Đề tài Phân tích các cation nhóm 5

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG********** Thảo luận hóa phân tíchĐề tài: Phân tích các cation nhóm 5PHÂN TÍCH CATION NHÓM 5:Co2+, Cu2+, Cd2+, Ni2+, Hg2+A.MỞ ĐẦU:Sự phân tích các chất được tiến hành với mục đích xác định thành phần định tính hoặc định lượng chúng. Phân tích định tính, ta xác định được chất hay mẫu phân tích gồm những nguyên tố hoá học nào, những ion, những nhóm nguyên tử hoặc phân tử nào hoặc các phần tử nào tham gia vào thành phần phân tích. B: NỘI DUNG PHẦN 1: ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA CÁC CATION NHÓM 5  ( Co2+, Cu2+, Cd2+, Ni2+, Hg2+) Đặc điểm chung: Cation nhóm 5 là những kim loại chuyển tiếp,tính chất điển hình của nhóm là tạo phức, hiđroxit của chúng tan trong hỗn hợp NH4⁺ và NH3 để tạo thành phức tan amoniacat. Vì vậy, thuốc thử nhóm là hỗn hợp NH4Cl + NH3. Các cation của nhóm V tạo kết tủa sunfua khó tan với H2S hay (NH4)2S, độ tan phụ thuộc vào độ axit của môi trường, vì vậy tính chất này được sử dụng để nhận biết từng chất.PHẦN 1:ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA CÁC CATION NHÓM 5- Tác dụng với kiềm cho những hydroxyd không tan trong kiềm dư nhưng tan trong NH4OH hoặc hỗn hợp NH4OH – NH4Cl thành các amonicat.- KOH và NaOH cho kết tủa hydroxyd lưỡng tính với dung dịch chứa Cu²⁺ cho oxyd với Hg²⁺, cho muối có tính kiềm với Co²⁺.- Trong dung dịch muối Hg²⁺ không màu, muối Cu²⁺, Co²⁺ có màu. PHẦN 1:ĐẶC TÍNH CHUNG CỦA CÁC CATION NHÓM 5II:PHẢN ỨNG CHUNG CỦA CATION NHÓM 52.1. Với KOH, NaOHCu²⁺ + 2KOH → Cu(OH)2 ↓xanh lơ + 2K⁺Co²⁺ + KOH → CoOH⁺xanh lam + K⁺CoOH⁺+ KOH → Co(OH)2 hồng + K⁺Hg²⁺+ KOH → HgOH⁺đỏ gạch + K⁺HgOH⁺+ KOH → Hg(OH)2↓ + K⁺Hg(OH)2 →HgO ↓vàng + H2ONi²⁺ + 2KOH→ Ni(OH)2 xanh lục + K⁺Cd²⁺ + 2KOH → Cd(OH)2 ↓trắng + K⁺2.2. Với NH4OHDung dịch amoniac dư phản ứng với cation nhóm V tạo ra các phức amonicatCu²⁺ + 4NH4OH → [Cu(NH3)4]²⁺xanh đậm + 4H2OCo²⁺ + 6NH4OH → [Co(NH3)4]²⁺ hồng + 6H2OHg²⁺ + 4NH4OH → [Hg(NH3)4]²⁺ + 4H2O Ni²⁺ + 4NH4OH → [Ni(NH3)4]²⁺ + 4H2OCd²⁺ + 4NH4OH → [Cd(NH3)4]²⁺ + 4H2OPHẦN 2 : CÁC PHẢN ỨNG ĐẶC TRƯNG CỦA CÁC ION NHÓM 5 2.1. Các phản ứng đặc trưng của ion Cu²⁺ 2.1.1-Phản ứng với kiềm: