40
2. Minıségi kémiai analízis 2.1. Kationok és anionok kimutatása kémcsıreakciókkal 2.1.1. Kationok kimutatása Vizsgálatainkat vizes oldatokban, kémcsıreakciókkal végezzük. A minıségi analízist elıször a kationokra alkalmazzuk, mert az oldatban található kationok ismeretében az anionok már könnyebben meghatározhatók. Az ismeretlen összetételő oldatunkat elıször a kationok egy nagyobb csoportjára jellemzı kémszerrel, osztályreagenssel vizsgáljuk. A leggyakrabban elıforduló kationokat szulfidjaik és karbonátjaik eltérı oldhatósága alapján öt osztályba soroljuk. Osztályreagensek: kén-hidrogén, (sósav), ammónium-szulfid és ammónium-kabonát.
1. táblázat A leggyakrabban elıforduló kationok osztályozása I. osztály
II. osztály
H2S-csoport a/ HCl-csoport As-csoport Ag+ As3+ Pb2+ As5+ Hg 22 + Sb3+ Sb5+ Sn2+ Sn4+ b/ Cu-csoport Hg2+ Cu2+ Bi3+ Cd2+
III. osztály (NH4)2Scsoport Co2+ Ni2+ Fe2+ Fe3+ Cr3+ Al3+ Zn2+ Mn2+
IV. osztály Alkáli földfémek csoportja Ca2+ Sr2+ Ba2+
V. osztály Mg és alkáli fémek csoportja Mg2+ Na+ K+ (NH4)+ Li+ H+
41
Kationok 1. osztálya: savas közegbıl H2S hatására szulfid csapadék válik le, mely (NH4)S-ben nem oldódik. Az osztály kationjait sósavoldattal történı reakciójuk alapján két alcsoportba soroljuk. 1.a. osztály: a kationok egy része (Ag+, Pb2+, Hg 22 + ) Cl- ionokkal csapadékot ad (sósav-csoport). 1.b. osztály: a kationok másik része (Hg2+, Cu2+, Bi3+, Cd2+) Cl- ionokkal nem ad csapadékot (réz-csoport). Kationok 2. osztálya: savas közegbıl H2S hatására szintén szulfid csapadék válik le, mely (NH4)2S-ban oldódik. (As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+.) Kationok 3. osztálya: közegben H2S hatására csapadék nem válik le. Semleges, vagy gyengén lúgos oldatban (NH4)2S hatására csapadék keletkezik. (Fe2+, Fe3+, Zn2+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Cr3+, Al3+). Kationok 4. osztálya: savas közegben H2S hatására csapadék nem válik le, de semleges vagy gyengén lúgos oldatukban NH4Cl jelenlétében (NH4)2CO3-tal csapadék keletkezik. (Ca2+, Sr2+, Ba2+) Kationok 5. osztálya: sem H2S, sem (NH4)2S, sem (NH4)2CO3 hatására csapadék nem keletkezik. Ennek az osztálynak kationjai csak különleges kémszerekkel jellemezhetık. (Mg2+, Na+, K+, NH +4 , Li+, H+) 2.1.1.1. Kationok 1. osztálya (Ag+, Pb2+, Hg 22 + , Hg2+, Cu2+, Bi3+, Cd2+) Osztályreakció: savanyú oldatból H2S hatására csapadék válik le, mely (NH4)2S-ben nem oldódik. A leváló szulfid csapadék fekete-sötétbarna, a CdS citromsárga.
