Катіони п’ятої аналітичної групи

 

1. Катіони п’ятої аналітичної групи

2. Дія сірководню

3. Дія полісульфіду амонію

4. Дія води (гідроліз)

5. Дія лугу та аміаку

6. Дія тіосульфату натрію

7. Дія магнезіальної суміші

8. Дія молібденової рідини

9. Дія сульфату міді

10. Дія йодиду калію

11. Дія розчину йоду

12. Дія металів

13. Дія метилового фіолетового

Використана література

 

 

До п’ятої групи відносяться катіони миш’яку, сурми та олова (а також молібдену та вольфраму, які будуть розглядатись у розділі, присвяченому виявленню рідкісних елементів). Сульфіди катіонів п’ятої групи, як і сульфіди катіонів четвертої групи, не розчиняються в розведених кислотах і осаджуються сірководнем з кислого середовища. На відміну від більшості сульфідів катіонів четвертої групи, сульфіди миш’яку, сурми та олова легко розчиняються у сульфідах лужних металів і амонію, а також в полісульфіді амонію з утворенням тіосолей. Винятком є лише сульфід олова (ІІ), який не розчиняється у сульфідах амонію та лужних металів і не утворює тіосолей. Це пояснюється тим, що SnS має лише основні властивості. Сульфід олова (ІІ), проте, як і сульфіди інших катіонів п’ятої групи, розчиняється у полісульфіді амонію. Полісульфід амонію, маючи окислювальні властивості, спочатку окислює Sn2+ до Sn4+, а вже потім SnS2 легко розчиняється в полісульфіді амонію з утворенням тіосолі (NH4) 2SnS3.

Таким чином, катіони п’ятої групи мають два групові реагенти – H2S в кислому середовищі та полісульфід амонію (NH4) 2S2. Перший з них використовують для відділення четвертої і п’ятої груп катіонів від першої – третьої груп, другий – полісульфід амонію – для подальшого відділення катіонів п’ятої групи від катіонів четвертої групи.

 

 

Для виконання реакцій на миш’як використовують розчинні у воді солі Na3AsO3 та Na3AsO4. При підкисленні розчином HCl (6 моль/л) іон AsO33- звільняється від кисню і перетворюється на катіон As3+, який і взаємодіє з H2S з утворенням сульфіду As2S3 жовтого кольору:

 

2 Na3AsO3 + 6 HCl + 3 H2S = As2S3 + 6 NaCl + 6 H2O.

 

При дії сірководню на іони AsO43- в сильнокислому середовищі арсенат-іон частково відновлюється до арсеніту і в осад випадає суміш As2S3, As2S5 та вільна сірка:

 

2 Na3AsO4 + 5 H2S + 6 HCl = As2S5 + 6 NaCl + 8 H2O;

2 Na3AsO4 + 5 H2S + 6 HCl = As2S3 + 2 S + 6 NaCl + 8 H2O.

 

As2S3 і As2S5 розчиняються в сульфідах амонію та лужних металів, а також у полісульфіді амонію з утворенням тіосолей за реакціями:

 

As2S3 + 3 NaS = 2 Na3AsS3;

As2S5 + 3 Na2S = 2 Na3AsS4;

As2S3 + 3 (NH4) 2S2 = 2 (NH4) 3 AsS4 + S;

As2S5 + 3 (NH4) 2S2 = 2 (NH4) 3 AsS4 + 3S.

 

Сульфіди миш’яку розчиняються в лугах (на відміну від SnS), в карбонатах лужних металів та амонію. При цьому утворюються тоісолі та тіооксосолі за реакціями:

 

As2S3 + 6 NaOH = Na3AsO3 + Na3AsS3 + 3 H2O;

As2S5 + 6 NaOH = Na3AsO3S + Na3AsS4 + 3 H2O;

As2S3+ 3 (NH4) 2CO3 = (NH4) 3AsO3 + (NH4) 3AsS3 + 3 CO2;

As2S5+ 3 (NH4) 2CO3 = (NH4) 3AsO3S + (NH4) 3AsS4 + 3 CO2.

 

Сульфіди миш’яку розчиняються в концентрованій азотній кислоті і в царській водці. При цьому сульфідна сірка окислюється до сульфату, а Аs3+ – до As5+:

 

As2S3 + 28 HNO3 = 2 H3AsO4 + 3 H2SO4 + 28 NO2 + 8 H2O;

 

Сульфіди миш’яку не розчиняються в HCl, чим відрізняються від сульфідів олова та сурми. Це використовують в аналізі для відділення миш’яку від сурми та олова.

При дії сірководню на солянокислі розчини (0, 3 н HCl, pH 0, 5) солей сурми виділяються осади сульфідів Sb2S5 та Sb2S3 оранжевого кольору.

 

2 H3SbCl6 + 3 H2S = Sb2S3 + 12 HCl;

2 HSbCl6 + 5 H2S = Sb2S5 + 12 HCl.

 

Обидва сульфіди при дії сульфіду або полісульфіду амонію розчиняються з утворенням тіосолей:

 

Sb2S3 + (NH4) 2S = 2 NH4 SbS2;

Sb2S5 + 3 (NH4) 2S = 2 (NH4) 3 SbS4;

Sb2S3 + 3 (NH4) 2S2 = 2 (NH4) 3SbS4 + S;

Sb2S5 + 3 (NH4) 2S2 = 2 (NH4) 3SbS4 + 3 S.

 

Cульфіди сурми розчиняються в лугах за реакціями:

 

Sb2S3 + 6 NaOH = Na3SbO3 + Na3SbS3 + 3 H2O;

Sb2S5 + 6 NaOH = Na3SbO3S + Na3SbS4 + 3 H2O.

 

Сульфіди сурми розчиняються в концентрованій HСl, але не розчиняються у карбонаті амонію, чим відрізняються від сульфідів миш’яку:

 

Sb2S3 + 12 HСl