Занятие 1. Реакции и процессы, используемые в 
аналитической химии. Равновесие в растворах.

 Анализ катионов первой аналитической группы(K+, Na+, NH4+).

Аналитической химией называют науку о  методах  анализа вещества. Анализ  вещества может  проводиться с целью установления качественного или количественного его состава. В соответствии с этим различают качественный и количественный анализ.
Качественный анализ позволяет установить,  из каких химических элементов состоит анализируемое вещество,  какие ионы или молекулы входят в его состав. При исследовании состава неизвестного вещества качественный анализ всегда предшествует  количественному анализу. Качественный анализ большей частью основывается на превращении анализируемого вещества в какое-нибудь новое соединение, обладающее характерными свойствами: цветом, определенным физическим состоянием, кристаллической или аморфной структурой,  специфическим запахом и т.п. Химическое превращение, происходящее при этом, называет качественной аналитической реакцией, а вещества, вызывающие это превращение, называют качественными реактивами.
Метод анализа,  основанный на применении реакций, при помощи которых можно  в любой последовательности обнаружить искомые ионы в отдельных порциях исходного раствора называют дробным анализом. Если же открытию того или иного иона мешают другие ионы,  то прибегают к систематическому ходу анализа.
При выполнении  систематического  анализа из  анализируемой смеси выделяют группы ионов,  используя для этого групповые реактивы. 
Групповые реактивы - это соединения,  дающие общую реакцию с большой группой ионов. Разделение ионов внутри группы выполняют в определенной последовательности: группы разделяют на подгруппы, а затем в  пределах одной подгруппы выделяют индивидуальные ионы и обнаруживают их при помощи индивидуальных реакций.
На отношении к действию определенных групповых реактивов основана аналитическая классификация ионов,  которая  может  быть различной в разных методах систематического анализа.
Предлагаемая классификация построена на основе кислотно-щелочного метода и делит все катионы на 6 групп. Деление основано на отношении катионов к щелочам, кислотам и гидроксиду аммония.
Материалы и оборудование: методические указания для студентов; периодическая система Д.И. Менделеева, таблица растворимости; химическая посуда: стаканы, пипетки, спиртовки, пробирки, водяные бани, электроплитки; реактивы, необходимые для проведения лабораторной работы.
Цель: Ознакомить студентов с целями и задачами практикума по аналитической химии, с правилами работы в химической лаборатории и техникой безопасности. Подготовить студентов к изучению основ качественного анализа, к самостоятельному выполнению систематического анализа смеси катионов первой аналитической группы.
Задачи: Приобретение умений и навыков по выполнению характерных аналитических реакций на катионы первой аналитической группы, проведение систематического анализа смеси катионов первой аналитической группы. 
Аналитическая классификация катионов
Аналитическая группа	Катионы	Групповой реактив	
1	Na+,   K+, NH4+	Отсутствует	
2	Аg+,  Pb2+, Hg22+	раствор  НСl
Ag+ + Сl-  AgCl	
3	Са2+,  Sr2+,    Ba2+	раствор  H2SO4
Ba2+ + SO42-  BaSO4	
4	Al3+, Zn2+, Cr3+, Sn4+, Sn2+, As3+, As5+	NaOH изб.
Al3+ + 3OH-  Al(OH)3
Al(OH)3+OH- [Al(OH)4]	
5	Fe2+, Fe3+, Bi3+, Mg2+, Mn2+, Sb3+, Sb5+	Водный раствор  NH3 изб.
Fe2++2NH4OH  Fe(OH)2
	
6	Cu2+, Hg2+, Cd2+, Co2+, Ni2+	
[Cu(NH3)4]2+ раствор	

Общая характеристика группы.
К первой аналитической группе катионов относятся катионы натрия, калия и аммония (K+, Na+, NH4+). Большинство солей, образованных этими катионами, растворимы в воде. Растворимы также и гидроксиды этих катионов. Гидроксиды калия и натрия являются сильными основаниями, гидроксид аммония относят к слабым основаниям. Соли натрия и калия (сульфаты, нитраты и хлориды) гидролизу не подвергаются, соли же аммония и сильных кислот гидролизуются ( в результате гидролиза растворов этих солей создается кислая среда). Водные растворы солей катионов 1 группы бесцветны. Группового реактива 1 группа катионов не имеет.   
Реакции обнаружения катиона калия.
1. Натрия гексанитрокобальтат (III)- Na3Co(NO2)6 дает с растворами  солей калия желтый осадок  K2NaCo(NO2)6:
2KCl + Na3Co(NO2)6 = K2NaCo(NO2)6 + 2NaCl
2K+ + Na+ + Co(NO2)63- = K2NaCo(NO2)6

Выполнение опыта: к 1-2 каплям соли калия добавляют 2-3 капли предварительно приготовленного раствора натрия гексанитрокобальтата, раствор перемешивают. Реакцию нужно вести в слабокислой (уксусной) или нейтральной среде. Сильные кислоты разрушают реактив с выделением азотистой  кислоты. Щелочная среда также недопустима, так как при действии щелочей реактив разрушается с образованием бурого осадка кобальта гидроксида. Эта реакция очень чувствительная – предельное разбавление 1:13000.
Нужно иметь ввиду, что ион аммония с натрия гексанитрокобальтатом также дает желтый осадок и, следовательно, в присутствии иона аммония эту реакцию использовать для открытия иона калия нельзя.
2. Винная (виннокаменная) кислота H2C4H4O6  и натрия гидротартрат NaHC4H4O6       осаждают ионы калия из нейтральных растворов в виде очень мелких кристаллов калия гидротартрата:

H2C4H4O6 + KCl + CH3COONa = KHC4H6O6 +NaCl + CH3COOH
H2C4H4O6 + K+ + CH3COO- = KHC4H6O6+ CH3COOH
NaHC4H4O6 + KCl = KHC4H6O6 +NaCl
HC4H4O6- + K+ = KHC4H6O6

Калия гидротартрат – белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в воде и органических кислотах. Однако, повышение температуры значительно увеличивает его растворимость в воде и в органических кислотах. При растворении в минеральных кислотах образуется винная кислота, а в щелочах – средняя соль или, соответственно, двойная соль этой кислоты, которые в воде хорошо растворимы:
KHC4H6O6 + HCl = H2C4H4O6 + KCl
KHC4H6O6 + H+ = H2C4H4O6 + K+
KHC4H6O6 + KOH = K2C4H4O6 + H2O
KHC4H6O6 + OH- = K+ + C4H4O62- + H2O

В связи с тем, что при взаимодействии ионов калия с винной кислотой образуется свободная минеральная кислота и создается кислая среда раствора, эту реакцию следует проводить в присутствии натрия ацетата. Последний, вступая в обменное разложение с образующейся при реакции минеральной кислотой, нейтрализует ее и тем самым создает уксуснокислую среду, в которой осадок KHC4H6O6 нерастворим:
	H2C4H4O6+ KCl = KHC4H6O6 + HCl
	HCl + CH3COONa = NaCl + CH3COOH     или  суммарно:

H2C4H4O6+ KCl + CH3COONa = KHC4H6O6 + NaCl + CH3COOH

	Таким образом, при изучении химического взаимодействия катионов калия с натрия гидротартратом или винной кислотой необходимо соблюдать следующие условия: реакцию вести на холоду и в нейтральной среде; если среда, из которой необходимо обнаружить ионы калия, кислая, ее нейтрализуют натрия гидроксидом (по лакмусу), если же щелочная – нейтрализуют кислотой (лучше уксусной).

Реакции обнаружения катионов натрия.
	1. Калия гексагидроксостибиат (V) KSb(OH)6 с катионами натрия в нейтральных и слабощелочных растворах образуют белый кристаллический осадок NaSb(OH)6:   

KSb(OH)6 + NaCl = NaSb(OH)6 + KCl

	C повышением температуры растворимость NaSb(OH)6 значительно увеличивается. В разбавленных щелочах этот осадок не растворяется, а с минеральными кислотами вступает в химическое взаимодействие реагент с образованием ортосурьмяной кислоты, которая тотчас же разлагается с выделением метасурьмяной кислоты в виде аморфного осадка:
	
KSb(OH)6 + HCl = HsbO3 + KCl + 3 H2O
	
	Следовательно, в кислой среде открывать катионы натрия калия гексагидроксостибиатом нельзя, так как в этой среде образуется осадок, даже и в отсутствии ионов натрия:

Sb(OH)6- + H+ = HsbO3 + 3 H2O
	
	Образующийся при этом осадок аморфный, но по внешнему виду отличить его от кристаллического осадка довольно трудно. Таким образом, кислая среда всегда вызывает “переоткрытия” катионов натрия, так как всякий кислый раствор, если он и не содержит эти катионы, будет давать осадок.
	Катионы всех остальных аналитических групп ( за исключением серебра, никеля и кобальта) в той или иной степени с калия гексагидроксостибиатом также образуют осадок: или в виде соответствующей соли ортосурьмяной кислоты, или же в виде HsbO3 за счет гидролиза их солей и создания тем самым кислой среды раствора.