42
Kationok 1. a alosztálya (Ag+, Pb2+, Hg 22 + ) Ag+-ionok reakciói: H2S hatására fekete Ag2S csapadék válik le: 2 AgNO3 + H2S = Ag2S + 2 HNO3 (NH4)2S hatására az Ag2S csapadék nem oldódik. HCl-dal vagy Cl¯ -ionokat tartalmazó reagenssel AgCl, fehér csapadék keletkezik: AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3 Az AgCl NH3 – oldatban oldódik: AgCl + 2 NH3 = [Ag( NH3 ) 2 ]Cl Az AgCl Na2S2O3-oldatban is oldódik: AgCl + 2 Na2S2O3 = Na3 [Ag(S2O3 ) 2 ] + NaCl Az AgCl fény hatására rövid idın belül megszürkül, megfeketedik: 2 AgCl = 2 Ag + Cl KI vagy I¯ - ionokat tartalmazó reagens hatására sárga színő csapadék keletkezik: AgNO3 + KI = AgI + KNO3 Az AgI Na2S2O3 -ban (hasonlóan az AgCl-hoz) jól oldódik: AgI + 2 Na2S2O3 = Na3 [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] + NaI NH3 híg vizes oldata fekete Ag2O-t választ le, mely a kémszer feleslegében jól oldódik:
43
2 Ag+ + 2 OH¯ = Ag2O + H2O Ag2O + 4 NH4OH = 2 [Ag(NH 3 )2 ]OH + 3H 2O K2CrO4 hatására vörösbarna Ag2CrO4 csapadék keletkezik: 2 AgNO3 + K2CrO4 = Ag2CrO4 + 2 KNO3 Pb2+- ionok reakciói: H2S hatására fekete PbS csapadék válik le: Pb(NO3)2 + H2S = PbS + HNO3 HCl hatására fehér PbCl2 csapadék keletkezik, mely forró vízben jól oldódik. Különbség az Ag+ és Hg 22 + ionoktól: Pb(NO3)2 + 2 HCl = PbCl2 + 2 HNO3 NH3-oldatban a PbCl2 szemmel nem észlelhetı változáson megy át. Különbség az Ag+ és Hg 22 + ionoktól. A csapadék felületén fehér Pb(OH)2 védıréteg képzıdik: PbCl2 + 2 NH4OH = Pb(OH)2 + 2 NH4 Cl KI hatására sárga PbI2 csapadék keletkezik. A kémszer feleslegében csak kismértékő oldódás következik be: Pb(NO3)2 + 2 KI = PbI2 + 2 KNO3 NH4OH hatására fehér Pb(OH)2 csapadék keletkezik, mely a kémszer feleslegében nem oldódik: Pb(NO3)2 + 2 NH4OH = Pb(OH)2 + 2 NH4NO3 K2CrO4 hatására semleges oldatból sárga színő PbCrO4 csapadék válik le:
44
Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 + 2 KNO3 Hg 22 + -ion reakciói H2S fekete (Hg + HgS) csapadékot választ le: Hg2(NO3)2 + H2S = Hg + HgS + 2 HNO3 HCl hatására fehér Hg2Cl2 (kalomel) csapadék keletkezik: Hg2(NO3)2 + 2 HCl = Hg2Cl2 + 2 HNO3 KJ hatására vörösbarna színő Hg2I2 csapadék válik le: Hg2(NO3) 2+2 KI= Hg2I2 + KNO3 A keletkezett Hg2I2 csapadék könnyen diszproporcionálódik HgI2-ra és Hg-ra. A Hg2I2 a KI feleslegében kálium-[tetrajodo-merkurá(II)] komplex alakban oldódik. A Hg szürkés színét láthatjuk: Hg2I2 + 2 KI = K2 [HgI 4 ] + Hg
Kationok 1. b. osztálya (Hg2+, Cu2+, Bi3+, Cd2+) Hg2+ - ionok reakciói H2S savas közegbıl fekete HgS-ot választ le: HgCl2 + H2S = HgS + 2 HCl (NH4)2S hatására a csapadék nem oldódik. NH4OH fehér, higany(II)-amidokloridot választ le: HgCl2 + 2 NH4OH = Hg(NH2 )Cl + NH4Cl + 2 H2O KI vörös színő HgI2-t választ le:
