Thảo luận hóa phân tích: Phân tích các cation nhóm 5

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

**********

Thảo luận hóa phân tích

Đề tài: Phân tích
các cation nhóm
5


PHÂN 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+)
I.

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
5
•

2.1. Với KOH, NaOH

II:PHẢN ỨNG CHUNG CỦA CATION NHÓM 5
•

•

Cu²⁺ +
2KOH →
Cu(OH)2

•

•

Dung dịch amoniac dư phản ứng với
cation nhóm V tạo ra các phức
amonicat
Cu²⁺ + 4NH4OH → [Cu(NH3)4]²⁺xanh
đậm + 4H2O

2.2. Với
NH4OH

•Co²⁺ + 6NH4OH → [Co(NH3)4]²⁺ hồng +
6H2O

•

•

•

Hg²⁺ + 4NH4OH → [Hg(NH3)4]²⁺ + 4H2O
Ni²⁺ + 4NH4OH → [Ni(NH3)4]²⁺ +
4H2O


PHẦN 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 + 2NH4NO3

•

2.1.4-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 + 4KNO3


2.1. Các phản ứng đặc trưng của ion
2.1.6-Phản ứng với idua kali :
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⁺

KI tác dụng với Cu²⁺ tạo thành
kết tủa đồng (I) idua màu đỏ
2Cu²⁺ + 4I⁻ → 2Cu↓ đỏ +
I2


2.2. Phản ứng đặc trưng của ion Co²⁺
2.2.1-Phản ứng với NH4OH

CoCl2 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 + 4H2O


2.2. 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 đậm

2.3. 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]Cl


2.3. Các phản ứng của ion Ni²⁺

2.3.2Phản
ứng với


2.3. Các phản ứng của ion Ni²⁺
2.3.3 phản ứng với KCN
Ni + 2CN- → Ni(CN)2 ↓vàng lục
2.3.4 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]2
2.3.5 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↓ vàng


2.4. 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 KOH
Hg²⁺+ KOH → HgOH⁺đỏ gạch
+ K⁺
HgOH⁺+ KOH → Hg(OH)2↓ +
K⁺
Hg(OH)2 →HgO ↓vàng + H2O


•
•

•
•

•

2.5.2-Phản ứng với kali iodid
Tạo tủa đỏ cam HgI2, tan khi cho
KI dư, tạo phức màu vàng nhạt
Hg²⁺ + 2KI → HgI2 ↓đỏ cam + 2K⁺
HgI2 + 2KI →
2K+

[HgI4] 2-

(phức vàng nhạt)

+


2.5.3 phản ứng với dd SnCl2
Phản ứng tạo kết tủa trắng thủy ngân
sau đó chuyển thành Hg màu xám đen
2HgCl2 + SnCl2 → Hg2Cl2 + SnCl4
Hg2Cl2 + SnCl2 → 2Hg ↓ giọt ánh kim
rơi xuống đáy + SnCl4


2.5.4-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 + H2O


2.5.5- Phản ứng với NH4OH

Tạo tủa trắng HgNH2⁺, tan trong
NH4OH dư thành phức
Hg²⁺ + NH4OH → HgNH²⁺ ↓ (mercuri
amido) + H⁺ + H2O


PHẦN 3: SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH CATION NHÓM 5
CuS,HgS,CdS,Co
S,
NiS
(Kết tủa đen)

Cd2+

HCl to

Cho (NH4)2S sau đó thêm
NH4Cl phá kết tủa keo sunfua

Cu2+,Cd2+,Co2+,Ni2+
Hg2+

CuS ,CoS ,NiS ,HgS
(Chia làm 4 phần )

HNO3,
to

H
2S

đime
tyglix
om

Kết
tủa
Vàng

Ni2+
Đỏ cánh
sen

CNS
-

Co2+
xanh

KI

NH

3

Tạo kết
tủa đỏ
cam HgI2

Cu2+
xanh
lam
đậm