Таким образом, при открытии катионов натрия калия гексагидроксостибиатом  должны  соблюдаться следующие условия:
1.	Концентрация ионов натрия должна быть достаточно велика;
2.	Проводить эту реакцию следует на холоду;
3.	Анализируемый раствор должен быть нейтральным или слабощелочным, но ни в коем случае не кислым;
4.	В нем должны отсутствовать почти все остальные катионы (за исключением катионов аммония, серебра, никеля, кобальта);
5.	 Следует перемешать содержимое пробирки стеклянной палочкой и слегка потереть ею о стенки пробирки (для создания центров кристаллизации).

Реакции обнаружения катиона аммония.
1. Едкие щелочи - KOH, NaOH выделяют из раствора солей аммония при нагревании газообразный аммиак:
NH4Cl +  NaOH = NaCl + NH3 + H2O

Эта реакция очень специфична. Выделение аммиака узнается по запаху или посинению красной смоченной в воде лакмусовой бумаги, которую следует держать над пробиркой, не касаясь ее стенок.

2. Реактив Несслера (K2HgI4 + KOH) образует с ионами аммония характерный красно – бурый осадок:
NH4Cl + 2 K2HgI4 + KOH = Hg2ONH2I + KCl + 7KI + 3H2O

Реакцию следует проводить с некоторым избытком реактива Несслера, так как при избытке солей аммония осадок растворяется. Реакция чувствительна и специфична. Однако, нужно иметь в виду, что реактив Несслера в своем составе содержит щелочь, большинство же катионов со щелочами дают нерастворимые в воде основания и многие из них окрашены.

3.  Катион аммония с натрия гексанитрокобальтатом  дает желтый осадок (как и катион калия). Из этого следует , что открывая ион калия, нужно быть уверенным в отсутствии иона аммония. Если же ион аммония присутствует в задаче, то его нужно удалить. Для этого пользуются летучестью солей аммония при нагревании.
Выполнение опыта: 10-15 капель раствора соли аммония помещают в фарфоровую чашку или тигель, выпаривают досуха и сухой остаток прокаливают до прекращения выделения белого дыма (операцию повторяют 5-7 раз, дабавляя порции дистиллированной воды, до полного удаления аммиака). Если соль – хлорид аммония – то реакция идет по следующей схеме:
NH4Cl NH3 + HCl

Систематический ход анализа смеси катионов первой групы.

Анализируемый раствор K+, Na+, NH4+ .
Выпаривание до сухого остатка		В отдельной пробе открывают катион аммония реактивом Несслера	
                                  
Остаток растворяют в воде, из отдельной порции открывают K+, Na+.	
                                                                                              
Катион калия открывают натрия гексанитрокобальтатом 		Катион натрия открывают гексагидроксостибиатом	

 Анализ катионов второй аналитической группы (Ag+, Pb2+, Hg22+)

Материалы и оборудование: методические указания, таблица растворимости, химическая посуда: стаканы, пипетки, спиртовки, пробирки, водяные бани, электроплитки, реактивы, необходимые для проведения  лабораторной работы.
	Цель: Подготовить студентов к изучению основ качественного анализа, к самостоятельному выполнению систематического анализа смеси катионов второй аналитической группы и систематического анализа катионов смеси первой и второй аналитических групп.
 
	Общая характеристика группы.
Вторую аналитическую группу составляют ионы Ag+, Pb2+, Hg22+. Из солей этих катионов хорошо растворимыми в воде являются лишь нитраты. Оксиды и гидроксиды трудно растворимы.  Серебра гидроксид неустойчив: в момент образования большая часть молекул разлагается по схеме:
2 AgOH  Ag2O + H2O
Серебра гидроксид – сильное основание и поэтому растворимые его соли, образованные сильной кислотой, например, нитраты, гидролизу практически не подвергается.
Свинца гидроксид – слабое основание, проявляющие амфотерные свойства. Отсюда следует, что нитрат свинца гидролизу подвергается, и раствор этой соли имеет кислую реакцию.

Соляная кислота с ионами серебра, свинца и ртути образует трудно растворимые  осадки хлоридов. Так как остальные катионы, изучаемые нами, не дают нерастворимых хлоридов, соляная кислота может быть использована в качестве группового реактива не катионы второй группы.
Химический анализ катионов второй группы имеет большое значение в определении качества изделий из стекла, пищевых продуктов и т.д. поэтому при изучении индивидуальных реакций катионов и при проведении анализа смеси катионов этой группы, следует быть очень  внимательными и вдумчиво относиться к условиям проведения тех или иных реакций.

Действие группового реактива – HCl.
Разбавленная соляная кислота дает с катионами второй группы белые осадки хлоридов  свинца хлорид – осадок кристаллический, серебра хлорид, ртути – аморфный:
	AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3
	Pb(NO3)2 + 2HCl = PbCl2 + 2HNO3
Hg2(NO3)2 + 2HCl = Hg2Cl2 + 2HNO3

Для выполнения опыта берут три пробирки, в одну из них вносят 2-3 капли соли серебра, а в другую такое же количество соли свинца, в третью – соли ртути и прибавляют в каждую из пробирок 2-3 капли 2н раствора соляной кислоты.

 Необходимо внимательно изучить внешний вид осадков, а также свойства этих осадков:
1.Осадок свинца хлорида растворим в горячей воде. Чтобы проверить это свойство, добавляют к осадку 10-15 капель дистиллированной воды и нагревают до полного растворения. По охлаждении кристаллы свинца хлорида снова выпадают. 
Растворимость свинца хлорида в горячей воде пользуются для отделения катиона свинца  от катиона серебра. Нужно иметь в виду, что хлорид свинца в значительной мере растворим в холодной воде и поэтому групповой реактив не полностью осаждает ионы свинца.
2. Осадок хлорида серебра нерастворим в разбавленных кислотах, но растворим в растворе аммиака с образованием комплексной соли:
AgCl + NH4OH = Ag(NH3)2Cl + 2 H2O
	Комплексную соль серебра (аммиакат серебра) можно разрушить действием азотной кислоты или калия иодидом:
	Ag(NH3)2Cl + 2 HNO3 = AgCl + 2 NH4OH
	Ag(NH3)2Cl + KI + 2 H2O = AgCl + 2 NH4OH + KCl

	В первом случае выпадает осадок белого цвета, во втором – осадок бледно – желтого цвета. Реакцию растворения хлорида в избытке аммония гидроксида с последующим разрушением комплексного аммиаката серебра одним из указанных способов используют в качестве обнаружения иона серебра.
	Выполнение опыта: к полученному осадку серебра хлорида прибавляют 2н раствор NH4OH до растворения осадка, затем делят раствор на 2 порции. К одной части раствора прибавляют 5-6 н азотную кислоту до кислой реакции, а к другой – калия иодид. Наблюдается выпадение осадков.

3. Осадок ртути хлорида  растворяется только в концентрированной азотной кислоте и “царской водке”, окисляясь при этом в ртути нитрат или, соответственно, в ртути хлорид.
С раствором аммиака хлорид ртути взаимодействует с образованием хлорида димеркураммония, который в следствие чрезвычайной неустойчивости немедленно разлагается на трудно растворимый меркураммоний и металлическую ртуть, последняя при этом выделяется в мелко раздробленном состоянии, придавая осадку черную окраску:
	Hg2Cl2 + 2 NH4OH = NH2Hg2Cl + NH4Cl + 2H2O
	NH2Hg2Cl = NH2HgCl + Hg
	Следовательно, если обработать осадок Hg2Cl2 (белого цвета) раствором аммиака, то, вследствие указанной реакции, осадок приобретает черную окраску. Эта реакция характерна на ионы одновалентной ртути и служит для их обнаружения.

Едкие щелочи образуют с катионами второй группы осадки. Ионы серебра образуют со щелочами бурый осадок оксида серебра, нерастворимый в избытке щелочи: 
2AgNO3 + 2NaOH = Ag2O + 2NaNO3 + H2O
Ионы ртути со щелочью образуют черный осадок оксида ртути:
Hg2(NO3)2 + 2KOH = 2 HgOH + 2 KNO3
•	
                                              Hg2O   H2O
	 Ионы свинца со щелочью образуют белый осадок свинца гидроксида:
Pb(NO3)2 + 2NaOH =Pb(OH)2 + 2NaNO3

	Свинца гидроксид обладает амфотерными свойствами и растворяется в избытке щелочи с образованием гидрокомплекса свинца:
Pb(OH)2 + 2NaOH = Na2Pb(OH)4

	Выполнение опыта: в одну пробирку добавляют 1-2 капли соли серебра, в другую – 1-2 капли соли свинца, в третью – соли ртути и в каждую из пробирок добавляют 1-2 капли едкого натра. К выпавшим осадкам добавляют избыток щелочи и убеждаются в нерастворимости оксида серебра и ртути, и в растворимости свинца гидроксида в избытке щелочи.