45
HgCl2 + 2 KI = HgI2 + 2 KCl A HgI2 a kémszer feleslegében színtelen komplex sóvá oldódik: HgI2 + 2 KI = K2 [HgI 4 ] A keletkezett kálium-tetrajodo-merkurát lúgos oldatban a Nessler reagens, mely az NH +4 -ionok kimutatására szolgál. Cu2+-ionok H2S savanyú közegbıl barnás fekete CuS-t választ le: CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4 NH4OH-tól a világoskék bázisos réz-szulfát válik le: 2 CuSO4 + 2 NH4OH = Cu2(OH)2SO4 + (NH4)2SO4 A kémszer feleslegében a csapadék intenzív kék színnel oldódik. Cu2(OH)2SO4 + 6 NH4OH + (NH4)2SO4 = 2 [Cu ( NH 3 ) 4 ]SO 4 + 8 H2O KI hatására fehér CuI válik le, azonban az egyidejőleg keletkezı jód színe elfedi a fehér színt: 2 CuSO4 + 4 KI = 2 CuI + I2 + 2 K2SO4 Ha az oldatból forralással vagy Na2S2O3-tal eltávolítjuk a I2-t, elıtőnik a CuI fehér színe. Bi3+-ionok reakciói H2S fekete Bi2S3 csapadékot választ le: 2 Bi(NO3)3 + 3 H2S = Bi2S3 + 6 HNO3 (NH4)2S a csapadékot nem oldja. KI hatására fekete BiI3 csapadék válik le:
46
Bi(NO3)3 + 3 KI = BiI3 + 3 KNO3 A kémszer feleslegében a BiI3 narancsszínő komplexként oldódik: BiI3 + KI = K [BiI 4 ] Cd2+- ionok reakciói H2S hatására az I. osztály többi ionjaitól eltérıen sárga színő CdS keletkezik. CdSO4 + H2S = CdS + H2SO4 NH4OH hatására fehér Cd(OH)2 csapadék válik le: CdSO4 + 2 NH4OH = Cd(OH)2 + (NH4)2SO4 A kémszer feleslegében a csapadék színtelen komplex vegyületté oldódik: Cd(OH)2 + 4 NH4OH = [Cd( NH 3 ) 4 ] (OH) 2 + 4 H2O 2.1.1.2. Kationok 2. osztálya (As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+) Osztályreakció: savanyú oldatból H2S hatására csapadék válik le, mely (NH4)2S-ban (az SnS csak (NH4)2Sx-ben) oldódik.
As3+-ionok reakciói: A három vegyértékő arzén As3+ kationt vagy AsO 33− aniont alkot az oldat pH-jától függıen: As3+ + 3 OH¯
As(OH)3
és
As(OH)3
AsO33- + 3 H+
H2S hatására HCl-dal megsavanyított oldatból tojássárga As2S3 csapadék válik le: 2 AsCl3 + 3 H2S = As2S3 + 6 HCl
47
(NH4)2S-ban a csapadék (enyhe melegítés hatására) oldódik ammóniumtioarzenit képzıdése közben: As2S3 + 3 (NH4)2S = 2 (NH4)3AsS3 Híg HCl-oldatban az As2S3 még forralással sem oldódik. Különbség az antimon- és ónionoktól. Bettendorf próba: SnCl2 tömény sósavas oldata az As3+-ionokat (az As5+ionokat is) elemi arzénná redukálja: 2 AsCl3 + 3 SnCl2 = 2 As + 3 SnCl4 As5+-ionok reakciói Az öt vegyértékő arzén As5+ kationt és AsO 34− aniont alkot az oldat pHjától függıen: As5+ + 5 OH¯
H3AsO4 + H2O és H3AsO4
AsO43- + 3 H+