Kiềm tác dụng với ion Cu²⁺ khi nguội cho kết tủa màu xanh lục Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)2↓ Cu(OH)2↓ + 2OH⁻ → CuO2²⁻ + 2H2O 2.1. Các phản ứng đặc trưng của ion Cu²⁺ 2.1.2-Phản ứng với NH4OH :Amôniac tạo với dung dịch ion Cu²⁺ dung dịch có màu xanh lam đậm do tạo thành ion phức [Cu(NH3)4]²⁺:2CuSO4 + 2NH4OH → Cu2(OH)2SO4↓ + 2NH4⁺2.1. Các phản ứng đặc trưng của ion Cu²⁺ 2.1.3-Phản ứng với H2S hay (NH4)2S:(NH4)2S tác dụng với Cu2+ tạo thành kết tủa đồng sunfua CuS màu đen.Cu(NO3)2 + (NH4)2S → CuS + 2NH4NO32.1.4-Phản ứng với dung dịch kali feroxianua K4[Fe(CN)6]:Kali feroxianua tạo được kết tủa Cu2[Fe(CN)6] màu đỏ gạch.2Cu(NO3)2 + K4[Fe(CN)6] → Cu2Fe(CN)6 + 4KNO32.1. Các phản ứng đặc trưng của ion Cu²⁺ 2.1.5-Phản ứng với thiosunfat:Thiosunfat tác dụng với Cu²⁺ tạo thành kết tủa đồng sunfua Cu2S màu đen. 2Cu²⁺ + 2S2O3²⁻ + 2H2O → Cu2S↓ + S↓ + 2SO4²⁻ + 4H⁺2.1.6-Phản ứng với idua kali :KI tác dụng với Cu²⁺ tạo thành kết tủa đồng (I) idua màu đỏ 2Cu²⁺ + 4I⁻ → 2Cu↓ đỏ + I22.2. Phản ứng đặc trưng của ion Co²⁺2.2.1-Phản ứng với NH4OHCoCl2 phản ứng với NH4Cl tạo ra Co(OH)2 màu hồng Co²⁺ + NH4OH → Co(OH)⁺ → Co(OH)2 Co(OH)2 + 4NH4OH → [Co(NH3)4](OH)2 + 4H2O2.2. Phản ứng đặc trưng của ion Co²⁺2.2.2-Phản ứng với NH4SCN:Tạo thành phức màu xanh thẫm Co²⁺ + 4NH4SCN → [Co(SCN)4]²⁺ xanh đậm2.3. Các phản ứng của ion Ni²⁺2.3.1-Phản ứng với NH3: Amôniac kết tủa được Ni²⁺ tạo thành hidroxit cadimi dạng keo, có màu xanh lục nhạt, rất dễ tan trong thuốc thử dư do tạo thành ion phức [Ni(NH3)4]²⁺:NiCl2 + NH3 → [Ni(NH3)6]Cl2.3. Các phản ứng của ion Ni²⁺2.3.2-Phản ứng với dimetylglyoxim- thuốc thử Sugaeep:Trong dung dịch amôniac, dimetylglyoxim tạo với Ni²⁺ muối nội phức màu hồng tươi dimetylglyoximat niken. Ni2+ + DMG → Ni(DMG)2 ↓ hồng dimetylglyoxim\2.3. Các phản ứng của ion Ni²⁺2.3.3 phản ứng với KCN Ni + 2CN- → Ni(CN)2 ↓vàng lục2.3.4 phản ứng với ferrxilanua 2Ni2+ [Fe(CN)6]4- → Ni2 [Fe(CN)6] ↓ vàng không tan trong axit nhưng tan trong NH3 đặc Ni2+ [Fe(CN)]3- → Ni[Fe(CN)6]22.3.5 cation Ni2+ Trong nước tạo phức [Ni(H2O)6]2+ xanh lá cây Trong NH3c tạo phức [Ni(NH3)6]2+ xanh tím 2.4. Các phản ứng của ion Cd²⁺ :  2.4.1 -Phản ứng với thuốc thử