1 anyagismeret (e0, standard redukciós potenciál):

 

Pb2+ + 2 e− ⇄ Pb(s), e0 = -0.13 V, vízben csapadék: SO42-, CO32-, Cl-

Pb4+  + 2 e− ⇄ Pb2+, e0 = +1.69 V, csak PbO2 lehet, mert vizes oldatban redukálódik.

Sn2++ 2 e− ⇄ Sn(s), e0 = -0.13 V, SnCl2 hidrolizál

Sn4++ 2 e− ⇄ Sn2+, e0 = +0.15 V

Al3++ 3 e− ⇄ Al(s), e0 = -1.66 V

Ca2+ + 2 e− ⇄ Ca(s), e0 = -2.87 V csapadék: SO42-, CO32-, BO33-, SO42--et nem adunk ki.

Sr2+ + 2 e− ⇄ Sr(s), e0 = -2.89 V csapadék: SO42-, CO32-, BO33-, SO42--et nem adunk ki.

Ba2+ + 2 e− ⇄ Ba(s), e0 = -2.90 V csapadék: SO42-, CO32-, BO33-, SO42--et nem adunk ki.

NH4+

Li+ + e− ⇄ Li(s), e0 = -3.02 V vízben csapadék: CO32-

Na++ e− ⇄ Na(s), e0 = -2.71 V

K++ e− ⇄ K(s), e0 = -2.92 V

Mg2++ 2 e− ⇄ Mg(s), e0 = -2.37 V vízben csapadék: CO32-

 

Cl- , SO42-, CO32-, HCO3-, NO3-, BO33-, SiO32-

 

1. Megjelenési forma: szín, kristályforma. A Na2SiO3 folyadék (vízüveg).

2. oldás, hidegen majd melegen, a sorrend: víz (pH), ecetsav, híg HCl, tömény HCl. Ha pezsgést tapasztalunk akkor a lehetséges anionok: CO32-, HCO3-, ha fehér kocsonyás csapadék keletkezik gázfejlõdés nélkül, akkor SiO32-, ha nincs pezsgés vagy csapadék: Cl- , SO42-, NO3-, BO33-. Az SnCl2 hidrolizál, opalizál. A PbCl2 -dal kapcsolatos tudnivalókat lásd a I. kation csoportnál. (oldhatatlan: 0.01 mol/l oldhatóság alatt, oldható: 0.1 mol/l oldhatóság felett).

Az oldhatóság idõ és hõmérsékletfüggõ. Rosszul oldódó anyagokat az ionszorzattal, Ksp, jellemezzük (táblázatokban találhatók).

 

Kationok: Osztály reagensek szerint haladva (Elõször a kimutatási reakció, majd az ion igazolása), Ha nincs csapadék az adott lépésnél automatikusan a következõ lépéssel, kell folytatni és a kérdéses ion jelenléte kizárható. Elõvizsgálatként lehet lángfestést végezni és lumineszcencia próbát. Vigyázat a Na kimutatása lángfestéssel könnyen téves lehet. A K-t könnyû elnézni.

 

I. kation csoport: tiszta oldat + HCl fehér csapadék.

Pb2+: az Híg oldatból nem válik ki (Oldhatósági szorzata: 1,17.10-5). Pb2+ + HCl = PbCl2¯ + 2H+. (ammónia oldatban nem oldódik)
a.) K2CrO4 oldattal. Sárga PbCrO4 csapadék, amely nem oldódik híg ecetsavban.
b.) KI oldattal. Sárga PbI2 csapadék, ami oldódik forró vízben színtelen oldat keletkezése közben, de csillogó sárga kristályok válnak ki belõle lehûléskor (aranyesõ).
c.) Adjon hozzá híg H2SO4 oldatot. Fehér PbSO4 csapadék keletkezik, amely oldódik ammónium-tartarát oldatban.

 

II. kation csoport: Ha az elõzõ oldat a HCl hozzáadása után tiszta marad, akkor ebbe a savas oldathoz adjunk telített H2S vizes oldatot.

Sn2+: Ha a csapadék színe barna: Sn2+ (SnS Ksp = 3,25.10-28)
Az ón ionokat még lumineszcencia próbával lehet jól kimutatni.

Sn4+: ha sárga.

 

III. kation csoport: Ha eddig nem volt reakció, semlegesítse az eredeti oldatot NH3 oldattal, majd adjon hozzá ammóniumszulfidot,(NH4)2S, feleslegben.

Al3+: Fehér csapadék Al(OH)3¯ + H2S­ (NH3 feleslegben nem oldódik). Morin reagenssel jellegzetes fluoreszcencia. A morinos reakciót lúgok és erõs savak is zavarják. A vizsgálandó közeg ecetsavas kell, hogy legyen. Vagy az alizarin szulfonsavas Na is jó Al3+ kimutatásra.

 

IV. kation csoport: Adjon az eredeti oldathoz (NH4)2CO3 oldatot feleslegben NH4Cl jelenlétében (Az NH4Cl megakadályozza a Mg2+ leválását).