Реакции обнаружения катионов свинца
1.	Калия иодид дает с ионами свинца осадок желтого цвета:
Pb(NO3)2 + 2KI = PbI2 + 2KNO3
Осадок растворим в горячей воде, в уксусной кислоте. После охлаждения выпадают красивые золотистые кристаллы иодида свинца.
Выполнение опыта: к 2-3 каплям соли свинца прибавляют 1-2 капли калия иодида. Наблюдают выпадение желтого осадка. Добавляют 20 капель дистиллированной воды и 8-10 капель уксусной кислоты, кипятят содержимое пробирки до растворения осадка. Дают раствору охладиться. Наблюдают образование блестящих золотистых кристаллов. Образование таких кристаллов свойственно только иодиду свинца. Поэтому эту реакцию можно использовать для обнаружения ионов свинца в присутствии других катионов.
2. Серная кислота и растворимые сульфаты образуют с ионами свинца белый кристаллический осадок свинца сульфата, растворимый при нагревании в едких щелочах с образованием натрия тетрагидроксоплюмбата (II) и в растворе аммония ацетата:
 Pb(NO3)2 + H2SO4 = PbSO4 + 2HNO3
PbSO4 + 4 NaOH = NaPb(OH)4 + Na2SO4

Реакции обнаружения катионов ртути (I).
1. Наиболее характерной, достаточно чувствительной и специфической реакцией на катионы одновалентной ртути является рассмотренное выше взаимодействие хлорида ртути с раствором аммиака (образование черного осадка, состоящего из смеси хлорида меркураммония и металлической ртути).
2. Характерной реакцией для катиона ртути является также взаимодействие их с калия иодидом, при котором образуется темно – зеленый осадок Hg2Cl2. Однако, в присутствии катионов серебра и свинца открывать ионы ртути этой реакцией нельзя, так как они с иодидом калия образуют осадки, желтый цвет которых будет маскировать окраску осадка иодида ртути.
Из катионов других групп открытию катиона ртути мешают медь и при значительных концентрациях – висмут и железо (III).
Таким образом, если в растворе отсутствуют катионы серебра, свинца, меди и в значительных концентрациях висмут и железо, то калия иодид будет специфическим реактивом на катионы одновалентной ртути, так как все остальные катионы не будут мешать открытию ртути этим реактивом.
3. Наиболее распространенной реакцией открытия ртути является восстановление катионов из ее солей металлической меди в виде металлической ртути (осадок черного цвета). Эту реакцию рекомендуют проводить капельным методом: капля раствора, содержащего ионы одновалентной 

ртути, помещается на хорошо очищенную медную пластинку; при этом через несколько минут на поверхности пластинки (под каплей) образуется темно – серое пятно металлической ртути:
Cu + Hg2(NO3)2 = 2 Hg + Cu(NO3)2

При очень малых концентрациях ртути пятно получается светло-серого цвета, так как на поверхности медной пластинки образуется амальгама меди. Если полученное при этом пятно протереть тканью или бумагой, то оно обретает вид зеркала. 
Открытию ртути этой реакцией мешают только катионы двухвалентной ртути, дающие аналогичный эффект, и в значительных концентрациях ионы серебра, которые медью также восстанавливаются, образуя под каплей серое пятно металлического серебра. В отсутствии же одновалентной ртути и больших концентраций серебра эта реакция является специфической на катионы одновалентной ртути.

Систематический ход анализа смеси катионов второй группы.

Анализируемый раствор обрабатывают HCl и центрифугируют		Центрифугат отбрасывают	
                                  
Осадок AgCl, Hg2Cl2, PbCl2  обрабатывают горячей водой, центрифугируют		В центрифугате открывают ионы свинца калия иодидом	
                       
Осадок AgCl, Hg2Cl2, обрабатывают раствором аммиака и открывают ионы ртути, растворение AgCl, центрифугируют		В центрифугате открывают ионы серебра при помощи KI или HNO3	

Систематический ход анализа смеси катионов первой и второй аналитических групп.
Анализируемый раствор
1. из отдельной порции открывают катион аммония кипячением с NaOH или реактивом Несслера 
2. приливают HCl и центрифугируют 
(центрифугат 1)		Осадок 1: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2
Обработка горячей водой и центрифугирование.	
                                                                                                                                                      
Центрифугат 1: Na+,   K+, NH4+ и в небольших количествах Pb2+		Осадок 2: AgCl, Hg2Cl2		Центрифугат2: Pb2+	
Из отдельной порции открывают Pb2+иодистым калием	Открытие Na+: к отдельной порции центрифугата приливают раствор KSb(OH)6		Обработка раствором конц. NH4OH (открытие ртути и растворение AgCl), центрифугирование 		Открывают Pb2+ калия иодидом	
                                                                                                               
Открытие катиона калия:
Отдельную порцию центрифугата выпаривают в фарфоровой чашке и сухой остаток слегка прокаливают для полного удаления аммиака. Осадок растворяют и открывают калий при помощи Na3Co(NO2)6		Центрифугат 3: Ag+
Открывают серебро при помощи KI, HNO3 или  HCl 	

Анализ катионов третьей аналитической группы (Са2+,  Sr2+,    Ba2+).

	Материалы и оборудование: методические указания для студентов; периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, таблица растворимости; химическая посуда: стаканы, пипетки, спиртовки, пробирки, водяные бани, электроплитки; реактивы, необходимые для проведения лабораторной работы.
	Цель: ознакомить студентов с характерными реакциями катионов третьей аналитической группы, с проведением систематического анализа смеси катионов третьей группы, с правилами работы в химической лаборатории и техникой безопасности.
	Задачи: приобретение студентами умений и навыков по выполнению характерных аналитических реакций на катионы третьей аналитической группы;  проведение систематического анализа смеси катионов третьей аналитической группы.
	
	Общая характеристика группы.
	К третьей аналитической группе катионов относятся катионы кальция, стронция, бария. Их гидроксиды являются сильными основаниями, и растворимые соли их, образованные сильными кислотами, гидролизу не подвергаются.  Хорошо растворимы солями этих катионов являются хлориды, нитраты, ацетаты. Карбонаты, сульфаты, хроматы, оксалаты и фосфаты – трудно растворимые. 
	Групповым реактивом на катионы третьей группы является разбавленная серная кислота.
	Действие группового реактива. Разбавленная серная кислота с катионами кальция, бария, стронция образует белые кристаллические осадки сульфатов. Эти осадки практически нерастворимы в воде, в щелочах и кислотах. Но растворимость их в воде различна. Так, Ks (BaSO4) =110-10, Ks (CaSO4) = 2,5 10-5, Ks (SrSO4) = 2,8 10-7.
	Из этого следует, что при действии серной кислоты на разбавленные растворы солей бария, кальция и стронция, бария сульфат выпадает мгновенно, стронция сульфат постепенно, сульфат же кальция практически не образуется, так как произведение концентраций ионов кальция и сульфат – ионов не достигает величины константы растворимости кальция сульфата (для понижения растворимости CaSO4 необходимо добавить ацетон или спирт ).
	Для проведения опыта берут три пробирки: в одну из них добавляют соль бария, в другую – соль кальция, в третью – соль стронция. В каждую пробирку добавляют серную кислоту:
	BaCl2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HCl
	SrCl2 + H2SO4 = SrSO4 + 2HCl
	CaCl2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HCl

	Осадок кальция сульфата выпадает только в присутствии спирта или ацетона. В отличие от BaSO4 и SrSO4 растворимость кальция сульфата в значительной степени повышается в присутствии аммония сульфата. При этом образуется очень неустойчивая комплексная соль состава (NH4)2Ca(SO4)2:
	CaSO4 + (NH4)2 SO4 = (NH4)2Ca(SO4)2
	Отсюда следует, что если осаждение смеси катионов Са2+,  Sr2+,    Ba2+ производить не серной кислотой, а избытком раствора (NH4)2 SO4, то осаждение ионов кальция не происходит.
	Так как сульфаты бария, стронция не растворяются ни в кислотах, ни в щелочах, а между тем обнаружение этих катионов нужно проводить из раствора, необходимо уметь переводить сульфаты бария, стронция в такие состояния, которые могут быть в дальнейшем растворимы в кислоте. Этого можно достигнуть, переводя сульфаты в карбонаты.
	Перевод сульфатов в карбонаты проводят следующим образом:
	К осадку, например, бария сульфата прибавляют насыщенный раствор натрия карбоната и кипятят, затем центрифугируют  и центрифугат отбрасывают. Такую обработку проводят 5-8 раз. После этого осадок растворяют в уксусной кислоте. Если осадок растворяется почти полностью, это говорит о том, что бария сульфат переведен в карбонат.

Реакции обнаружения катионов бария.
1. Калия дихромат K2Cr2O7 образует с ионами бария и стронция осадки- хроматы бария BaCrO4, стронция  SrCrO4 желтого цвета. Причиной того, что выпадает не бихромат, а хромат бария, например, является следующее: в растворе K2Cr2O7 наряду с ионами Cr2O72- образуются и ионы CrO42-:
		Cr2O72- + H2O 2H CrO4-  2H+ + CrO42-

Концентрация ионов CrO42- достаточна для того, чтобы Ks(BaCrO4) оказывалось превышенным  раньше, чем достигается Ks (BaCr2O7). Уравнение данной реакции приведено в общем виде:
2 BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O = 2 BaCrO4 + 2KCl +2HCl
Желтый осадок хромата бария растворим в минеральных кислотах, но не растворим  в уксусной кислоте.
Выполнение опыта: к 2-3 каплям раствора соли бария добавляют 3-5 капли натрия ацетата  и 1-2 капли калия дихромата. Так как осадок BaCrO4 растворим в сильных кислотах , то для полного осаждения нужно заменить сильную соляную кислоту уксусной. Для этого добавляют в раствор 3-5 капель ацетата натрия:
HCl + CH3COONa= CH3COOH + NaCl
Уравнение реакции осаждение калия дихроматом в этом случае будет следующим:
2 BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O + 2 CH3COONa = 2 BaCrO4 + 2KCl + CH3COOH + 2NaCl
	
Второй катион  третьей группы – ион кальция осадка с дихроматом не дает (в чем необходимо убедиться на опыте и поэтому реакция с калия дихроматом является не только реакцией обнаружения иона бария, но применяется для отделения ионов бария от ионов кальция).

