie, ce contine ioni de cobalt(II), se aplica pe o lamela de sticla si se vaporizeaza. Dupa racire pe lamela se aplica o picatura de solutie de (NH₄)₂[Hg(CNS)₄]. Peste cateva minute cristalele formate se vad la microscop (fig. 4). Pentru inlaturarea actiunii jenante a ionilor de fier(III), la solutie se adauga fluorura de sodiu sau de potasiu (ionii F^- leaga ionii Fe³⁺ intr-un compus complex, mai stabil decat cel format cu ionii de tiocianat si culoarea rosie intens nu se formeaza).

Fig. 3. Cristale de Co[Hg(SCN)₄]

XIV. Reactii de identificare a ionului Ni²⁺

1.Bazele alcaline formeaza cu ionii de nichel(II) un precipitat de culoare verde, insolubil in alcalii, dar solubil in acizi minerali si in solutie de amoniac cu formare a compusului complex:

NiSO₄ + 2NaOH = Ni(OH)₂ + Na₂SO₄

Ni(OH)₂ + 6NH₄OH = [Ni(NH₃)₆](OH)₂ + 6H₂O

Efectuarea reactiei: La solutia unei sari de nichel(II) se adauga solutie de hidroxid de sodiu. Se formeaza un precipitat verde, care, la tratarea cu hidroxid de amoniu in exces, se dizolva, iar solutia se coloreaza in roz-violet.

Prezinta interferente ionii : Cu²⁺, Co²⁺.

Reactivul lui Ciugaev (dimetilglioxima) formeaza, in mediu amoniacal, cu ionii de Ni²⁺, un precipitat caracteristic, rosu, de sare intracomplexa - dimetilglioximatul de nichel. In solutii puternic acide compusul se descompune. Nu se admite surplusul de amoniac, deoarece se formeaza compus complex. Sedimentarea mai completa a ionilor Ni²⁺ se realizeaza in solutiile cu pH-ul 5 -10.

2C₄H₈N₂O₂ + Ni(NO₃)₂ = (C₄H₇N₂O₂)₂Ni + 2HNO₃

Efectuarea reactiei: La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de nichel(II), se adauga solutie-tampon amoniacala (daca se precipita hidroxizii insolubili in amoniac, precipitatul se separa de solutie prin centrifugare). La solutia obtinuta se adauga solutie de dimetilglioxima in alcool. Se formeaza un precipitat rosu.

Prezinta interferente ionii de fier(II), care formeaza cu reactivul un compus complex, solubil, de culoare rosie.

Hidrogenofosfatul de sodiu formeaza cu ionii Ni²⁺ un precipitat verde, solubil in acizi si in hidroxid de amoniu, dar insolubil in alcalii.

2Na₂HPO₄ + 3Ni(NO₃)₂ = Ni₃(PO₄)₂ + 4NaNO₃ + 2HNO₃

XV. Reactii de identificare a ionului

1. Bazele alcaline, la incalzire, degaja din solutiile ce contin saruri de amoniu un gaz cu miros specific intepator.

NH₄Cl + NaOH = NaCl + NH₃↑ + H₂O

Efectuarea reactiei: La cativa mililitri de solutie ce contine ioni se adauga solutie de hidroxid de sodiu si amestecul se incalzeste pe baia de apa. Gazul care se degaja are miros caracteristic intepator. Amoniacul poate fi identificat nu numai dupa miros, ci si prin alte metode:

a)   Hartia de indicator universal, umezita cu apa distilata, se tine in vapori deasupra eprubetei (hartia nu trebuie sa se atinga de eprubeta). Colorarea hartiei in albastru certifica prezenta ionilor NH₄⁺ in solutie.

b)   In vaporii, ce se degaja din eprubeta la incalzire, se introduce o fasie de hartie de filtru imbibata cu solutie de nitrat de mercur(I). Aparitia unei pete negre pe hartie demonstreaza prezenta ionilor de amoniu in solutie.

2NH₃ + Hg₂(NO₃)₂ = [HgNH₂](NO₃) + Hg + NH₄NO₃

2. Tetraiodmercuriatul(II) de potasiu, in mediu bazic (reactivul lui Nessler), formeaza cu ionii de amoniu un precipitat caracteristic de culoare brun-caramizie (la concentratii mici ale ionilor de amoniu precipitatul nu se formeaza, iar solutia se coloreaza in oranj).

NH₄Cl + 2K₂[HgI₄] + 4KOH = [OHg₂NH₂]I + 7KI + KCl + 3H₂O

Efectuarea reactiei. La cateva picaturi de solutie, ce contine ioni de amoniu, se adauga reactivul Nessler. Se formeaza un precipitat de culoare bruna-caramizie.

XVI. Reactii de identificare a ionului K⁺

1. Acidul percloric precipita ionii de potasiu, formand un precipitat de culoare alba.

KNO₃ + HClO₄ = KClO₄ + HNO₃

Reactia reuseste cand se folosesc solutii concentrate.

Hexanitrocupratul(II) de plumb si sodiu (nitritul triplu) formeaza cu ionii de potasiu cristale de forma cubica, de culoare neagra sau cafenie.