H2S hatására gyengén megsavanyított oldatból hidegen nem válik le csapadék. Ha forralás közben kén-hidrogén gázt vezetünk az oldatba, lassan sárga csapadék alakjában As2 S3 + S elegye keletkezik: H3AsO4 + H2S = H3AsO3 + S + H2O 2 H3AsO3 + 3 H2S = As2 S3 + 6 H2O Erısen savanyú, lehőtött oldatból gyors H2S-árammal sárga színő As2 S5 válik le. (NH4)2S-ban mind az As2 S3 , mind az As2 S5 csapadék oldódik ammónium-tioarzenit és ammónium-tioarzenát képzıdése közben: As2S3 + 3 (NH4)2 S = 2 (NH4)3AsS3 As2S5 + 3 (NH4)2 S = 2 (NH4)3AsS4
48
Híg HCl-oldatban az As2S5 és As2 S3 még forralással sem oldódik. Különbség az antimon- és ónionoktól. KI+cc.HCl hatására I2 válik ki, mely az oldatot barnára színezi. (Különbség az As3+-ionoktól). A H2S az As5+ ionokat As3
+
ionokra redukálja, mely reakciót savas
közegben a jodid-ionok katalizálják az alábbiak szerint: H3AsO4 + 2 HI = H3AsO3 + I2 + H2O I2 + H2S = 2 HI + S Sb3+-ionok reakciói: H2S hatására savanyú közegbıl narancsszínő Sb2S3 válik le: 2 SbCl3 + 3 H2S = Sb2S3 + 6 HCl (NH4)2S-ban a frissen leválasztott és dekantálva mosott csapadék oldódik ammóniumtioantimonit képzıdése közben: Sb2S3 + 3 (NH4)2S = 2 (NH4)3SbS3 Híg HCl-oldatban az Sb2S3 csapadék oldódik: Sb2S3 + 6 HCl = 2 SbCl3 + 3 H2S Különbség az arzén-ionoktól. Sb5+-ionok reakciói: H2S hatására enyhén savas közegbıl narancsvörös Sb2S5 csapadék válik le: 2 SbCl5 + 5 H2S = Sb2S5 + 10 HCl cc. HCl-oldatban az Sb2S5 csapadék oldódik:
49
Sb2S5 + 6 HCl = 2 SbCl3 + 3 H2S + 2 S Különbség az arzén-ionoktól. KI-hatására erısen savanyú közegbıl barna színő I2 válik ki: H3SbO4 + 2 KI + 2 HCl = I2 + H3SbO3 + 2 KCl + H2O Sn2+-ionok reakciói: H2S hatására gyengén savanyú oldatból barna színő SnS csapadék válik ki: SnCl2 + H2S = SnS + 2 HCl (NH4)2S-ban az SnS nem oldódik, de oldódik az oxidáló hatású (NH4)sS x ban (ammónium-poliszulfid). SnS + (NH4)2Sx = (NH4)2SnS x +1 Jellemzı reakció az Sn2+ vegyületekre. Híg HCl-ban az SnS csapadék oldódik. Különbség az arzén szulfidjaitól. HgCl2 hatására fehér Hg2Cl2-ból álló csapadék válik le: Különbség a sztanno- és sztanni-vegyületek között: 2 HgCl2 + SnCl2 = Hg2Cl2 + SnCl4 A csapadék ón(II)-só fölöslegében Hg kiválás közben megszürkül (melegítéssel gyorsítható): Hg2Cl2 + SnCl2 = 2 Hg + SnCl4 Jellemzı reakció. Ez az úgynevezett „fordított” Bettendorf reakció. Különbség az ón(II)- és ón(IV)-vegyületek között. Sn4+-ionok reakciói:
50
H2S hatására a gyengén savanyú oldatból sárga színő SnS2 csapadék válik le: SnCl4 + 2 H2S = SnS2 + 4 HCl (NH4)2S az SnS2 csapadékot tiosztannát-képzıdés közben oldja: SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3 Híg HCl-ban az SnS2 csapadék oldódik. Különbség az arzén és antimon szulfidjaitól: SnS2 + 4 HCl = SnCl4 + 2 H2S HgCl2-dal változás nem észlelhetı. Különbség az Sn2+-ionoktól. 