Трећа аналитичка група катјона

Трећа аналитичка група катјона у аналитичкој хемији је група следећих катјона: Al³⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Zn²⁺.

Опште карактеристике

Таложе се из неутралних и базних раствора са групним реагенсом амонијум-сулфидом у облику сулфида, осим алуминијума и хрома који се таложе као хидроксиди. Ови сулфиди се не таложе са водоник-сулфидом из киселих раствора јер се у њима растварају.

Соли катјона ове групе које се растварају у води су углавном хлориди, сулфати и нитрати, а не растварају се сулфиди, фосфати и карбонати. Већина ових, као и других соли су различито обојене.

Једно од главних својстава је способност грађења комплексних једињења. Такође, веома су непостојани у присуству оксидо-редукционих средстава, посебно једињења гвожђа, мангана, хрома, никла и кобалта.

Опште реакције

• Са амонијум-сулфидом у неутралној и базној средини граде талоге сулфида и хидроксида: црни талог гвожђе(II)-сулфида, гвожђе(III)-сулфида, никл(II)-сулфида и кобалт(II)-сулфида, бели талог алуминијум(III)-хидроксида и цинк(II)-сулфида, сивозелени талог хром(III)-хидроксида и ружичасти талог манган(II)-сулфида.

Mn²⁺ + S^2- → MnS

• Алкални хидроксиди са катјонима ове групе таложе хидроксиде: бели талог манган(II)-хидроксида, алуминијум(III)-хидроксида и цинк(II)-хидроксида, зелени талог хром(III)-хидроксида, гвожђе(II)-хидроксида и никл(II)-хидроксида и тамноцрвени талог гвожђе(III)-хидроксида.

CoCl₂ + OH^- → Co(OH)Cl + Cl^-

• Амонијак реагује са катјонима ове групе и тада се граде хидроксиди и базне соли, као на пример:

Zn²⁺ + 2NH₃ + 2H₂O → Zn(OH)₂ + 2NH₄⁺

• Са алкалним карбонатима дају талоге карбоната, базних карбоната и хидроксида.

Fe²⁺ + CO₃^2- → FeCO₃

• Са динатријум-хидроген-фосфатом из неутралне средине таложе се фосфати: зелени талог никл(II)-фосфата и хром(III)-фосфата, бледожути талог гвожђе(III)-фосфата, љубичасти талог кобалт(II)-фосфата и бели талог цинк(II)-фосфата, манган(II)-фосфата и алимунијум(III)-фосфата. Гвожђе(II)-фосфат је такође бео, али на ваздуху помодри.

Al³⁺ + HPO₄^2- → AlPO₄ + H⁺

• Редукциона средства као што су водоник-пероксид, водоник-сулфид, јодо-водоник и сулфитна киселина редукују једињења хрома, мангана, гвожђа, никла и кобалта. На пример:

2Cr³⁺ + 3H₂O₂ + 10OH^- → 2CrO₄^2- + 8H₂O

• Јака оксидациона средства у зависности од услова извођења реакције оксидују једињења хрома, мангана, гвожђа, никла и кобалта. На пример:

2MnO₄^- + 5H₂O₂ + 6H⁺ → 2Mn²⁺ + 5O₂ + 8H₂O

Доказивање Al³⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
амонијак	алуминијум-хидроксид	бели желатинозни талог	Al3+ + 3NH3 + 3HOH → Al(OH)3 + 3NH4+
ализарин	ализарински лак (ако реагује алуминијум-хидроксид)	цигла-црвени талог
кобалт(II)-нитрат	кобалто-алуминат	тенардово плаво- талог	Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O Co(NO3)2 → 2NO2 + 1/2O2 + CoO Al2O3 + CoO →

Доказивање Cr³⁺ јона

Са ЕДТА Cr³⁺ јон прави комплексно једињење љубичасте боје

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
водоник-пероксид	хромат	жута боја раствора	2Cr(OH)4- + 3H2O2 + 2OH- → 2CrO42-+ 8H2O

Доказивање Mn²⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
водоник-пероксид	метаманганаста киселина	смеђи талог	Најпре Mn2+ реагује са NaOH, па се ствара Mn(OH)2 и уз додавање H2O2 и H2MnO3.

Манган се може доказати и оксидацијом са олово(IV)-оксидом и тада се добијени раствор боји љубичасто.

Доказивање Fe³⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
калијум-хексацијаноферат(II)	гвожђе(III)- хексацијаноферат(II)	берлинско плаво- талог	4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- → Fe4[Fe(CN)6]3
калијум-роданид или амонијум-роданид	комплексно једињење	тамноцрвени раствор	3Fe2+ + 3NCS- → Fe(NCS)3

Доказивање Fe²⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
калијум-хексацијаноферат(III)	гвожђе(II)-хексацијаноферат(III)	модри талог	3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3- → Fe3[Fe(CN)6]2

Са диметил-глиоксимом ствара се комплексно једињење ружичастоцрвене боје.

Доказивање Co²⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
калијум-роданид или амонијум-роданид	комплексно једињење	плава боја раствора	Co2+ + 4NCS- → [Co(NCS)4]2-
калијум-нитрат	хекса-нитрокобалтат(III)	жути кристални талог	Co2+ + 7NO2 + 3K+ + 2H+ → K3[Co(NO2)6] + NO + H2O

Са α-нитрозо-β-нафтолом ствара се пурпурни талог соли кобалта(III): Co[C₁₀H₆(NO)O]₃

Доказивање Ni²⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
диметил-глиоксим	никл- диметил-глиоксим	ружичастоцрвени талог
алкални хидроксид и хлорна вода	никл(III)-хидроксид	тамноцрвени талог	Ni2+ + + 2OH- → Ni(OH)2 2Ni2+ + Br2 + 6OH- → 2Ni(OH)3 + 2Br-

Доказивање Zn²⁺ јона

реагенс	производ	детектовање промене	реакције
водоник-сулфид	цинк-сулфид	бели талог	Zn2+ + H2S → ZnS + 2H+
калијум-хексацијаноферат(III)	цинк-хексацијаноферат(III)	жути талог	3Zn2+ + 2K3[Fe(CN)6] → Zn3[Fe(CN)6]2 + 6K+

Литература

• Рондовић, Д. 1991. Квалитативна хемијска анализа. Научна књига: Београд.