	Реакции обнаружения катиона кальция.
	1. Аммония оксалат – (NH4)2C2O4 с ионами кальция образует белый кристаллический  осадок кальция оксалата:
CaCl2 + (NH4)2C2O4 = CaC2O4 + 2NH4Cl
	
	Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в минеральных кислотах.
	Ионы бария, стронция дают с аммония оксалатом тоже белый кристаллический осадок, растворимый не только в минеральных кислотах, но и в уксусной кислоте. Из этого следует, что обнаружить ион кальция с помощью оксалат – иона модно лишь в отсутствии ионов бария.
	Выполнение опыта: к 2-3 каплям солей кальция, бария, стронция добавляют по 1-2 капли аммония оксалата. Убеждаются в нерастворимости оксалата бария и стронция в ней. Проверяют растворимость оксалатов кальция, бария и стронция  в минеральных кислотах.

	2. Калия гексацианоферрат (II) – K4Fe(CN)6 в присутствии катионов аммония образует при нагревании белый кристаллический осадок двойной соли кальцияаммония гексацианоферрата (II):
CaCl2 + K4Fe(CN)6 +2NH4Cl =Ca(NH4)2Fe(CN)6 + 4 KCl

	Выполнение опыта: к раствору, содержащему катионы кальция, приливают небольшое количество растворов K4Fe(CN)6 и NH4Cl, затем нагревают до кипения.
	Однако указанная реакция недостаточно чувствительна; кроме того, катионы бария при высокой их концентрации с калия гексацианоферратом также образуют аналогичный осадок. Все катионы остальных аналитических групп ( за исключением первой) также образуют осадки с эти реактивом. Поэтому указанная реакция для обнаружения кальция широкого применения в химическом анализе не имеет.

	Реакции обнаружения катиона стронция.
	1. Карбонат аммония (NH4)2CO3 при взаимодействии с растворами солей стронция осаждает карбонат стронция, осадок белого цвета, растворимый в уксусной кислоте и минеральных кислотах с выделением диоксида углерода:
	Sr2+ + (NH4)2CO3 = SrCO3 + 2 NH4
	SrCO3 + 2H+ = Sr2+ + CO2 + H2O

	Выполнение опыта: 2 капли раствора соли стронция помещают в пробирку и прибавляют 2 капли раствора (NH4)2CO3. Испытывают растворимость образовавшегося осадка в соляной и уксусной кислотах.
	2 Насыщенный раствор гипса CaSO42H2O (гипсовая вода) образует с ионами стронция белый осадок сульфата стронция:
Sr2+ + SO42- = SrSO4
	
	Однако при действии гипсовой воды ион стронция дает не обильный осадок, а только небольшую муть, появляющуюся не сразу из-за образования перенасыщенного раствора. появление осадка ускоряет нагреванием.
	 Реакция служит для обнаружения стронция только в отсутствии катиона бария, который с гипсовой водой дает муть сульфата бария, появляющуюся сразу, т.к. растворимость BaSO4 меньше растворимости SrSO4.
	Гипсовая вода не образует осадков с растворами солей кальция ни на холоду, ни при нагревании. Этим ион кальция отличается от ионов бария и стронция.
	Выполнение опыта: в первую пробирку 2 капли раствора соли стронция, во вторую – 2 капли раствора соли бария. Прибавляют в каждую пробирку по 2 капли раствора гипсовой воды. Содержимое первой пробирки подогревают на водяной бане.

	Систематический ход анализа катионов третьей аналитической группы.

Анализируемый раствор: Са2+,  Sr2+,    Ba2+.
Приливают CH3COONa, K2Cr2O7 и центрифугируют 		Осадок: BaCrO4	
                                                 
Центрифугат: Са2+,  Sr2+	
Приливают Na2CO3, осадок растворяют в уксусной кислоте	Из отдельной порции открывают стронций гипсовой водой	
                        
К раствору ацетатов стронция и бария приливают (NH4)2 SO4, центрифугируют		Осадок стронция сульфата отбрасывают	
                      
В центрифугате открывают катионы кальция раствором (NH4)2C2O4	

Систематический ход анализа смеси катионов 1-3 аналитических групп.

Анализируемый раствор 		Осадок PbCl2, AgCl, Hg2Cl2  анализируют по схеме 2.	
Из отдельной порции открывают NH4+ кипячением с NaOH или с реактивом Несслера	Приливают HCl и центрифугируют 			
                                                                                                                   
Центрифугат 1 NH4+, Na+, K+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+		Осадок: BaSO4, SrSO4,PbSO4 переводят в карбонаты многоразовым кипячением с Na2CO3	
 Из отдельной порции открывают свинец иодидом калия	Приливают (NH4)2SO4 и центрифугируют 			
                                                                                                                        
Центрифугат 2: NH4+, Na+, K+ (по схеме 1 ) и в небольшом кроличестве Ca2+		Осадок: BaCO3, SrCO3, PbCO3 растворяют в уксусной кислоте.	
                                                                                                                          
Из отдельной порции центрифугата 2 открывают катион кальция аммония оксалатом; центрифугируют.		Для осаждения свинца добавляют иодид калия, осадок отбрасывают 	
                                                                                                                                   
Центрифугат 4: Ba2+,Sr2+,	
Осадок Ba2+ осаждают калия дихроматом в присутствии натрия ацетата; центрифугируют	В центрифугате открывают стронций гипсовой водой.	

Анализ катионов четвертой аналитический группы
 (Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+, Sn4+, As3+, As5+).

Общая характеристика группы.
К четвертой аналитической группе катионов относятся катионы Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+, Sn4+, As3+, As5+. Для катионов этой группы характерным является то, что в щелочной среде они переходят в форму соответствующего  кислотного остатка, например: Al3+ +4 OH- = Al(OH)4- и т.п.
	Кислотные и основные свойства этих остатков у элементов, составляющих группу амфотерных гидроксидов, изменяются в следующем порядке:

увеличение кислотных свойств
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Cr(OH)63-      Al(OH)4-   Zn(OH)4-    Sn(OH)42-   AsO43-
-----------------------------------------------------------------------------------------------------
увеличение основных свойств

	Таким образом, при действии любых щелочей на растворы солей металлов, составляющих катионы этой группы, образующиеся осадки в избытке едкой щелочи растворяются. Подобным свойством обладают только указанные катионы (а также катионы свинца и, в значительной степени, сурьмы). Поэтому избыток едкой щелочи, дающий возможность отделить катионы алюминия, хрома, цинка, олова и мышьяка от катионов  остальных аналитических групп (кроме первой и, частично, третьей), является типичным групповым реактивом  на эти катионы.
	Второй характерной особенностью катионов этой группы является то, что почти все их соли в той или иной степени подвергаются гидролизу. Наиболее полному гидролизу подвергаются соли мышьяка о олова. Поэтому олово и мышьяк в форме катионов могут находиться только в кислых растворах (главным образом, солянокислых). В нейтральных же растворах олово переходит в осадок соответствующих гидроксидов, а мышьяк – в форму кислотного остатка AsO33- или, соответственно, AsO43-:
Sn2++H2O  Sn(OH)2 + 2H+
As5+ + 4H2O  AsO43- + 8H+
	Все соли хрома, алюминия и цинка также, в известной степени подвергаются гидролизу: водные растворы их хлоридов в той или иной мере являются кислыми, а их карбонаты под действием воды образуют соответствующие гидроксиды или (в случае цинка) переходят в основные соли:
Al2(CO3)3 + 3H2O = 2Al(OH)3 + 3CO2
2ZnCO3 + 2H2O = ZnOH2CO3 + H2CO3
	На каждый из катионов четвертой группы имеются или специфические реакции, или довольно характерные реакции из общеаналитических. Из всех этих катионов практически наиболее трудными для обнаружения представляются катионы алюминия.