2.1.1.3. Kationok 3. osztálya (Co2+, Ni2+, Fe2+, Fe3+, Cr3+, Al3+, Zn2+, Mn2+) Osztályreakció: a 3. osztály kationjai savanyú oldatból H2S-nel nem választhatók le: semleges vagy gyengén lúgos oldatban az (NH4)2S csapadékot választ le. Co2+- ionok reakciói: (NH4)2S semleges vagy gyengén lúgos oldatból fekete CoS csapadékot választ le: CoCl2 + (NH4)2S = CoS + 2 NH4Cl NH4OH kék színő bázisos kobalt-kloridot választ le, mely a kémszer feleslegében
piszkosságra
színnel
oldódik,
[hexaamin-kobalt(II)]-
komplexion keletkezése közben: CoCl2 + NH4OH = Co(OH)Cl + NH4Cl Co(OH)Cl + 7 NH4OH = [Co( NH 3 ) 6 ](OH) 2 + NH4Cl + 6 H2O Ni2+-ion reakciói:
51
(NH4)2S hatására fekete NiS csapadék válik le: NiSO4 + (NH4)2S = NiS + (NH4)2SO4 NH4OH hatására kevés Ni(OH)2 válik ki zöld csapadék alakjában, mely a kémszer feleslegében [hexaamin-nikkel(II)]-komplexion képzıdése közben intenzív kék színnel oldódik. NiSO4 + 2 NH4OH = Ni(OH)2 + (NH4)2SO4 Ni(OH)2 + 6 NH3 = [Ni(NH3)6](OH)2 Fe2+-ion reakciói: (NH4)2S semleges oldatból fekete FeS csapadékot választ le: FeSO4 + (NH4)2S = FeS + (NH4 )2SO4 NH4OH hatására „piszkoszöld” színő csapadék keletkezik: FeSO4 + 2 NH4OH = Fe(OH)2 + (NH4)2SO4 A csapadék rövid állás után megbarnul: 2 Fe(OH)2 + H2O + ½ O2 = 2 Fe(OH)3 K3 [Fe(CN)6 ] kék (Turnbull-kék) Fe3 [Fe(CN) 6 ]2 vas/II/-[hexaciano-ferrát] csapadékot választ le: 3 FeSO4 + 2 K3 [Fe(CN) 6 ] = Fe3 [Fe(CN)6 ]2 + 3 K 2SO 4 Jellemzı és érzékeny reakció. Kevés Fe2+ sok Fe3+ mellett kimutatható. Fe3+-ionok reakciói: (NH4)2S semleges, vagy gyengén lúgos közegben fekete csapadék alakjában FeS + S keveréket választ le: 2 FeCl3 + 3 (NH4)2S = 2 FeS + S + 6 NH4Cl
52
NH4OH hatására vörösbarna, kocsonyás állományú Fe(OH)3 válik le, mely a kémszer feleslegében nem oldódik: FeCl3 + 3 NH4OH = Fe(OH)3 + 3 NH4Cl K4 [Fe(CN)6 ]
kék színő (Berlini-kék) Fe4 [Fe(CN)6 ]3 , vas(III)-[hexaciano-
ferrát] -csapadékot választ le: 4 FeCl3 + 3 K4 [Fe(CN)6 ] = Fe4 [Fe(CN)6 ]3 + 12 KCl NH4SCN gyengén savanyú oldatban vérvörös színezıdést eredményez: FeCl3 + 3 NH4SCN = Fe(SNC)3 + 3 NH4Cl E jellemzı reakciót a Fe2+-ionok nem adják. Cr3+-ionok reakciói: (NH4)2S hatására zöld színő, kocsonyás csapadék, Cr(OH)3 válik le. A vizes oldatban a hidrolízis során keletkezı savat ugyanis a lúgos kémhatású (NH4)2S megköti és így a folyamat a felsı nyíl irányába tolódik el: 2 CrCl3 + 3 (NH4)2S + H2O = 2 Cr(OH)3 + 6 NH4Cl + 3 H2S 2 CrCl3 + 6 H2O 6 HCl + 3 (NH4)2S
2 Cr(OH)3 + 6 HCl 6 NH4Cl + 3 H2S
NH4OH hatására zöld színő Cr(OH)3 csapadék válik le: CrCl3 + 3 NH4OH = Cr(OH)3 + 3 NH4Cl NH4OH fölöslege ammóniumok jelenlétében csapadékot zöld színnel oldja:
53
