2. Реакция с раствором аммиака.

NH₃+H₂O осаждает из растворов солей катионы V группы виде гидроксидов, обладающих рассмотренными свойствами. Mn(OH)₂, Mg(OH)₂, Fe(OH)₂, кроме того, обладают частичной растворимостью в солях аммония. Причина заключается в сравнительно большой величине ПР этих гидроксидов (см. справочную литературу), которое не достигается при [OH^-], создаваемой аммонийной буферной смесью. Поэтому, раствор NH₃ в качестве группового реагента использовать нельзя.

Выполнение реакции. К растворам солей катионов V группы добавить равный объём раствора аммиака. Наблюдать образование гидроксидов. Проверить их растворимость в NH₄Cl, HCl, NaOH. Записать уравнения реакций.

3. Реакция с карбонатом натрия.

При действии Na₂CO₃ на соли катионов V группы образуются карбонаты MnCO₃ и FeCO₃, гидроксокарбонаты Mg₂(OH)₂CO₃, FeOHCO₃, BiOHCO₃ и гидроксид Sb(OH)₃. Состав основных солей может меняться в зависимости от концентрации раствора и температуры. Все осадки растворяются в минеральных кислотах. Гидроксокарбонат магния, кроме того, в солях аммония.

Карбонат железа(II) на воздухе быстро буреет вследствие окисления ионов железа(II).

Выполнение реакции. Подействовать на несколько капель растворов изучаемых солей равным объёмом карбоната натрия. Рассмотреть цвет осадков. Происходит ли выделение СО₂? Почему? Проверить растворимость осадков в HCl, NH₄Cl, NaOH. Записать уравнения реакций.

Характерные реакции катионов железа(II)

Растворы солей Fe²⁺ окрашены в бледно-зелёный цвет, разбавленные растворы бесцветны. На воздухе быстро буреют за счет окисления кислородом воздуха.

1. Реакция с гексацианоферриатом калия.

K₃[Fe(CN)₆] дает с катионами Fe²⁺ синий осадок «турнбулевой сини»:

Fe²⁺ + K⁺ + [Fe(CN)₆]^3-⇆ KFe[Fe(CN)₆]↓

Реакцию следует проводить при рН 2–3, щелочи вызывают разложение осадка. Реакция высоко избирательна.

Выполнение реакции. Налить в пробирку 2–3 капли сульфата железа(II), добавить 4–5 капель воды, 2–3 капли раствора соляной кислоты и 2 капли реагента. Что наблюдается?

2. Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева).

C₄H₆N₂(OH)₂ образует с Fe²⁺ в аммиачном растворе внутрикомплексную соль ярко-красного цвета, хорошо растворимую в воде, имеющую следующее строение:

Реакция проводится при рН ~9. Катионы Ni²⁺ дают аналогичный эффект. Мешающее влияние железа(III), образующего в аммиачной среде окрашенный гидроксид устраняют добавлением лимонной, щавелевой или винной кислот.

Выполнение реакции. К 2–3 каплям раствора, содержащего Fe²⁺ добавляют каплю 20% раствора винной кислоты, 1 каплю диметилглиоксима и по каплям раствор аммиака до щелочной реакции. Раствор окрашивается в красный цвет.

Характерные реакции катионов железа(III)

Растворы солей Fe³⁺ устойчивы на воздухе и имеют желтую или красно-бурую окраску.

1. Реакция с гексацианоферроатом калия.

K₄[Fe(CN)₆] образует с Fe³⁺ темно-синий осадок «берлинской лазури»:

Fe³⁺ + K⁺ + [Fe(CN)₆]^4- ⇆ KFe[Fe(CN)₆]↓

Как показывают рентгеноструктурные исследования, турнбулева синь и берлинская лазурь имеют одинаковую кубическую решетку. Атомы Fe(II) окружены атомами углерода, а атомы Fe(III) – азота цианидных групп, таким образом, состав образующегося полимерного иона можно представить следующим образом: [Fe^II(CN)Fe^III]. Реакцию проводят в кислой среде, так как едкие щелочи разлагают осадок с выделением Fe(OH)₃. Реакция высоко избирательна.

Выполнение реакции. В пробирку с несколькими каплями FeCl₃ добавить 3–4 капли дистиллята, 1–2 капли соляной кислоты и 2 капли реагента. Наблюдать образование характерного осадка.