nhóm:Amôniac kết tủa được Cd²⁺ tạo thành hidroxit cadimi, tan trong thuốc thử dư do tạo ion phức không màu [Cd(NH3)4]²⁺: CdSO4 + 2(NH3.H2O) → Cd(OH)2↓+ (NH4)2SO4 Trắng Cd(OH)2↓ + 4NH3 → [Cd(NH3)4]²⁺ + 2OH⁻ 2.4. Các phản ứng của ion Cd²⁺ : 2.4.2-Phản ứng với kiềm :Kiềm tác dụng với ion Cd²⁺ cho kết tủa màu trắng , dễ tan trong NH3 dư và tan trong các dung dịch xyanua của các kim loại kiềm: Cd²⁺ + 2OH⁻ → Cd(OH)2↓ trắng Cd(OH)2↓ + 4NH3 → [Cd(NH3)4]²⁺ + 2OH⁻ Cd(OH)2↓ + 4CN⁻ → [Cd(CN)4]²⁻ + 2OH⁻2.4. Các phản ứng của ion Cd²⁺ : 2.4.3-Phản ứng với H2S: H2S tác dụng với Cd²⁺ trong môi trường axit tạo thành kết tủa cadimi sunfua CuS màu vàng tươi. Cd²⁺ + S2- → CdS↓ vàng2.4. Các phản ứng của ion Cd²⁺ :  2.4.4:Phản ứng với KCN: Cd²⁺ + 2CN⁻ → Cd(CN)2↓ Cd(CN)2↓ + 2CN⁻ → [Cd(CN)4]²⁻ [Cd(CN)4]²⁻ + 2H2S → CdS↓ + 2HCN + 2CN⁻ 2.2.5: Phản ứng với kẽm kim loại Cd2+ Zn → Cd↓ xám + Zn2+2.2.6 :Phản ứng với (NH4)2[Hg(SCN)4] Cd2+ (NH4)2[Hg(SCN)4] → Cd[Hg(SCN)4] ↓ tinh thể trắng + 2NH4+ 2.5 Phản ứng đặc trưng của ion Hg²⁺2.5.1Phản ứng với KOHHg²⁺+ KOH → HgOH⁺đỏ gạch + K⁺HgOH⁺+ KOH → Hg(OH)2↓ + K⁺Hg(OH)2 →HgO ↓vàng + H2O2.5.2-Phản ứng với kali iodidTạo tủa đỏ cam HgI2, tan khi cho KI dư, tạo phức màu vàng nhạtHg²⁺ + 2KI → HgI2 ↓đỏ cam + 2K⁺HgI2 + 2KI → [HgI4] 2- + 2K+ (phức vàng nhạt)2.5.3 phản ứng với dd SnCl2Phản ứng tạo kết tủa trắng thủy ngân sau đó chuyển thành Hg màu xám đen 2HgCl2 + SnCl2 → Hg2Cl2 + SnCl4Hg2Cl2 + SnCl2 → 2Hg ↓ giọt ánh kim rơi xuống đáy + SnCl42.5.4-Phản ứng với Na2S2O3 Trong môi trường acid, khi đun nóng tạo tủa đen HgS không tan trong HCl, H2SO4, HNO3 nó chỉ tan trong nước cường thủy (HNO3 : HCl 1:3 ) Hg(NO3)2 + Na2S2O3 → Na2S4O6 + Hg + NaNO3 Hg²⁺ + 3S2O3²⁻+ 2H⁺→ HgS ↓đen + S4O6²⁻+ SO2 + H2O2.5.5- Phản ứng với NH4OHTạo tủa trắng HgNH2⁺, tan trong NH4OH dư thành phức Hg²⁺ + NH4OH → HgNH²⁺ ↓ (mercuri amido) + H⁺ + H2OPHẦN 3: SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH CATION NHÓM 5Cho (NH4)2S sau đó thêm NH4Cl phá kết tủa keo sunfuaCuS,HgS,CdS,CoS,NiS(Kết tủa đen)Cu2+,Cd2+,Co2+,Ni2+Hg2+Cd2+H2SKết tủa VàngCuS ,CoS ,NiS ,HgS(Chia làm 4 phần )đimetyglixomCNS-KINH3Ni2+Đỏ cánh senCo2+xanhTạo kết tủa đỏ cam HgI2Cu2+ xanh lam đậmHCl toHNO3, to