Общеаналитические реакции катионов четвертой группы.
1. Едкие щелочи со всеми катионами четвертой группы (за исключением мышьяка) образуют аморфные осадки гидроксидов, которые в избытке щелочи легко растворяются с образованием соответствующих комплексных солей:
Al2(SO4)3 + 6 KOH =  2Al(OH)3 + 3 K2SO4
CrCl3 + 3 NaOH =  Cr(OH)3 + 3 NaCl
И далее в избытке едкой щелочи:
 2Al(OH)3 + KOH = KAl(OH)4;
 Cr(OH)3 + 3 NaOH = Na3Cr(OH)6;
Sn(OH)2 + 2 KOH = K2Sn(OH)4.
	Гидроксиды алюминия, цинка и олова белого цвета, а гидроксид хрома имеет серо – зеленую окраску.
	Под действием кислот происходит разрушение щелочных растворов указанных гидроксидов. При этом образующийся вначале осадок соответствующего гидроксида в избытке кислоты растворяется:
K2Zn(OH)4 + 2 HCl= Zn(OH)2 + 2KCl + 2 H2O
Zn(OH)2 + 2 HCl= ZnCl2 + 2 H2O  и т.д.
	Под действием раствора аммиака катионы алюминия, хрома, цинка и олова также образуют осадки соответствующих гидроксидов, из которых цинка гидроксид, в отличие от остальных гидроксидов этой группы в избытке аммиака легко растворяется с образованием комплексной соли аммиака цинка:
Zn(OH)2 + 4 NH4OH= Zn(NH3)4(OH)2 + 4H2O
	Как уже было отмечено выше, из этой группы гидроксидных соединений хромиты обладают наиболее слабым, а арсениты и арсенаты – наиболее сильными кислотными свойствами. Следовательно, хромиты являются довольно неустойчивыми: при кипячении они легко подвергаются гидролизу с образованием хрома(III) гидроксида даже в щелочной среде:
                                                                       при нагревании
 K3Cr(OH)6     ═══════ Cr(OH)3 + 3KOH
на холоду
Кислотные свойства Al(OH)4- несколько сильнее, чем Сr(OH)63-. Поэтому алюминаты устойчивее хромитов и при нагревании полностью гидролизуются только в присутствии аммонийных солей:
Al(OH)4- + NH4+=  2Al(OH)3 + NH4OH (при нагревании).
Цинкаты и, в особенности, станниты, станнаты, арсенаты и арсениты более устойчивы, чем хромиты и алюминаты и из щелочных растворов осадков не образуют ни при каких условиях; цинкаты, станниты и станнаты гидролизуются, образуя осадки гидроксидов лишь из нейтральных растворов, а арсенаты и арсениты осадка не дают, даже при нейтрализации раствора.
Отличной особенностью хрома (III) гидроксида является его способность соосождать и соосождаться вместе с гидроксидами других металлов и, в связи с этим, в присутствии некоторых катионов (главным образом, цинка, кобальта, никеля) почти полная нерастворимость его в избытке едких щелочей. Например, хрома гидроксид Cr(OH)3 и цинка гидроксид Zn(OH)2 порознь очень легко растворяются в разбавленной едкой щелочи; если же катионы хрома и цинка присутствуют совместно, то полученный при действии на них едкой щелочи осадок гидроксидов нерастворим даже в большом избытке осадителя. Ни катионы хрома, ни катионы цинка не образуют осадка при действии на них натрия ацетата. Однако, если катионы хрома и цинка присутствуют в растворе совместно, то при взаимодействии их с натрия ацетатом из раствора немедленно выпадает осадок, почти нерастворимый в едких щелочах; аналогичное явление наблюдается при сочетании Cr3+\Ni2+, Cr3+\Co2+. 
Осадки гидроксидов и основных ацетатных солей железа и алюминия настолько соосождают гидроксид хрома (III), что последний в их присутствии также очень трудно переходит в раствор при действии избытка разбавленной едкой щелочи.
Подобное явление объясняется тем, что во всех указанных случаях хром осаждается не в форме хрома (III) гидроксида, а в виде соответствующих ему солей (кобальта хромиты Co(CrO2)2, хрома цинкаты Cr2(ZnO2)3 и т.п.), которые в избытке щелочей растворяются довольно трудно:
1)	Cr2(SO4)3 + 3 ZnSO4 + 12KOH= Cr(ZnO2)3 + 6 K2SO4 + 6H2O
2)	2CrCl3 + CoCl2 + 8 KOH= Co(CrO2)2 + 8KCl + 4 H2O
3)	2Al(OH)3 + 2 Cr(OH)3 =  Al2O3  Cr2O3 + 6 H2O
4)	CH3COONa + H2O = CH3COOH + NaOH 
                                                                     +
                                                           ZnCl2 + CrCl3
                                                                      
                                                  Cr2(ZnO2)3 + NaCl + H2O

Отмеченные выше (характерные) свойства некоторых амфотерных гидроксидов и их щелочных растворов нередко используются в химическом анализе для выделения и обнаружения из растворов катионов, соответствующих этим гидроксидам.
Так, например, если при действии на раствор, содержащий смесь катионов четвертой группы, разбавленной едкой щелочью, окажется, что полученный вначале осадок в избытке щелочи не растворяется, это является признаком того, что в растворе присутствуют и катионы хрома, и катионы цинка; если же осадок в избытке разбавленной щелочи растворяется – один из этих катионов в растворе отсутствует.
Если на смесь катионов четвертой группы действовать избытком аммиака, то катионы хрома, алюминия и олова при этом перейдут в осадок, а мышьяк и значительная часть цинка останутся в растворе в виде AsO43- или AsO33- и, соответственно, Zn(NH3)4.
Если при действии на раствор, содержащий катионы четвертой группы, избытком едкой щелочи образовавшийся в начале осадок полностью переходит в раствор, а при добавлении  к этому раствору небольшого количества солей хрома осадок в избытке щелочи не растворяется – это является одним из признаков наличия в растворе катионов цинка; если же к исследуемому раствору добавить небольшое количество какой – либо соли цинка, то в этом случае нерастворимость осадка в избытке едкой щелочи будет указывать на наличие в ней хрома.
Если из раствора требуется удалить катионы цинка, то для этого следует добавить, примерно, эквивалентное количество какой – либо соли хрома и подействовать  на этот раствор избытком разбавленной едкой щелочи: при этом весь цинк практически будет соосажден с гидроксидом хрома и т.д.
2. Натрия и калия карбонаты осаждают катионы алюминия, хрома и олова в виде соответствующих гидроксидов, а катионы цинка – в виде основных солей переменного состава; мышьяк при этом осадка не образует:
2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O= 2Al(OH)3 + 6NaCl +3CO2
Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3+ 3H2O = 2 Cr(OH)3 +3Na2SO4 + 3CO2
2ZnCl2 +2Na2CO3 + H2O = Zn2(OH)2CO3 + 4 NaCl + CO2
3 ZnCl2 +3Na2CO3 + H2O = Zn3(OH)2(CO3)2 + 6 NaCl + CO2
SnCl2 +Na2CO3 + H2O = Sn(OH)2 + 2 NaCl + CO2 и т.д.
Все эти осадки растворимы в избытке едкой щелочи, а основные ацетатные соли цинка, кроме того, и в растворе аммиака (особенно легко – в присутствии NH4Cl).
3. Натрия гидрофосфат Na2HPO4 осаждает катионы алюминия, хрома и цинка в виде соответствующих фосфорнокислых солей, а олова – в виде олова (II) гидроксида; мышьяк при этом осадка не образует:
CrCl3 + 2 Na2HPO4 =  CrPO4 + 3 NaCl +NaH2PO4
3 SnCl2 + 4 Na2HPO4 = Sn3(PO4)2 + 6 NaCl + 2 NaH2PO4
и далее полный гидролиз:
Sn3(PO4)2 + 6 H2O = 3 Sn(OH)2 + 2 H3PO4 и т.д.
Образующиеся осадки легко растворяются в минеральных кислотах и едких щелочах, а фосфорнокислые алюминий и хром, кроме того, переходят в раствор и под действием уксусной кислоты.
4. Калия гексацианоферрат (II) и калия гексацианоферрат (III) образуют осадки только с цинком в виде соответствующих цианидных солей и с оловом – в виде его гидроксида:
3ZnCl2 + 2 K4Fe(CN)6 =  Zn3 K2Fe(CN)62 + 6 KCl
3ZnCl2 + 2 K3Fe(CN)6 =  Zn3Fe(CN)62 + 6 KCl
2SnCl2 + K4Fe(CN)6  + 4 H2O  =  Sn(OH)2 + H4Fe(CN)6 + 4 KCl.

Осадки калия – цинка гексацианоферрата (II) и цинка гексацианоферрата (III) в воде и в разбавленных кислотах практически нерастворимы, всле6дствии чего реакции катионов цинка с растворами калия гексацианоферрата (II) и калия гексацианоферрата (III) дают возможность открывать ничтожно малые концентрации катионов.
Реакции обнаружения катионов алюминия (Al3+).
1.Кристаллический аммония хлорид NH4Cl или насыщенный раствор этой соли, взятый в избытке, осаждает Al(OH)3 из щелочного раствора, содержащего гидроксокомплекс:
AlCl3 + 4 NaOH = NaAl(OH)4 + 3 NaCl
NaAl(OH)4 + NH4Cl =  Al(OH)3 + NaCl + NH3 + H2O
При этом  Al(OH)3 в присутствии NH4Cl не растворяется, т.к. Кs( Al(OH)3) – величина сравнительно небольшая.
Выполнение опыта: В пробирку поместить 5 капель раствора соли алюминия и прибавить 1 каплю раствора NaOH. Прибавить в пробирку щелочь до полного растворения осадка. Затем к раствору образовавшегося гидроксокомплекса прибавить насыщенный раствор NH4Cl. Раствор нагреть или прокипятить до полного удаления аммиака.

2. Ализарин в аммиачной среде образует с катионом алюминия нерастворимое в воде и уксусной кислоте соединение “алюминиевый лак”, обладающее характерной оранжево – красной, а при значительных концентрациях алюминия  - ярко – малиновой окраской.  Предельная минимальная концентрация алюминия 10 мг\л. Реакция алюминия  с ализарином хотя и очень характерна, но не специфична, т.к. катионы хрома, цинка, олова, железа, бария, меди и др. также образуют с ализарином нерастворимые окрашенные лаки. Однако маскирующее действие других катионов модно устранить, выполняя реакцию капельным способом.
Выполнение опыта: на полоску фильтровальной бумаги нанесите 1-2 капли раствора хлорида алюминия AlCl3, затем подержите 1-2 минуты над склянкой с концентрированным раствором аммиака. Катион алюминия осаждается в виде Al(OH)3. На полученное влажное пятно поместите каплю спиртового раствора ализарина, при этом ализарин окрашивается в красновато – фиолетовый цвет, так как образуется ализаринат аммония. Для разрушения маскирующей окраски осторожно подсушите бумажку над пламене спиртовки, окраска становится бледно – желтой, а пятно ализаринового лака приобретает розово – красный цвет.