Cr(OH)3 + 6 NH4OH = [Cr (NH 3 )6 ](OH )3 + 6H 2 O Al3+-ionok reakciói: (NH4)2S hatására fehér, kocsonyás Al(OH)3 válik le. A gyengén lúgos kémhatású kémszer az alumínium-hidrolízise folytán keletkezı erıs savat megköti, ezért a hidrolízis teljessé válik. AlCl3 + 3 H2O
Al(OH)3 + 3 HCl
(NH4)2S + 2 HCl = 2 NH4Cl + H2S NH4OH fehér Al(OH)3 csapadékot választ le, mely a kémszer feleslegében nem oldódik: AlCl3 + 3 NH4OH = Al(OH)3 + 3 NH4Cl Zn2+-ionok reakciói: (NH4)2S semleges vagy gyengén lúgos közegbıl fehér, kolloidális eloszlású ZnS csapadékot választ le: ZnSO4 + (NH4)2S = ZnS + (NH4)2SO4 (Ez az egyetlen fehér színő fém-szulfid). NH4OH fehér Zn(OH)2 csapadékot választ le: ZnSO4 + 2 NH4OH = Zn(OH)2 + (NH4)2SO4 A kémszer feleslegében a csapadék [hexaammin-cink(II)]-hidroxid képzıdése mellett színtelenül oldódik: Zn(OH)2 + 6 NH3 = [Zn (NH 3 )]6 (OH )2 Mn2+-ionok reakciói:
54
(NH4)2S hatására hússzínő, pelyhes csapadék válik le: MnCl2 + (NH4)2S = MnS + 2 NH4Cl NH4OH hatására piszkosfehér Mn(OH)2 csapadék válik le, amely a levegın barna színő MnO(OH)2-dá oxidálódik: MnCl2 + 2 NH4OH = Mn(OH)2 + 2 NH4Cl Mn(OH)2 + ½ O2 = MnO(OH)2 2.1.1.4. Kationok 4. osztálya (Ca2+, Sr2+, Ba2+) Osztályreakció: a 4. osztály kationjainak oldatában sem H2S, sem (NH4)2S nem okoz csapadékot. Semleges vagy gyengén lúgos oldatban (NH4)2CO3 fehér csapadékot ad.
Ca2+-ionok reakciói: (NH4)2CO3 hatására semleges vagy NH4OH-dal gyengén meglúgosított oldatból fehér CaCO3 csapadék válik le: CaCl2 + (NH4)2CO3 = CaCO3 + 2 NH4Cl CaSO4 (gipszes víz) telített oldata kalciumsók oldatából nem választ le csapadékot. Különbség a Sr2+ és Ba2+ ionoktól. Lángfestési próba: a kalcium vegyületei a lángot téglavörösre festik. Jellemzı a spektrum 622 nm-es vörös és az 554 nm-es zöld vonala. Sr2+-ionok reakciói: (NH4)2CO3 semleges vagy gyengén lúgos oldatból fehér SrCO3 csapadékot választ le:
55
Sr(NO3)2 + (NH4)2CO3 = SrCO3 + 2 NH4NO3 CaSO4 telített oldata hidegen lassan, forralás után néhány perc múlva fehér SrSO4 csapadékot választ le: Sr(NO3)2 + CaSO4 = SrSO4 + Ca(NO3)2 Különbség a Ca2+ és Ba2+ ionoktól. Lángfestési próba: a stroncium illékony vegyületei a nem világító lángot kárminvörösre festik. Legjellemzıbb a 605 nm hullámhosszúságú narancsszínő vonala. Ba2+-ionok reakciói: (NH4)2CO3 semleges vagy gyengén lúgos oldatból fehér BaCO3 csapadékot választ le: BaCl2 + (NH4)2CO3 = BaCO3 + 2 NH4Cl CaSO4 telített oldata a BaSO4 fehér csapadékot azonnal leválasztja: BaCl2 + CaSO4 = BaSO4 + CaCl2 Különbség a Sr2+ és Ca2+ ionoktól. Lángfestési próba: a bárium illékony vegyületei a nem világító lángot fakózöldre festik. Jellemzı a spektrum 524 nm-es és 514 nm-es hullámhosszúságú zöld vonala.