Na₂Pb[Cu(NO₂)₆] + KCl = K₂Pb[Cu(NO₂)₆] + 2NaCl

Fig. 4. Cristale de K₂Pb[Cu(NO₂)₆]

Efectuarea reactiei. Pe o lamela de sticla se aplica o picatura de solutie, ce contine ioni de potasiu, si se vaporizeaza pana la aparitia fazei solide pe margine. La reziduul rece se adauga 1-2 picaturi de solutie de nitrit triplu. Peste cateva minute, cristalele obtinute se vad la microscop.

3. Hexanitrocobaltatul(III) de sodiu formeaza cu ionii de potasiu un precipitat de culoare galbena, solubil in acizi minerali tari cu formarea acidului azotos instabil. In astfel de solutii, ionii de cobalt(III) se reduc pana la cobalt(II).

2KCl + Na₃[Co(NO₂)₆] = K₂Na[Co(NO₂)₆] + 2NaCl

K₂Na[Co(NO₂)₆] + 6H⁺ = 6HNO₂ + Co³⁺ + Na⁺ + 2K⁺

2HNO₂ = H₂O + NO + NO₂

2Co³⁺ + 2Cl^- = 2Co²⁺ + Cl₂

2Co³⁺ + HNO₂ + H₂O = 2Co²⁺ + + 3H⁺

2Co³⁺ + HNO₂ + H₂O = 2Co²⁺ + + 3H⁺

2HNO₂ = H₂O + NO + NO₂

In mediul bazic are loc descompunerea reactivului cu formarea hidroxidului de cobalt(III) (precipitat brun), de aceea mediul optim de realizare a reactiei este pH ~ 3 (nu se admite pH-ul > 7).

[Co(NO₂)₆]^3- + 3OH^- = Co(OH)₃↓+ 6

Efectuarea reactiei: In solutia, ce contine ioni de potasiu, se adauga cateva picaturi de solutie-tampon acetat si hexanitrocobaltat(III) de sodiu. Se formeaza un precipitat de culoare galbena. Continutul eprubetei se agita si se imparte in doua. La o parte se adauga cateva picaturi de solutie de HCl. Precipitatul se dizolva. In a doua parte de precipitat se adauga solutie de NaOH. Precipitatul capata culoare bruna.

4. Ionii de potasiu coloreaza flacara arzatorului de gaz in violet-pal.

Efectuarea reactiei: Inelul de sarma din platina sau nicrom, sudat intr-o bagheta de sticla si curatat in prealabil (vezi III.3), se introduce in solutia, ce contine ioni de potasiu, apoi in flacara arzatorului de gaz. Se observa colorarea flacarii in violet. Prezinta interferente sarurile de sodiu, de aceea, in prezenta ionilor de sodiu, flacara trebuie privita printr-o sticla albastra, ce absoarbe fasciculul galben de lumina, si este transparenta pentru cel de culoare violeta.

XVII. Reactii de identificare a ionului Na⁺

Dihidrogenoantimonatul de potasiu (KH₂SbO₄) sau hexahidroxostibiatul(V) de potasiu (K[Sb(OH)₆]) formeaza cu ionii de sodiu, la rece, un precipitat alb cristalin. Reactia permite identificarea ionului Na⁺ in prezenta ionului K⁺.

NaCl + KH₂SbO₄ = NaH₂SbO₄ + KCl

Efectuarea reactiei: La 5-6 picaturi de solutie, ce contine ioni Na⁺, se adauga un volum egal de solutie KH₂SbO₄, iar peretii eprubetei se freaca cu o bagheta de sticla. Apare un sediment alb cristalin. Reactia se realizeaza in solutii relativ concentrate, in mediu neutru, deoarece in mediul acid are loc descompunerea reactivului cu formarea unui sediment amorf:

+ H⁺ = HSbO₃ + H₂O

In mediul bazic se obtine o sare solubila:

NaH₂SbO₄ + 2NaOH = Na₃SbO₄ + 2H₂O

Prezinta interferente ionii: , Mg²⁺ si alti ioni din grupele analitice I-V.

2. Uranilacetatul sau zincuranilacetatul formeaza cu ionii de sodiu cristale tetraedrice sau octaedrice regulate (fig. 5), de culoare verde-galbuie.

NaCl + Zn(UO₂)₃(CH₃COO)₈ + CH₃COOH + 9H₂O =

= NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉9H₂O↓ + HCl

Fig. 5. Cristale de NaUO₂(CH₃COO)₇

Efectuarea reactiei. Pe o lamela de sticla se aplica o picatura de solutie, ce contine ioni de sodiu, si se vaporizeaza pana la sec. La reziduul rece, se adauga o picatura de solutie de zincuranilacetat. Peste aproximativ 5 minute, cristalele obtinute pot fi vazute la microscop.

Prezenta ionilor de K⁺, Mg²⁺, , Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺, Cu²⁺, Pb²⁺, intr-o cantitate de 20 ori mai mare nu impiedica identificarea sodiului.

3. Ionii de sodiu coloreaza flacara arzatorului de gaz in galben. Aceasta proprietate se afla la baza tehnologiei fabricarii focurilor de artificii de culoare galbena.

Efectuarea reactiei: Inelul de sarma din platina sau nicrom curatat in prealabil (vezi III.3) si sudat intr-o bagheta de sticla, se introduce in solutia unei sari de sodiu si apoi in flacara arzatorului de gaz. Flacara se coloreaza in galben.