Ca2+, Sr2+, Ba2+: Enyhe forralás mellett fehér karbonát csapadék keletkezik. (Kevés Ca2+ esetében, ha emellett túl sok NH4Cl-ot tartalmaz az oldat, elõfordulhat az is, hogy a Ca2+ részben vagy teljes egészében az oldatban marad.)

Friss mintához adjon négyszeres mennyiségû telített CaSO4 oldatot (gipszes víz):

azonnal fehér csapadék keletkezik: Ba2+

lassan, melegítésre fehér csapadék: Sr2+

csapadék nem keletkezik: Ca2+

A lángfestés is segíthet az ion azonosításában:

Téglavörös láng: Ca2+-ion

Kárminvörös láng: Sr2+-ion.

Zöld, sárgászöld láng: Ba2+-ion

            Ecetsavas közegben kálium-bikromát oldat hatására sárga Ba csapadék válik le:

            2 Ba2+ + Cr2O7 2− + H2O → 2 BaCrO4↓ + 2 H+

 

V. kation csoport:

NH4+: Óvatosan melegítsen egy friss mintát NaOH oldattal:

jellegzetes ammónia szag: NH4+ -ion, a nedves pH papír lúgos.

Végezze el a lángfestési próbát tömény oldattal:

Li+: Kármin vörös szín: Li+-ion, tömény oldatból karbonát, foszfát, fluorid csapadék válik le az utóbbia lúgos közegben (a Mg2+ is ad ilyen csapadékokat)

Na+: sárga szín: Na+ -ion, (vigyázat, nagyon érzékeny reakció, Na szennyezés zavarhat)

K+: fakó ibolya szín: K+ -ion. (további reakció perklórsavval)

Adjon az oldathoz NaOH oldatot feleslegben:

Ha fehér csapadék képzõdik Mg2+. Ossza két részre a csapadékot és az egyik részhez erõsen bázikus közegben adjon titánsárga, a másikhoz magnezon reagenst. Titánsárgával piros, magnezonnal kék színezõdés keletkezik.

 

Anionok (osztály reagensek szerint haladva, Ha nincs reakció, akkor a következõ lépéssel kell folytatni):

 

CO32-, HCO3-: A HCl hozzáadásakor keletkezõ gázt baritvízbe vezetve fehér csapadék keletkezik. A HCO3- pH alapján különböztethetõ meg. Pl. az alkáli karbonátok hidrolizáló sók, erõsen lúgos pH-val a hidrogénkarbonátok pH-ja kevésbé lúgos. Vigyázat, csak vizes oldáskor van értelme pH-t mérni.

 

SO42-, BO33-: semleges oldathoz BaCl2 hozzáadása után fehér csapadék.

            Híg sósavban nem oldódik: BaSO4 (a BaSO4 savakban nem oldható)

Adjon tömény kénsavat és etanolt a csapadékhoz, vagy az eredeti mintához egy porcelán tálban és gyújtsa meg:zöld színû láng: BO33- ion

 

Cl-: Savanyítás + AgNO3: fehér csapadék: AgCl.

 

NO3-: Sav + Zn + szulfanilsav és α-naftilamin reagensek: piros elszínezõdés, igen híg oldatban is, hosszabb idõ után: NO3-.

 

Oldhatósági szorzatok

Standard redukciós potenciálok

 

 

Oldhatósági szorzatok, http://en.wikipedia.org/wiki/Solubility_equilibrium

Compound

Formula

Temperature

Ksp

Data Source
(legend below)