Реакции обнаружения катионов хрома (Cr3+).
Окисление катионов хрома до хромат- и бихромат – ионов (CrO42- и Сr2O72-) и далее, до пероксида хрома CrO5 (или, что тоже, до соответствующих ей надхромовых кислот:H2CrO6, H2Cr2O12, H6CrO10 и т.п.) является наиболее характерной и в тоже время специфической реакцией на катионы хрома, дающей возмржность открывать их в присутствии всех других катионов. 
Первые из этих ионов (CrO42-) обладают желтой окраской, вторые (Сr2O72-) – оранжевой, а пероксид хрома и соответствующие ей надхромовые кислоты имеют интенсивно – синюю окраску.
Окисление хрома можно вести как в кислой, так и в щелочной среде. Следовательно, в качестве окислителя для катионов хрома в щелочной среде могут служить хлорная и бромная вода, аммония персульфат, калия перманганат, водорода пероксид и другие вещества, окислительный потенциал которых в этой среде больше 0,12 в. Наиболее же употребительных в лабораторной практике веществ, обладающих окислительным потенциалом выше +1,36, в (в кислой среде), немного – это калия перманганат и аммония персульфат.
Процесс образования пероксида хрома или соответствующих ей надхромовых кислот протекает только через бихромат – ионы и с участием активного кислорода:
Cr2O42- + 3O2- = 2 CrO5
Или                                                                   Cr2O72- + 5 O2- = 2 CrO62-
	Следовательно, этот процесс протекает только в кислой среде, так как лишь кислая среда обеспечивает сдвиг равновесия в сторону образования бихромат – ионов:
                       2 Cr2O42- + 4H+  H2CrO4  Cr2O72- + H2O + 2 H+
или                                              K2CrO4 + 2H2SO4 = 2 K2SO4 + 2 H2CrO4 
                                                 ↑↓
                                                                 H2Cr2O7 + H2O

	В качестве общеупотребительного окислителя при этом применяется водорода пероксид, который при восстановлении обеспечивает выделение активного кислорода и создает соответствующие условия для процесса образования надхромовых кислот.
	Выполнение опыта: к 1-2 мл анализируемого раствора приливают избыток едкой щелочи, 3-5 капель водорода пероксида. Раствор нагревают до кипения. При наличии в растворе катионов хрома раствор приобретает желтый цвет:
СrС13 + 6 КОН = К3[Сr(ОН)6] + 3 КC1
Cr3+ + 6 OH-  [Сr(ОН)6]3-
2 К3[Сr(ОН)6] + 3 H2O2 = 2 К2СrO4 + 8 H2O + 2 КОН
Сr(ОН)63- + 2 ОН- - 3e  СrO42- + 4H2O    2
H2O2 + 2e  2 ОН-                                       3
2Сr(ОН)63 - + 4 OH- +3 H2O2  2 CrO42- +8 H2O + 6 OH-
2 Сr(ОН)63  + 3 H2O2  2 CrO42- +8 H2O + 2OH-
После этого к охлажденному раствору добавляют 2-3 капли водорода пероксида, около 0,5 мл серного эфира и раствор энергично встряхивают. Приливают 4-6 капель 2н. серной кислоты  до перехода желтого цвета раствора в синий.
      K2CrO4 + 2 H2SO4  2 K2SO4 + 2 H2CrO4
                                                                  ↑
                                                        H2Cr2O7 + H2O
      2Cr2O42- + 4 H+ ↔ H2CrO4 ↔ Cr2O72- + H2O + 2 H+

 	 После  отстаивания на поверхность раствора всплывает эфирный слой (кольцо),  окрашенный растворившимся в нем хрома пероксидом (или, соответственно, надхромовыми кислотами) в интенсивно-синий цвет:
      k2cr2O7 + H2O2 = H2SO4    H2CrO6 + H2O + K2SO4
      Cr2O72- + 5 H2O – 8 e  2 H2CrO6 + 6 H+     1
         H2O2 + 2 H+ + 2 e  2 H2O                           4      
      Cr2O72 + 5 H2O + 4 H2O2 + 8 H+  2 H2CrO6 + 6 H+ + 8 H2O
      Cr2O72 + 5 H2O + 4 H2O2 + 2 H+  2 H2CrO6 + 8 H2O
      
Реакции обнаружения катионов цинка (Zn2+).
Из общеаналитических реакций наиболее характерными являются взаимодействия катионов цинка:
1.	Калия гексацианоферратом (II)
2.	Калия гексацианоферратом (III)
3.	С сероводородом (в присутствии натрия ацетата).
Характерными эти реакция являются потому, что, во – первых, образующиеся при этом осадки не растворимы в уксусной кислоте и, во-вторых они дают возможность открывать следы катионов цинка, так как растворимость указанных осадков предельно мала. Открытию цинка этими реакциями мешают катионы олова, так как соли олова в ацетатной среде и тем более в присутствии калия гексацианоферратом (II) и калия гексацианоферратом (III) легко подвергаются гидролизу.
Кроме указанных реакций на катионы цинка имеются, хотя и менее чувствительными, но специфические реакции:
 Аммония тетрароданомеркуриат (II) (NH4)2[Hg(SNC)4] в присутствии ионов меди с катионами цинка в кислой среде образует оливково-зеленого  чернеющего на воздухе (черно-фиолетового) цвета осадок тетрароданомеркуриатов меди и цинка:
2(NH4)2[Hg(SNC)4] + ZnSO4 + CuSO4 =  Cu[Hg(SNC)4] · Zn[Hg(SNC)4] + 2 (NH4)2SO4
В присутствии же ионов кобальта этот  реактив с  катионами цинка образует  небесно-голубой осадок тетрароданомеркуриатов кобальта и цинка:
2 (NH4)2[Hg(SNC)4]  + ZnCl2 + CoCl2 =  Co[Hg(SNC)4] ·  Zn[Hg(SNC)4]  + 4 NH4Cl

Выполнение опыта: на предметное стекло нанести 2 капли раствора, содержащего катион Zn2+ , добавить 1 каплю разбавленного раствора соли Со2+ и 1 каплю тетрароданомеркуриата аммония  (NH4)2[Hg(SNC)4]. Выпадает небесно-голубой осадок соли.
Аналогично провести реакцию по определению катиона  Zn2+ в присутствии  соли Cu2+.  На предметное стекло нанести 2 капли раствора, содержащего катион Zn2+ . Добавить 1 каплю разбавленного раствора соли Cu2+ и 1 каплю тетрароданомеркуриата аммония (NH4)2[Hg(SNC)4]. Выпадает осадок оливково-зеленого чернеющего на воздухе или черно-фиолетового цвета. Цвет осадка в данной реакции зависит от концентрации раствора соли меди. 

Реакции обнаружения катионов олова (Sn2+).
Из общеаналитических реакций практически ни одна не используется при открытии катионов олова из его раствора. Открытие их  производится специфическими реакциями, используя главным образом, восстановительные свойства двухвалентного олова, а также высокую гидролизуемость солей четырехвалентного  олова. При этом открытии катионов олова, основанном на их восстановительных свойствах, олово в растворе должно быть двухвалентным. Поэтому прежде, чем проводить ту или иную окислительно – восстановительную реакцию с этими катионами раствор предварительно обрабатывают при нагревании в солянокислой среде железными опилками, которые восстанавливают четырехвалентное олово до двухвалентного:
SnCl4 + Fe = SnCl2 + FeCl2
Наоборот, если требуется окислить двухвалентное  олово в четырехвалентное, то достаточно для этого к раствору прилить несколько капель водорода пероксида или хлорной воды и подогреть. При этом Sn2+ немедленно окисляется в Sn4+.  Восстановление двухвалентным оловом рекомендуется всегда проводить в щелочной среде, т.е. переведя его предварительно в Sn(ОН)42- - ионы.
1. Восстановление двухвалентным оловом солей висмута и ртути. 
Если к щелочному раствору содей двухвалентного олова прилить небольшое  количество какой-либо соли висмута  (ВiС13, Вi(NО3)3),  то из  раствора немедленно выпадет осадок бархатисто-черный - металлического висмута:
Sn Cl2 + 4 КОН = K2[Sn(OH)4] + 2 KC1
2Вi(NО3)3 + 3K2[Sn(OH)4] + 6КОН = 2Bi + 3 K2[Sn(OH)6] + 6KNO3
Выполнение опыта:  К  раствору, содержащему катионы  Sn2+ прилить избыток щелочи,  добавить  несколько капель Вi(NО3)3. В результате выпадет осадок металлического висмута  бархатисто-черного цвета.

Систематический ход анализа смеси катионов 4 аналитической группы

Анализируемый раствор:
Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+ 
Приливают Na2CO3 и H2O2, нагревают и центрифугируют.	           	Осадок 1: Al(OH)3, Sn(OH)2, (ZnOH)2CO3 растворяют в HCl  и обрабатывают избытком NH4OH + NH4Cl; центрифугируют.	

