Kationty II. třídy

Kationty II. třídy je skupina kationtů sulfanové zkoušky srážecí analýzy, jejichž srážecím činidlem je H₂S, se kterou vytvářejí nerozpustné sulfidy. Dělíme je na dvě podtřídy:

• Kationty II.A třídy - Hg²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺; nerozpustné v (NH₄)₂S_X.

• Kationty II.B třídy - As³⁺, As⁵⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺; rozpustné v (NH₄)₂S_X.

Dělení na podtřídy

Do roztoku zavádíme několik minut sulfan - vytvoří se různobarevné sraženiny, které zfiltrujeme.

Schéma rozdělení II. třídy kationtů na II.a třídu a II.b třídu

Hg²⁺ + S²⁻ → HgS ↓ černá

Cu²⁺ + S²⁻ → CuS ↓ černá

Cd²⁺ + S²⁻ → CdS ↓ žlutá

2Bi³⁺ + 3S²⁻ → Bi₂S₃ ↓ hnědá

2As³⁺ + 3S²⁻ → As₂S₃ ↓ žlutá

2As⁵⁺ + 5S²⁻ → As₂S₅ ↓ žlutá

2Sb³⁺ + 3S²⁻ → Sb₂S₃ ↓ oranžová

2Sb⁵⁺ + 5S²⁻ → Sb₂S₅ ↓ oranžová

Sn²⁺ + S²⁻ → SnS ↓ hnědá

Sn⁴⁺ + 2S²⁻ → SnS₂ ↓ žlutá

Filtračním papírem prolejeme polysulfid amonný, čímž rozpustíme kationty II.B třídy. Ve výsledku nám na filtračním papíře zůstanou kationty II.A třídy, zatímco ve filtrátu kationtu II.B třídy.

As₂S₃ + 3(NH₄)₂S_X → 2(NH₄)₃AsS₃ ⊙ + 3(x-1)S ↓ žlutá

As₂S₅ + 3(NH₄)₂S_X → 2(NH₄)₃AsS₄ ⊙ + 3(x-1)S ↓ žlutá

Sb₂S₃ + 3(NH₄)₂S_X → 2(NH₄)₃SbS₃ ⊙ + 3(x-1)S ↓ žlutá

Sb₂S₅ + 3(NH₄)₂S_X → 2(NH₄)₃SbS₄ ⊙ + 3(x-1)S ↓ žlutá

SnS + (NH₄)₂S_X → (NH₄)₂SnS₃ + (x-2)S ⊙ + S ↓ žlutá

SnS₂ + (NH₄)₂S_X → (NH₄)₂SnS₃ + (x-1)S ⊙ + S ↓ žlutá

Dělení a důkazy kationtů II.A třídy

Schéma rozdělení kationtů II.a třídy

Ke sraženinám sulfidů II.A třídy přidáme HNO₃ (1:1), čímž dojde k rozpuštění Cus ↓, CdS ↓ a Bi₂S₃ ↓. HgS ↓ zůstane ve formě sraženiny, kterou od roztoku oddělíme filtrací.

HgS ↓ převedeme do roztoku rozpuštěním ve směsi HNO₃ a HCl.

HgS + 8HNO₃ + 2HCl → HgCl₂ ⊙ + H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O

K filtrátu přidáme vodný roztok NH₃ - dojde k vysrážení bismutitého kationtu, zatímco měďnatý a kademnatý kation zůstanou ve formě roztoku:

Bi + 3OH⁻ → Bi(OH)₃ ↓ bílá

Cu²⁺ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁻ ⊙ modrý

Cd²⁺ + 4NH₃ → [Cd(NH₃)₄]²⁻ ⊙ bezbarvý

Roztok s bismutitou sraženinou přefiltrujeme - nyní můžeme k rozdělení Cu²⁺ a Cd²⁺ použít dva různé postupy:

• 1. postup

K filtrátu přidáme H₂SO₄ o c=1 mol/l a železné piliny - dojde k vysrážení mědi. Cd²⁺ v roztoku dokážeme přidáním H₂S:

Cd²⁺ + S²⁻ → CdS ↓ žlutá

• 2. postup

K filtrátu přidáme roztok KCN - dojde k vytvoření bezbarvých roztoků: [Cu(CN)₄]²⁻, [Cd(CN)₄]²⁻; přidáním H₂S dokážeme Cd²⁺ jeho vysrážením.

Ostatní důkazy kationtů II.A třídy

Po oddělení jednotlivých kationtů je můžeme dokázat pomocí několika dalších činidel.

Důkazy Hg²⁺

Hg²⁺ + S²⁻ → HgS ↓ černá; dále: HgS + 8HNO₃ + 2HCl → HgCl₂ ⊙ + H₂SO₄ + 8NO₂ + 4H₂O; dále: HgCl₂ + SnCl₂ → SnCl₄ + Hg₂Cl₂ ↓ bílá

Hg²⁺ + 2I⁻ → HgI₂ ↓ červená; v nadbytku I⁻: HgI₂ + 2I⁻ → [HgI₄]²⁻ ⊙ bezbarvý

Důkazy Cu²⁺

Cu²⁺ + NH₃ → [Cu(NH₃)₄]²⁺ ⊙ sytě modrý

Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]⁴⁻ → Cu₂[Fe(CN)₆] ↓ hnědá (Hatchettova hněď)

Cu²⁺ + 2OH⁻ → Cu(OH)₂ ↓ modrá; pokud přivedeme sraženinu k varu: Cu(OH)₂ → CuO ↓ černá + H₂O

Důkazy Cd²⁺

Cd²⁺ + S²⁻ → CdS ↕ žlutá

Cd²⁺ + 2OH⁻ → Cd(OH)₂ ↓ bílá

Cd²⁺ + NH₃ → [Cd(NH₃)₄]²⁺ ⊙ bezbarvý

Cd²⁺ + 4CN⁻ → [Cd(CN)₄]²⁻ ⊙ bezbarvý

Důkazy Bi³⁺

2Bi³⁺ + 3S²⁻ → Bi₂S₃ ↓ hnědá

Bi³⁺ + 3OH⁻ → Bi(OH)₃ ↓ bílá

Bi³⁺ + 3I⁻ → BiI₃ ↓ červená

Související články

• Metody kvalitativní analýzy

Portály: Chemie