Задача може містити іони: Ag+, Hg22+, Pb2+, Cu2+, Hg2+, Cd2+, Bi3+, Sn(II, IV), As(III, V), Sb(III, V) . Всі катіони п’ятої групи і більшість катіонів четвертої групи можна виявити дробними реакціями, тому нема потреби застосовувати групові реагенти – сірководень та полісульфід амонію.
10.1. Відокремлення підгрупи срібла.
До 2-3 мл розчину задачі додають двократний надлишок розчину соляної кислоти (2 моль/л) і нагрівають. Після охолодження (через 30-40 хв) перевіряють на повноту осадження катіонів підгрупи срібла, додаючи до розчину над осадом одну-дві краплини розчину соляної кислоти. Осад № 1, що містить AgCl, Hg2Cl2 та PbCl2, відділяють фільтруванням. У фільтраті № 1 залишаються катіони підгрупи міді, домішки свинцю та катіони п’ятої групи.
Осад № 1 промивають на фільтрі два-три рази невеликими порціями розведеного розчину соляної кислоти, а потім один-два рази водою. Промивні води відкидають.
Виявлення свинцю. Промитий осад № 1 обробляють на фільтрі гарячою водою, збираючи розчин, що утворився, в чисту пробірку, підставлену під лієчку з фільтром. З окремими порціями одержаного розчину виконують характерні реакції на свинець з КІ або К2СrО4.
Виявлення ртуті (І). До осаду № 1 після відділення свинцю додають розчин гідроксиду амонію. У присутності ртуті (І) осад чорніє.
Виявлення срібла. 1. На осад № 1 діють надлишком розчину гідроксиду амонію, збираючи фільтрат в чисту пробірку. При цьому хлорид срібла розчиняється, бо перетворюється в розчинний аміакат срібла. Якщо до одержаного прозорого фільтрату додати розчин азотної кислоти до кислої реакцій середовища (перевірити індикаторним папером), у присутності срібла утворюється білий осад (або каламуть) хлориду срібла. Замість азотної кислоти до аміакату срібла можна додати розчин йодиду калію. У присутності срібла утвориться осад йодиду срібла.
2. Для виявлення срібла можна використати краплинну реакцію на папері з азотнокислим марганцем і гідроксидом натрію.
Всі катіони, що містяться в фільтраті № 1, можна виявити дробними реакціями.
Виявлення миш’яку. До окремої порції фільтрату № 1 додають 8-10 краплин концентрованої азотної кислоти і нагрівають до кипіння. Потім додають 5-кратний надлишок молібденової рідини і знову нагрівають. У присутності миш’яку при охолодженні випадає жовтий осад.
Виявлення олова. У порцію фільтрату № 1 насипають пучку дрібних стружок металевого заліза і кип’ятять. В одержаному розчині після фільтрування виявляють олово (ІІ) двома способами.
1. До порції розчину додають сухий ацетат натрію до рН 5 за індикаторним папером і розчин азотнокислої ртуті (ІІ). У присутності олова, якщо його мало, утворюється білий шовковистий осад каломелі, а якщо багато – чорний осад металічної ртуті.
2. В іншу порцію розчину додають лужний розчин диметилгліоксиму до лужної реакції середовища і знову соляну кислоту до кислої реакції. Утворюється розчин червоного кольору. Потім приливають ізоаміловий спирт, що екстрагує червоний біметалічний комплекс, який містить залізо (ІІ), олово (ІІ), і диметилгліоксим. Якщо шар органічного розчинника безбарвний, олова немає.
Виявлення сурми. До порції фільтрату № 1 додають концентровану соляну кислоту і кілька краплин розчину хлориду олова (ІІ). Потім додають краплинами 10%-ний розчин NaNO2 до зникнення буруватого забарвлення, що спочатку утворюється, після цього ще одну-дві краплини. Розчину дають постояти 2-3 хв., після чого приливають краплинами насичений розчин сечовини до припинення спінення. Розчин розбавляють водою до об’єму 5-6 мл, вводять дві-три краплини 0,2%-ного розчину метилового фіолетового і перемішують. У присутності сурми утворюється суспензія кристалів МФ[SbCl6] , забарвлена в синій або фіалковий колір. До розчину додають 1 мл толуолу, суміш збовтують. Шар толуолу стає синьо-фіолетовим. Паралельно обов’язково потрібно виконувати холостий дослід.
Виявлення міді. 1. На порцію фільтрату № 1 діють надлишком гідроксиду амонію і перемішують. У присутності міді (ІІ) розчин над осадом гідроксидів забарвлюється в синій колір.