Центрифугат 1: CrO42-		Центрифугат 2:
Zn(NH3)42+		Осадок 2: Al(OH)3, Zn(OH)2 растворяют в HNO3	
Открывают хром окислением CrO42- до CrO5		Открывают цинк K4Fe(CN)6 в уксусной среде.		Al3+ открывают ализарином 	Восстанавливают Sn4+ и Sn2+ и открывают солями висмута.	

Дробное открытие катионов 4 аналитической группы.
Каждый из катионов этой группы может быть открыт сравнительно легко из отдельной порции анализируемого раствора. Анализ раствора рекомендуется начинать с открытия катиона олова, т.к. при стоянии оно “стареет” и обнаруживается довольно сложно.
Открытие катиона олова.
Олово открывается из отдельной пробы раствора, без выделения из него других катионов:
1.	восстановлением солей висмута;
2.	реакцией гидролиза.
Открытие катионов хрома.
Открытие катиона хрома производится из отдельной порции  анализируемого раствора.
Открытие катионов цинка.
Катионы цинка легко обнаруживаются из анализируемого раствора в присутствии всех катионов 4 группы тетрароданомеркуриатом аммония и сероводородом. Кроме того, катионы цинка легко обнаруживаются гексацианоферратом калия следующим образом:
К отдельной пробе анализируемого раствора приливают равный объем NH4OH, кладут туда же несколько кристаллов твердого хлорида аммония и 2-3 минуты нагревают. Полученный при этом осадок отфильтровывают, к фильтрату приливают раствор гексацианоферрата калия и затем уксусную кислоту до слабокислой реакции. При наличии в фильтрате даже следов цинка из него выпадет осадок гексацианоферрата II или III  цинка.
Открытие катионов алюминия.
Катионы алюминия открываются из раствора ализарином капельным методом.

Анализ катионов пятой аналитической группы
(Fe2+, Fe3+, Mn2+, Bi3+, Mg2+, Sb3+,Sb5+).

К пятой аналитической группе  катионов относятся катионы Fe2+, Fe3+, Mn2+, Bi3+, Mg2+, Sb3+,Sb5+.
Катионы данной аналитической группы образуют со щелочами гидроксиды, которые в воде, а также в сильных и слабых щелочах практически нерастворимы. 
Этим свойством нерастворимости гидроксидов  в едких щелочах и растворе аммиака обладают только катионы указанной пятой группы. Нитраты, хлориды и сульфаты железа, марганца и магния в воде хорошо растворимы. Следовательно, их гидроксиды довольно легко переходят в раствор под действием азотной, соляной и серной кислот.
Общеаналитические реакции катионов пятой группы.
1.Реакции гидролиза.
Все соли сурьмы очень легко подвергаются гидролизу с образованием соответствующих основных солей:
SbCl3 + H2O  SbOCl + 2HCl
SbCl5 + 2 H2O  SbO2Cl + 4HCl
Особенно  легко соли сурьмы подвергаются гидролизу из азотнокислых растворов, что дает возможность отделить их от остальных катионов пятой группы.
Соли висмута  тоже сравнительно легко подвергаются гидролизу
BiCl3 + 2 H2O  Bi(OH)2Cl + 2HCl
Bi(OH)2Cl BiOCl + H2O
Хотя и в меньшей степени, но аналогично гидролизуется и нитрат висмута с образованием нитрата висмутила  BiONO3. 
В целях предотвращения гидролиза к водным растворам солей сурьмы и висмута всегда добавляется соответствующая кислота, вследствие чего эти растворы имеют кислую реакцию. Отсюда следует, что если данный для анализа раствор  не имеет осадка  и в тоже время имеет

 нейтральную реакцию, - это является одним из первых признаков  того, что  катионы сурьмы  и висмута в растворе отсутствуют. 
В очень незначительной степени, едва заметной простым глазом, гидролизуются также и соли  трехвалентного железа. При нагревании растворов гидролиз этих солей усиливается.
2. Едкие щелочи и раствор аммиака  осаждают из растворов солей железа, марганца, магния, висмута и сурьмы соответствующие им гидроксиды:
FeCl2 + 2KOH  Fe(OH)2 +2KCl
Fe2+ + 2 OH-  Fe(OH)2
FeCl2 + 2 NH4OH  Fe(OH)2 +2NH4Cl
Fe2+ + 2 NH4OH  Fe(OH)2 + 2 NH4+
Гидроокись железа (II) зеленоватого цвета, на воздухе очень быстро окисляется до железа (III) гидроксида, вследствии чего его окраска постепенно переходит в бурую:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  Fe(OH)3
FeCl3 + 3KOH  Fe(OH)3  + 3 KCl
Fe3+ + 3OH-  Fe(OH)3
Гидроокись железа (II) сравнительно легко растворяется в хлориде и нитрате аммония. Отсюда следует, что двухвалентное железо из растворов его солей гидроксидом аммония осаждается не полностью:
FeCl2 + 2NH4OH  Fe(OH)2 + 2NH4Cl
Железа гидроксид (III) темно – бурого цвета, на воздухе и при нагревании в водной среде устойчив.
MnCl2 + 2KOH  Mn(OH)2 + 2KCl
Mn2+ + 2OH-  Mn(OH)2
	Марганца гидроксид (II) белого цвета, на воздухе окисляется до марганца гидроксида (III) Mn(OH)3
4Mn(OH)2 + O2 + 2H2O 4 Mn(OH)3
Гидроксид  двухвалентного марганца растворим в аммонийных солях, вследствие чего прм взаимодействии катиона марганца с раствором аммиака осаждение гидроксида марганца будет неполное: 
MnCl2 + 2 NH4OH Mn(OH)2 + 2NH4Cl
Mn2+ + 2 NH4OH Mn(OH)2 + 2NH4+
При действии на марганца (II) гидроксид водорода пероксидом и другими окислителями образуется марганца (IV) гидроксид темно-бурого цвета:
Mn(OH)2 + H2O2  MnO(OH)2 + H2O
	Висмута гидроксид белого цвета, на воздухе и при нагревании в водной среде не изменяется:
BiCl3 + 3KOH  Bi(OH)3 + 3KCl
Bi3+ + 3OH-  Bi(OH)3
BiCl3 + 3 NH4OH  Bi(OH)3 + 3NH4Cl
Bi3+ +3 NH4OH  Bi(OH)3 + 3NH4+
При действии восстановителей Sn2+, Fe2+,SO32- и др.чернеет, выделяя металлический висмут:
2 Bi(OH)3 + 3SnCl2 + 6KOH = 2 Bi + 3H2SnO3 + 6KCl + 3H2O
при нагревании гидроксид висмута переходит в нерастворимый гидроксид висмутила (желтого цвета):       
Bi(OH)3 = BiOOH + H2O
                                                                   (метагидроксид висмута)
	Магния гидроксид белого цвета на воздухе и при нагревании в водной среде не изменяется. Его особенностью является способность растворяться в солях аммония, вследствие чего Mg(OH)2 не может быть осажден полностью водным растворов аммиака:
MgCl2 + 2KOH  Mg(OH)2 + 2 KCl
Mg2+ + 2 OH-   Mg(OH)2
Mg(OH)2 + 2NH4Cl  MgCl2 + 2 NH4OH
Mg(OH)2 + 2NH4+ Mg2+ +2 NH4OH

	Гидроксид сурьмы Sb(OH)3, или метасурьмянистая кислота HSbO2, белого цвета, сравнительно легко растворяется только в концентрированных щелочах и кислотах. При обработке азотной кислотой метасурьмяеистая кислота окисляется до сурьмяной кислоты H3SbO4, которая растворяется только в  концентрированных щелочах и соляной кислоте.
Выполнение опыта: в пробирки с растворами солей железа(II), железа(III), марганца (II), висмута (III ) и магния добавляют раствор щелочи. Отмечают цвет выпавших осадков и изучают их растворимость в минеральных кислотах и аммония хлориде. К осадку Mg(OH)2  добавляют водорода пероксид. Что наблюдается?
3. Карбонаты калия и натрия со всеми катионами пятой группы образуют осадки: с катионами марганца и двухвалентного железа – средние соли MnCO3, FeCO3, с катионами магния, трехвалентного железа и висмута – основные соли (MgOH)2CO3, FeOHCO3, BiOHCO3, а с катионами сурьмы – гидроксиды Sb(OH)3.
MnCl2 + Na2CO3 = MnCO3 +2NaCl
2FeCl3 +3 Na2CO3 + H2O = 2FeOHCO3+ 6 NaCl + CO2
2SbCl3+3 Na2CO3 +3H2O = 2 Sb(OH)3 + 6 NaCl + 3CO2
Все эти осадки, за исключением FeOHCO3, белого цвета, а гидроксокарбонат железа (III) имеет бурую окраску. Карбонат железа (II) на воздухе легко окисляется до FeOHCO3, вследствие чего окраска его уже в момент образования приобретает бурый цвет.
Все указанные карбонатные соли растворимы в минеральных кислотах, а гидроксокарбонат магния, кроме того, легко растворяется в аммонийных солях. Это свойство дает возможность отделить катионы магния от остальных катионов пятой группы.
4. Гидрофосфат натрия со всеми катионами образует белые аморфные осадки: с катионами железа, марганца, висмута – средних солей; с катионами магния – кислой соли MgHPO4  и с катионами сурьмы – соответствующие гидроксиды (гидролиз).
В отличие от остальных катионов пятой группы катионы магния с гидрофосфатом натрия в присутствии аммиака и аммонийных  солей образуют характерный, мелкокристаллический осадок двойной соли фосфата магния – аммония:
MgCl2 + NH4OH + Na2HPO4 = NH4MgPO4+ 2 NaCl + H2O

