Prva analitička grupa katjona

Prva analitička grupa katjona u analitičkoj hemiji je grupa sledećih katjona: Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺.

Opšte karakteristike

Od karakteristika koje su važne za analitičku hemiju izdvajaju se rastvorljivost u vodi i boja pojedinih soli koje grade. Najvažnija jedinjenja su halogenidi, hromati, dihromati, karbonati, sulfidi, oksidi, odnosno hidroksidi. Sa grupnim reagensom- hlorovodoničnom kiselinom talože se u vidu hlorida. Pri tome, olovo(II)-hlorid delimično ostaje u rastvoru jer ima veći proizvod rastvorljivosti od druga dva hlorida. Jedinjenja su im često različito obojena. Takođe, mogu se lako oksidovati, odnosno redukovati.

Opšte reakcije

Sa hlorovodoničnom kiselinom i rastvornim hloridima grade bele taloge srebro-hlorida, olovo(II)-hlorida i žive(I)-hlorida.

Ag⁺ + Cl^- → AgCl

Srebro-hlorid je beo sirast talog koji se ne rastvara u azotnoj kiselini, a sa amonijakom, kalijum-cijanidom i natrijum-tiosulfatom gradi kompleksne soli. Azotna kiselina razlaže kompleksne soli i ponovo se stvara talog srebro-hlorida. To je i ujedno dokazna reakcija za jone srebra.

Olovo(II)-hlorid se rastvara u toploj vodi, a pri hlađenju se delimično izdvaja u obliku igličastih kristala. Rastvaranjem u toploj vodi odvaja se od druga dva katjona iz svoje grupe. Joni olova se u potpunosti mogu taložiti u obliku olovo(II)-sulfida uz vodonik-sulfid.

Živa(I)-hlorid se rastvara u koncentrovanoj azotnoj i koncentrovanoj sumpornoj kiselini, carskoj i bromnoj vodi, dajući odgovarajuće rastvorne soli. Hlorid žive reaguje sa amonijakom dajući kompleksno jedinjenje živa(II)-amido-hlorid, koji je beo talog, ali brzo potamni zbog izdvajanja elementarne žive. Naime, dešava se oksido-redukcioni proces.

Svi nabrojani hloridi uz koncentrovanu hlorovodoničnu kiselinu u višku daje rastvorne kompleksne jone, s tim da se kod živa(I)-hlorida izdvaja i elementarna živa.

Alkalni hidroksidi sa katjonima ove grupe grade okside. Oksid srebra je smeđ i rastvorljiv u azotnoj kiselini, a sa amonijakom obrazuje kompleksni jon. Živa(I)-oksid je crn i kuvanjem se disproporcioniše na živa(II)-oksid i elementarnu živu. Oksid olova je beo i amfoteran.

Ag⁺ + 2OH^- → 2AgOH → Ag₂ + H₂O

Pb²⁺ + 2OH^- → Pb(OH)₂

Hg₂²⁺ + 2OH^- → Hg₂O + H₂O

Sa alkalnim karbonatima daju žute taloge karbonata srebra i žive i beo talog karbonata olova. Karbonat žive je nepostojan i brzo se razlaže na okside žive (2+ i 4+) i elementarnu živu.

Hg₂²⁺ + CO₃^2- → Hg₂CO₃

Sa vodonik-sulfidom i amonijum-sulfidom talože se crni sulfidi ovih jona, bez obzira na _pH rastvora u kome se nalaze. Uz azotnu kiselinu iz sulfida srebra i olova taloži se elementarni sumpor. Uz koncentrovaniju kiselinu gradi se sulfat. Živin sulfid reaguje kako sa baznim sulfidima, tako i sa polisulfidima gradeći kompleksne jone.

2Ag⁺ + S^2- → Ag₂S

Kalijum-hromat, kao i kalijum-dihromat sa jonima prve analitičke grupe daju odgovarajuće hromate. Hromat srebra je mrkocrven i rastvara se u amonijaku i razblaženoj azotnoj kiselini, a manje je rastvoran u sirćetnoj kiselini. Olovo(II)-hromat je žute boje i da bi se potpuno taložio dodaje se natrijum-acetat. Ne rastvara se u sirćetnoj kiselini, ali se rastvara u azotnoj, kao i u alkalnim hidroksidima i tada obrazuje hidroksokompleks. Živa(I)-hromat je crvene boje i ne rastvara se u razblaženoj azotnoj kiselini i bazama.

Pb²⁺ + CrO₄^2- → PbCrO₄

Sa kalijum-cijanidom stvaraju se talozi cijanida, od kojih su cijanidi srebra i olova beli, a živa(II)-cijanid je siv.

Pb²⁺ + 2CN^- → Pb(CN)₂

Dokazivanje Ag⁺ jona

srebro-bromid

reagens	proizvod	detektovanje promene	reakcije
hlorovodonična kiselina ili rastvorni hloridi	srebro-hlorid	beli sirast talog	Ag+ + Cl- → AgCl
bromid ili jodid	srebro-bromid ili srebro-jodid	žuti talog	Ag+ + Br- → AgBr
kalijum-hromat	srebro-hromat	mrkocrveni talog	2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4

Dokazivanje Pb²⁺ jona

reagens	proizvod	detektovanje promene	reakcije
hlorovodonična kiselina ili rastvorni hloridi	olovo(II)-hlorid	beli igličast talog	Pb2+ + 2Cl- → PbCl2
kalijum-hromat	olovo(II)-hromat	žuti talog	Pb2+ + CrO42- → PbCrO4
kalijum-jodid	olovo(II)-jodid	žuti talog	Pb2+ + 2Ј- → PbJ2
sumporna kiselina ili rastvorni sulfati	olovo(II)-sulfat	beli talog	Pb2+ + SO42- → PbSO4

Dokazivanje Hg₂²⁺ jona

reagens	proizvod	detektovanje promene	reakcije
hlorovodonična kiselina ili rastvorni hloridi	živa(I)-hlorid	beo talog	Hg22+ + 2Cl- → Hg2Cl2

Literatura

• Rondović, D. 1991. Kvalitativna hemijska analiza. Naučna knjiga: Beograd.