§ 5. Обнаружение K-ионов

Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия . Поместите в пробирку 1—2 капли раствора какой-либо соли калия, прибавьте раствора гексанитрокобальтата (III) натрия и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. При этом выпадает желтый кристаллический осадок двойной соли гексанитрокобальтата (III) калия-натрия:

или в ионной форме:

Условия проведения реакции. 1. Реакцию следует проводить в кислой среде, желательно при , что соответствует разбавленным растворам уксусной кислоты; ни в коем случае не должен быть больше 7.

В сильнокислой среде осадок может не выпасть, так как при этом образуется крайне нестойкая кислота , разлагающаяся в момент выделения.

В щелочной среде выпадает бурый осадок , мешающий обнаружению -ионов.

2. Ионы, образующие с гексанитрокобальтатом (III) натрия осадки, в том числе , мешающие обнаружению , должны быпъ предварительно удалены.

3. Окислители или восстановители, реагирующие с реактивом, должны отсутствовать. Например, иодистоводородная кислота восстанавливает нитрит до окиси азота; при этом выделяется свободный иод, и реактив разрушается. Вредно действуют также перекись водорода, сероводород и т. п.

4. Для проведения реакции следует применять свежеприготовленный реактив, так как он со временем разлагается.

5. В разбавленных растворах осадок образуется только после долгого стояния.

6. Вследствие образования пересыщенных растворов потирание стеклянной палочкой о стенки сосуда или встряхивание ускоряет процесс образования осадка.

7. Прибавление к анализируемому раствору равного объема -ного раствора значительно повышает чувствительность реакции. Выпадающая при этом соль менее растворима, чем

Реакцию с нельзя проводить в присутствии ионов, образующих малорастворимые соединения серебра.

8. Вместо можно воспользоваться реактивом , с которым образует желтый кристаллический осадок .

Реакцию с указанным реактивом нельзя проводить в присутствии и других ионов, образующих осадки с ионами свинца.

Реакция с гидротартратом натрия . Налейте в пробирку 2—3 капли раствора какой-либо соли калия, прибавьте 2 капли раствора гидротартрата натрия и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. Через некоторое время выпадет белый кристаллический осадок:

или в ионной форме:

Изучите свойства выпавшего осадка гидротартрата калия:

а) растворимость в холодной и горячей воде;

б) отношение к действию минеральных кислот и щелочей;

в) отношение к уксусной и винной кислотам.

Условия проведения реакции. 1. Реакцию проводят при . В сильнощелочной среде происходит растворение осадка, сопровождающееся образованием средней соли . В сильнокислой среде осадок растворяется с выделением винной кислоты . В сильнокислой среде осадок растворяется с выделением винной кислоты .

2. и катионы других групп должны быть предварительно удалены, так как они образуют с реактивом осадки (например, , которые могут быть приняты за осадок гидротартрата калия.

3. Сильные окислители должны отсутствовать.

4. Реакцию проводят без подогревания, так как растворимость гидротартрата калия сильно увеличивается с повышением температуры раствора.

5. Концентрации анализируемого раствора и раствора реактива должны быть высокими.

6. Потирание стенок пробирки стеклянной палочкой ускоряет образование осадка.

7. Если осадок не образуется сразу, то прежде чем сделать вывод об отсутствии , следует смесь анализируемого раствора с реактивом оставить на сутки.

8. Если вместо в качестве реактива используют винную кислоту , то к реагирующей смеси добавляют несколько капель раствора ацетата натрия (см. § 2).

Необходимо избегать большого избытка ацетата натрия, так как он благоприятствует образованию хорошо растворимой средней соли.

Микрокристаллоскопическая реакция с . Поместите каплю анализируемого раствора на предметное стекло и выпарьте ее почти досуха на крышке водяной бани. Капните на остаток реактивом, называемым тройным нитритом натрия, свинца и меди , состав которого выражают формулой . Затем предметное стекло поставьте под объектив микроскопа на предметный столик и, пользуясь сначала кремальерой и потом микрометрическим механизмом, постепенно опускайте объектив микроскопа до тех пор, пока в окуляре не будут ясно различимы образующееся кристаллы. В присутствии ионов калия выделяются характерные черные кубические кристаллы, имеющие состав (рис. 40).

Реакцию следует проводить в нейтральной среде при . Ионы проведению реакции не мешают, мешают, так как образуют с указанным реактивом такие же черные кристаллы, как и .

Реакция окрашивания пламени. Возьмите стеклянную палочку с впаянной в нее платиновой проволокой (см. рис. 15, стр. 117) и внесите проволоку в бесцветное пламя. Если проволока чиста, то пламя не окрашивается. Если же пламя окрашивается, проволоку следует очистить. Для этого опустите ее в концентрированную хлористоводородную кислоту и затем снова внесите в пламя горелки. Повторяйте операцию до тех пор, пока пламя не перестанет окрашиваться. Чистую накаленную проволоку опустите в раствор хлорида калия или наберите на нее немного твердой соли. Внесите проволоку вместе с каплей раствора или частицами соли калия в бесцветное пламя горелки — пламя окрасится в характерный фиолетовый цвет.

Рис. 40. Кристаллы .

Летучие соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет -Поэтому фиолетовая окраска пламени в присутствии солей натрия становится незаметной, но ее можно различить при рассматривании через кобальтовое стекло или синюю индиговую призму, не пропускающую желтых лучей. При рассматривании пламени в спектроскоп видны линии в красной и фиолетовой частях спектра.

Реакция с тетрафенилборатом натрия . С ионами калия тетрафенилборат натрия дает объемистый мелкокристаллический осадок , нерастворимый даже в 0,1 и. растворах минеральных кислот:

Это позволяет осаждать калий в кислой среде в присутствии многих других катионов и анионов.: и др.

Реакцию выполняют следующим образом. Поместите на черную стеклянную пластинку 1 каплю нейтрального или слабоуксусного исследуемого раствора и 1 каплю -ного водного раствора тетрафенилбо-рата натрия. В присутствии появляется муть или выделяется мелкокристаллический осадок (холостой опыт!). Реакция более чувствительна, чем реакции с гексанитрокобальтатом (III) и с гидротартратом натрия, что видно из сопоставления данных о чувствительности этих реакций:

Эта реакция применяется не только для качественного обнаружения, но и для количественного определения калия.

Открытию ионов калия мешает , так как аммоний образует с реактивом аналогичный осадок. Для устранения вредного влияния NHJ осаждение тетрафенилбората калия ведут в щелочном растворе, соответствующем 3 н. раствору . Помещают в коническую пробирку 3—5 капель анализируемого раствора, прибавляют к ним 2—3 капли 2 н. раствора карбоната натрия, не содержащего , и нагревают смесь на водяной бане. При этом в присутствии и других ионов в осадок выпадают их карбонаты. Выпавший осадок карбонатов отделяют от ионов I группы центрифугированием. В случае нагревания смеси до полного удаления аммиака, образующегося в процессе взаимодействия аммония с карбонатом натрия, можно открыть в центрифуге любой реакцией из описанных выше. Если же нагревание не преследует своей целью полное удаление , то можно открыть реакцией с тетрафенилборатом в щелочном растворе в присутствии .

Когда мешающие ионы отсутствуют, обработку исследуемого раствора карбонатом натрия исключают.