2. До порції фільтрату № 1 додають розчин гексаціаноферату (ІІ) калію. Утворення червоно-коричневого осаду вказує на присутність міді (ІІ).
Виявлення ртуті (ІІ). 1. До порції фільтрату № 1 вносять промиту азотною кислотою і водою мідну стружку. Виділення блискучого шару ртуті на поверхні стружки вказує на присутність ртуті (ІІ).
2. До порції фільтрату № 1 додають розчин хлориду олова (ІІ). Якщо ртуть (ІІ) присутня, утворюється білий осад, який з часом чорніє.
3. На присутність ртуті вказує утворення червоно-оранжевого осаду при дії двох-трьох краплин фільтрату № 1 на краплину розчину йодиду калію на скляній платівці. Ще краще виконати цю реакцію в краплинному варіанті на папері.
Виявлення вісмуту. 1. До порції фільтрату № 1 додають трішки сухої винної кислоти для маскування сурми і надлишок йодиду калію. В осад при наявності міді може випасти Сu2І2, а в розчині утворяться забарвлені [BiI4]– і І2. Осад відділяють фільтруванням через щільний фільтр. До фільтрату додають дві-три краплини розчину хлориду олова (ІІ). Якщо жовте або оранжево-жовте забарвлення не зникає, в розчині є вісмут. При відсутності вісмуту розчин знебарвлюється.
2. До порції фільтрату № 1 вносять кілька кристаликів солянокислого гідразину або кілька краплин розчину SnCl2 для відновлення заліза (ІІІ). Суміш кип’ятять, охолоджують і додають трохи сухої винної кислоти для маскування сурми. Після цього додають тіосечовину. У присутності вісмуту з’являється жовте забарвлення тіосечовинного комплексу вісмуту.
3. Якщо в задачі нема ртуті (ІІ), вісмут можна виявити шляхом відновлення до металічного. Для цього до фільтрату № 1 додають розчин станіту натрію і розчин гідроксиду натрію до лужного середовища. Чорне або сіре забарвлення осаду вказує на присутність вісмуту в задачі.
З підгрупи міді не перевірена ще наявність кадмію. Виявлення кадмію краще всього виконувати після відокремлення п’ятої групи катіонів описаним далі способом. До порції фільтрату № 1 додають надлишок розчину гідроксиду натрію (2 моль/л). При цьому катіони п’ятої групи (і сліди свинцю) будуть знаходитись в розчині, а катіони підгрупи міді – в осаді у вигляді гідроксидів і основних солей (осад № 2). Після відділення осаду № 2 фільтруванням в фільтраті № 2 можна перевірити наявність іонів миш’яку, сурми та олова, застосовуючи описані вище реакції. Осад № 2 використовують для виявлення кадмію.
Виявлення кадмію.
Осад № 2 розчиняють в невеликій кількості розчину азотної кислоти. Після чого діють за методиками, описаними далі.
1. До розчину, що містить мідь (ІІ), ртуть (ІІ), вісмут (ІІІ) та кадмій (ІІ), додають невеликими порціями розчин тіосульфату натрію і після додавання кожної порції розчину реагенту суміш нагрівають до кипіння. Цю процедуру продовжують до припинення утворення темного осаду. Як тільки почне виділятися сірка (поява білої каламуті), осад, що містить, крім сірки, сульфіди міді, ртуті і вісмуту, відділяють фільтруванням. Перевіряють повноту відділення. Якщо кадмій відділено повністю, фільтрат № 3 розбавляють удвоє водою, після чого додають розчин сульфіду амонію. У присутності кадмію випадає жовтий осад сульфіду цього металу.
2. Якщо в досліджуваному розчині немає ртуті (ІІ), до розчину, що утворився, при розчиненні осаду № 2 в азотній кислоті, додають надлишок гідроксиду амонію. При цьому в осад випадає гідроксид вісмуту, а в розчині залишаються аміакати міді і кадмію. Суміш фільтрують. До фільтрату приливають розчин соляної кислоти (6 моль/л) до сильнокислої реакції і пропускають сірководень. В осад випадає чорний осад СuS. Цей осад відділяють фільтруванням. До фільтрату додають надлишок гідроксиду амонію, після чого знову пропускають сірководень або додають розчин сульфіду амонію. У присутності кадмію випадає жовтий осад СdS.
3. Якщо в досліджуваному розчині немає ртуті (ІІ) і міді (ІІ), виявлення кадмію спрощується. До порції фільтрату № 1, який утворюється після відділення підгрупи срібла, додають надлишок розчину гідроксиду амонію, відділяють осад, що утворився, фільтруванням і в фільтраті відкривають кадмій дією сульфіду натрію або амонію. Утворення жовтого осаду вказує на присутність кадмію.