Пятая аналитическая группа катионов: Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Sb3+, Bi3+
Общая характеристика
В пятую аналитическую группу катионов входят простые катионы s2-, p- и d- элементов. Магний (s- элемент) находится в главной подгруппе II группы, сурьма и висмут (p- элементы)- в главной подгруппе
V группы, марганец и железо (d- элементы)- в побочных подгруппах VII и VIII группах периодической таблицы Д.И.Менделеева.
Ионы Mg2+, Mn2+, Bi3+ бесцветны, ионы Fe2+ бледно
– зеленые, а ионы Fe3+ желтые. Нитраты, сульфаты и
хлориды катионов пятой группы хорошо растворимы в воде. Соли катионов V группы и сильных кислот в водных растворах гидролизованы по катиону (рН 2-4), причем гидролиз сурьмы (III) и висмута (III) ведет к образованию осадков основных солей состава MeOAn.
Гидроксиды катионов V группы проявляют основные свойства, кроме гидроксида сурьмы (III) и железа (III), которые амфотерны.
Ионы Fe2+, Fe3+ и Bi3+ легко образуют комплексные соединения. Это свойство широко используется не только для открытия катионов, но и для маскировки Fe3+.
Элементы пятой аналитической группы имеют переменную степень окисления (кроме магния), и поэтому для них характерны окислительно – восстановительные реакции.
Таблица 6
Продукты реакций катионов пятой аналитической группы
| Общие регенты | Катионы | |||||
| Mg 2+ | Mn 2+ | Fe 2+ | Fe 3+ | Sb 3+ | Bi 3+ | |
|
NaOH | Mg(OH)2 белый осадок | Mn(OH)2 светло- розовый осадок, буреет | Fe(OH)2 Зеленый осадок, буреет | Fe(OH)3 бурый осадок | Sb(OH)3 белый осадок | Bi(OH)3 белый осадок |
| растворимы в сильных кислотах | ||||||
| (NH 4 ) 2 S | MnS телесный осадок | FeS черный осадок | Fe2S3 черный осадок | Sb2S3 оранже- вый осадок | Bi2S3 черный осадок, раствор им только в HNO3 | |
| Окисли- тели | МnО4- малиновы й раствор | Fe3+ желтый раствор | Соли Sb5+ | |||
| Гидролиз хлоридов | SbОСl белый осадок, раство- рим в винной кислоте | BiОСl белый осадок, не раствор им в винной кислоте | ||||
| Восстано- вители | Sb черный осадок | Bi черный осадок | ||||
Действие группового реактива
Групповым реактивом на катионы V группы являются растворы щелочей, которые осаждают гидроксиды катионов V группы:
FeCl2 + 2NaOH ® Fe(OH)2¯ + 2NaCl
FeCl3 + 3NaOH ® Fe(OH)3¯ + 3NaCl
MnCl2 + 2NaOH ® Mn(OH)2¯ + 2NaCl
MgCl2 + 2NaOH ® Mg(OH)2¯ + 2NaCl
BiCl3 + 3NaOH ® Bi(OH)3¯ + 3NaCl
SbCl3 + 3NaOH ® Sb(OH)3¯ + 3NaCl
H[SbCl6] + 6NaOH ® SbO(OH)3¯ + 6NaCl + 2H2O
Осадки гидроксида железа (II) Fe(OH)2, гидроксида марганца (II) Mn(OH)2 на воздухе быстро буреют вследствие окисления кислородом воздуха:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O ® 4Fe(OH)3¯
2Mn(OH)2 + O2 ® 2MnO(OH)2¯
Осадок гидроксида висмута (III) Bi(OH)3 при нагревании желтеет вследствие образования гидроксида оксовисмута (висмутила)
Bi(OH)3 → BiOOH¯ + H2O
Гидроксид сурьмы (V) Sb(OH)5 в растворе превращается в тригидроксид оксосурьмы (V) (антимонила) SbO(OH)3:
Sb(OH)5 ® SbO(OH)3¯ + 2H2O