2.1.1.5. Kationok 5. osztálya (Mg2+, Na+, K+, NH +4 , Li+, H+) Osztályreakció: az 5. osztály kationjai sem H2S-nel, sem (NH4)2S-dal, sem (NH4)2CO3-tel nem adnak csapadékot. Az ide tartozó ionoknak tehát
56
általános kémszerük nincs. Azonosításuk egyedi reakciókkal, lángfestési próbával vagy más analitikai módszerrel történhet. Mg2+-ionok reakciói: NH4OH hatására semleges közegbıl fehér Mg(OH)2 csapadék válik le: MgCl2 + 2 NH4OH
Mg(OH)2 + 2 NH4Cl
NH4Cl-ban a csapadék oldódik. Na2HPO4 ammóniumsó tartalmú és NH4OH-dal meglúgosított oldatból fehér kristályos Mg(NH4)PO4 csapadékot választ le: MgCl2 + NH4OH + Na2HPO4 = Mg(NH4)PO4 + 2 NaCl + H2O NH +4 -ionok reakciói: Nessler reagens (K2[HgI4]lúgos oldata) sárgásbarna csapadékot választ le ammóniumsók oldatából: NH4Cl + K2[HgI4] + 4 KOH = HgO⋅⋅Hg(NH2)I + KCl + 7 KI + 3 H2O E Nessler által kidolgozott módszer mind a mai napig használatos különféle
eredető
vizek
ammónia-tartalmának,
ammónium-ion
tartalmának kimutatására: NH3 + H2O
NH +4 + OH−
H+-ionok reakciói: Sav-bázis indikátorok alkalmazásával következtethetünk a vizes oldatban jelenlévı H+-ionok mennyiségére. A tiszta víz is tartalmaz H+-ionokat ([H+] = 10-7 mol/dm³, 25 °C-on). Általában csak akkor beszélünk
57
hidrogén-ionok jelenlétérıl, ha az oldat H+-ion koncentrációja meghaladja a víz H+-ion koncentrációját. 2. táblázat Néhány sav-bázis indikátor színváltozása Indikátor
Savas közegben
Lúgos közegben
Dimetilsárga Brómfenolkék Metilnarancs Metilvörös Lakmusz Fenolftalein Timolftalein
piros sárga piros piros piros színtelen színtelen
sárga ibolya sárga sárga kék piros kék
Dimetilsárga Brómfenolkék Metilnarancs Metilvörös Lakmusz Fenolftalein Timolftalein
p s p
pH 0 1 2 3 4 p: piros s: sárga sz: színtelen i: ibolya k: kék z: zöld b: barna
Színátcsapási tartomány 2,9 – 4,0 3,0 – 4,6 3,1 – 4,4 4,4 – 6,3 6,0 – 8,0 8,2 – 10,0 9,3 – 10,5
s i s p
s p
k sz
p sz
5
6
7
8
9
k 10
11
12
13 14
l. ábra Néhány sav-bázis indikátor színátcsapási tartománya grafikusan Li+-ionok, Na+-ionok és K+-ionok kimutatása Ezen ionok kimutatása lángfestési próbákkal és spektroszkópiai vizsgálatokkal elvégezhetı:
58
3. táblázat A Li+-, Na+- és K+-ionok kimutatása A vizsgált ion Li+
Lángfestés élénkvörös
Na+
sárga
K+
fakóibolya
λ[nm]
vörös 671 vörösessárga 610 sárga 590 (D vonal) dublett vörös 770, 767 ibolya 404,5