Aluminium Hydroxide anhydrous

Al(OH)3

20°C

1.9×10–33

L

Aluminium Hydroxide anhydrous

Al(OH)3

25°C

3×10–34

w1

Aluminium Phosphate

AlPO4

25°C

9.84×10–21

w1

Barium Carbonate

BaCO3

25°C

8.1×10–9

C, L

Barium Chromate

BaCrO4

28°C

2.4×10–10

C, L

Barium Fluoride

BaF2

25.8°C

1.73×10–6

C, L

Barium Oxalate dihydrate

BaC2O4

18°C

1.2×10–7

C, L

Barium Sulfate

BaSO4

18°C

0.87×10–10

C, L

Barium Sulfate

BaSO4

25°C

1.08×10–10

C, L

Barium Sulfate

BaSO4

50°C

1.98×10–10

C, L

Calcium Carbonate calcite

CaCO3

15°C

0.99×10–8

C, L

Calcium Carbonate calcite

CaCO3

25°C

0.87×10–8

C, L

Calcium Carbonate calcite

CaCO3

18-25°C

4.8×10–9

P

Calcium Chromate

CaCrO4

18°C

2.3×10–2

L

Calcium Fluoride

CaF2

18°C

3.4×10–11

C, L

Calcium Fluoride

CaF2

25°C

3.95×10–11

C, L

Calcium Hydroxide

Ca(OH)2

18°C-25°C

8×10–6

P

Calcium Hydroxide

Ca(OH)2

25°C

5.02×10–6

w1

Calcium Iodate hexahydrate

Ca(IO3)2

18°C

6.44×10–7

L

Calcium Oxalate monohydrate

CaC2O4

18°C

1.78×10–9

C, L

Calcium Oxalate monohydrate

CaC2O4

25°C

2.57×10–9

C, L

Calcium Phosphate tribasic

Ca3(PO4)2

25°C

2.07×10–33

w1

Calcium Sulfate

CaSO4

10°C

6.1×10–5

C, L

Calcium Sulfate

CaSO4

25°C

4.93×10–5

w1

Lead Bromide

PbBr2

25°C

6.3×10–6; 6.60×10–6

P; w1

Lead Carbonate

PbCO3

18°C

3.3×10–14

C, L

Lead Chromate

PbCrO4

18°C

1.77×10–14

C, L

Lead Chloride

PbCl2

25.2°C

1.0×10–4

L

Lead Chloride

PbCl2

18°C-25°C

1.7×10–5

P

Lead Fluoride

PbF2

18°C

3.2×10–8

C, L

Lead Fluoride

PbF2

26.6°C

3.7×10–8

C, L

Lead Hydroxide

Pb(OH)2

25°C

1×10–16; 1.43×10–20

P; w1

Lead Iodate

Pb(IO3)2

18°C

1.2×10–13

C, L

Lead Iodate

Pb(IO3)2

25.8°C

2.6×10–13

C, L

Lead Iodide

PbI2

15°C

7.47×10–9

C

Lead Iodide

PbI2

25°C

1.39×10–8

C

Lead Oxalate

PbC2O4

18°C

2.74×10–11

C, L

Lead Sulfate

PbSO4

18°C

1.06×10–8

C, L

Lead Sulfide

PbS

18°C

3.4×10–28

C, L

Lithium Carbonate

Li2CO3

25°C

1.7×10–3

C, L

Lithium Fluoride

LiF

25°C

1.84×10–3

w1

Lithium Phosphate tribasic

Li3PO4

25°

2.37×10–4

w1

Magnesium Ammonium Phosphate

MgNH4PO4

25°C

2.5×10–13

C, L

Magnesium Carbonate

MgCO3

12°C

2.6×10–5

C, L

Magnesium Fluoride

MgF2

18°C

7.1×10–9

C, L

Magnesium Fluoride

MgF2

25°C

6.4×10–9

C, L

Magnesium Hydroxide

Mg(OH)2

18°C

1.2×10–11

C, L

Magnesium Oxalate

MgC2O4

18°C

8.57×10–5

C, L

Potassium Acid Tartrate

KHC4H4O6

18°C

3.8×10–4

C, L

Potassium Perchlorate

KClO4

25°C

1.05×10–2

w1

Potassium Periodate

KIO4

25°

3.71×10–4

w1

Silver Acetate

AgC2H3O2

16°C

1.82×10–3

L

Silver Bromate

AgBrO3

20°C

3.97×10–5

C, L

Silver Bromate

AgBrO3

25°C

5.77×10–5

C, L

Silver Bromide

AgBr

18°C

4.1×10–13

C, L

Silver Bromide

AgBr

25°C

7.7×10–13

C, L

Silver Carbonate

Ag2CO3

25°C

6.15×10–12

C, L

Silver Chloride

AgCl

9.7°C

0.37×10–10

L

Silver Chloride

AgCl

25°C

1.56×10–10

C, L

Silver Chloride

AgCl

50°C

13.2×10–10

C, L

Silver Chloride

AgCl

100°C

21.5×10–10

C, L

Silver Chromate

Ag2CrO4

14.8°C

1.2×10–12

C, L

Silver Chromate

Ag2CrO4

25°C

9×10–12

C, L

Silver Cyanide

Ag2(CN)2

20°C

2.2×10–12

C, L

Silver Dichromate

Ag2Cr2O7

25°C

2×10–7

L

Silver Hydroxide

AgOH

20°C

1.52×10–8

C, L

Silver Iodate

AgIO3

9.4°C

0.92×10–8

C, L

Silver Iodide

AgI

13°C

0.32×10–16

C, L

Silver Iodide

AgI

25°C

1.5×10–16

C, L

Silver Nitrite

AgNO2

25°C

5.86×10–4

L

Silver Oxalate

Ag2C2O4

25°C

1.3×10–11

L

Silver Sulfate

Ag2SO4

18°C-25°C

1.2×10–5

P

Silver Sulfide

Ag2S

18°C

1.6×10–49

C, L

Strontium Carbonate

SrCO3

25°C

1.6×10–9

C, L

Strontium Chromate

SrCrO4

18°C-25°C

3.6×10–5

P

Strontium Fluoride

SrF2

18°C

2.8×10–9

C, L

Strontium Oxalate

SrC2O4

18°C

5.61×10–8

C, L

Strontium Sulfate

SrSO4

2.9°C

2.77×10–7

C, L

Strontium Sulfate

SrSO4

17.4°C

2.81×10–7

C, L

Tin Hydroxide

Sn(OH)2

18°C-25°C

1×10–26

P

Tin Hydroxide

Sn(OH)2

25°C

5.45×10–27; 1.4×10–28

w1; w2

Tin(II) Sulfide

SnS

25°C

10–28

P