Реакции обнаружения катионов железа (III).
Аммония роданид NH4CNS или калия KCNS  с  катионами  Fе3+ образует железа  (III) роданид,  обладающий  интенсивной  кроваво-красной окраской:
FeCI3 + 3 NH4CNS  ↔ Fe(CNS)3 + 3 NH4C1
Fe3+ + 3 CNS- ↔ Fe(CNS)3
Роданид железа Fe(CNS)3 хорошо растворяется в этиловом эфире и изоамиловом спирте, вследствие чего оно из водных растворов извлекается этими растворителями и всплывает на поверхность водного раствора в виде кроваво - красного кольца (при малых концентрациях железа это кольцо имеет розовую окраску).
Этой реакцией Fe3+ может быть обнаружен в присутствии любых катионов.
Калия гексацианоферрат (II) K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) образует с катионами трехвалентного железа темно – синий осадок берлинской лазури:
FeCI3 + 3 K4[Fe(CN)6]  Fe4[Fe(CN)6]3  + 12 КС1 
4Fe3+ +3 [Fe(CN)6]4- Fe4[Fe(CN)6]3 
Сульфосалициловая кислота с катионами трехвалентного железа образуют внутрикомплекную соль ферротрисалициловой кислоты, обладающую фиолетовой окраской

Реакции обнаружения катионов железа (II)
 Калия гексацианоферрат железа (III) K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль) образует с катионами Fe2+ осадок турнбулевой сини:
3 FeCl2 + 2 K3[Fe(CN)6]      Fe3[Fe(CN)6]2   + 6 КС1 
3Fe2+ + 2 [Fe(CN)6]3-      Fe3[Fe(CN)6]2  
С диметилглиоксимом катионы двухвалентного железа в присутствии аммиака образуют растворимые внутрикомплексные соли, обладающие характерной карминово – красной окраской.
2C4H6N2(OH)2 + FeCl2 = (C4H6NONOH)2Fe + 2HCl
Реакцию проводят в присутствии NH4OH.

Реакции обнаружения катионов марганца (Мn2+)
Наиболее характерной реакцией на Мn2+,  дающей  возможность обнаруживать его  следы  даже  в  присутствии смеси катионов всех аналитических групп,  является  реакция  окисления  до  перманганат-иона МnO4-,  обладающего интенсивной малиновой окраской.  Для этого применяются различные окислители (PbO2,  NаВiO3, (NH4)2S2O8 и другие), окислительный потенциал которых выше 1,52 В.
Окисление Мn2+ натрия висмутатом протекает по уравнению:
2MnSO4+5NaBiO3+16HNO3 2НМnO4+5Вi(NО3)3+NaNO3+ 2Na2SO4 +  7H2O

	Mn2+ + 4 H2O - 5 e  MnO4- + 8 H+        2 
2 ВiO3 + 6 Н+ + 2 е  Bi3+ + 3 H2O         5
		
2 Mn2+ + 5 ВiO3- + 16 Н+     2 МnO4- + 5 Bi3+ + 7 H2O + 2 Н+

Выполнение опыта: в пробирку кладут небольшое количество  (взятое  на кончике шпателя) порошка NaBiO3,  приливают 5-6 капель 2 н  HNO3 и 1-2 капли исследуемого раствора.  При наличии в растворе катионов Mn2+ жидкость окрашивается в малиновый цвет. 

Реакции обнаружения катионов висмута (Bi3+)
 1. Реакция Bi3+ с калия иодидом:
Вi(NО3)3 + 3 KI   ВiI3 + 3 KNO3
Bi3+ + 3 I-  ВiI3
ВiI3 + KI   K[BiI4] или ВiI3 + I-   [BiI4]-
При взаимодействии солей висмута (III) с небольшим количеством раствора KI выпадает черный осадок,  растворяющийся в избытке реагента. Образующаяся  комплексная  соль  окрашивает  раствор  в оранжево-желтый цвет.  Предельная открываемая концентрация Bi3+ этой реакцией равна 50 мг/л. Обнаружению висмута (III) мешают катионы Fe3+, Ag+, Рb2+, Сu2+ и др.

2. Восстановление катинов Bi3+до металлического висмута.
Выполнение опыта: к свежеприготовленному раствору SnCl2 приливают KOH или NaOH до растворения образующегося вначале осадка Sn(OH)2. Затем к полученному раствору приливают исследуемый раствор. Образование черного осадка (металлический висмут) указывает на наличие в растворе Bi3+.
Bi(OH)3 + Na2Sn(OH)4  Bi + Na2Sn(OH)6

Bi(OH)3 + 3ē  Bi + 3OH-                              |   2
Sn(OH)42- + 2OH- - 2 ēSn(OH)62-  |    3
__________________________________
 2 Bi(OH)3 +3Sn(OH)42-  2 Bi + 3Sn(OH)6.
Обнаружению мешают катионы железа (III) при их высокой концентрации в растворе.

3.Гидролиз солей висмута.
Протекает сравнительно легко и сопровождается образованием  белого осадка висмутила:
BiCl3 + H2O  BiOCl + 2HCl
Выполнение опыта: исследуемый раствор в 3-4 раза разбавляется водой. при образовании белого осадка можно сделать вывод о наличии катионов висмута. Предельная открываемая концентрация висмута реакцией гидролиза его солей зависит от кислотности среды. В нейтральной среде она составляет 100 – 150 мг\л. мешают катионы олова, железа (III).

4.Реакция с тиомочевиной, роданидом калия.
На пластинку наносят каплю исследуемого раствора, подкисленного соляной кислотой, и сюда же вносят кристаллик тиомочевины, роданида калия. При наличии в растворе катионов висмута пятно принимает характерныю солнечно – желтую или красно –бурую окраску.
Этой реакции мешают катионы железа, меди, кобальта, сурьмы.

Реакции обнаружения катионов магния     (Mg2+)
1. Образование магния-аммония-фосфата Mg NH4PO4. К раствору  соли магния приливают NH4OH до  образования осадка магния гидроксида: 
MgCl2 + 2 NH4OH  Mg(OH)2  + 2 NH4C1
Mg2+ + 2 NH4OH  Mg(OH)2  + 2 NH4
Затем сюда же приливают раствор NH4C1 до полного растворения полученного магния гидроксида:
Mg(OH)2 + 2 NH4C1  MgCl2 + 2 NH4OH
Mg(OH)2 + 2 NH4+   Mg2+ + 2 NH4OH
К полученному  аммонийному раствору магниевой соли по каплям приливают разбавленный раствор Na2HPO4.  При этом из раствора выпадают мелкие белые кристаллы MgNH4PO4:
MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH  MgNH4PO4  + 2 NaCI + Н2O
Mg2+ + НРO42- + NH4OH  MgNH4PO4  + Н2O
Предельная открываемая  концентрация  катионов этой реакцией равна 1,2 мг/л.

2. Образование магния гидроксокарбоната (MgOH)2CO3.
Магния гидрокарбонат выпадает из раствора  в виде аморфного осадка:
2MgCl2 + (NH4)2СО3 + Н2О  (MgOH)2CO3 + СО2 + 4 NH4C1

3. Образование Mg(OH)2I2.  
К 0,5 – 1,0 мл  2н раствора КОН приливают йодной воды до появления слабо – желтой окраски раствора. при добавлении к полученному таким образом раствору гипоиодида калия несколько капель раствора соли магния выпадает темно – коричневый осадок:
MgCl2 + 2КОН + I2 = Mg(OH)2I2  + 2KCl
Открытию катионов магния этой реакцией мешают катионы не только пятой, но и всех остальных (за исключением первой и третьей) аналитических групп.
Приведенные реакции на катионы магния не являются специфическими и позволяют обнаруживать данный катион только после его выделения из смеси других катионов.

Систематический ход анализа смеси катионов
пятой аналитической группы.
Анализируемый раствор
Fe2+, Fe3+, Mn2+, Bi3+, Mg2+	
Из отдельной порции открывают Fe2+ раствором K3[Fe(CN)6] в присутствии HCl	Обрабатывают раствором NaOH и Н2О2, центрифугируют, центрифугат отбрасывают.	
                                                           
Осадок 1: Fe(ОН)3, Bi(ОН)3, Mg(ОН)2, MnО(ОН)2 подвергают последовательной обработке	
1) растворяют Mg(ОН)2 раствором NH4C1, центрифугируют 	2) растворяют Fe(ОН)3 и  Bi(ОН)3 в HNO3, центрифугируют	3) растворяют MnО(ОН)2 в HCl	
                                                                                                                     
Раствор 1
Mg2+		Раствор 2
Fe3+, Bi3+		Раствор 3
Mn2+	
Открывают раствором Na2HPO4		Открывают любой характерной реакцией		Открывают окислением до MnO4-	

Дробное открытие катионов пятой аналитической группы.
При открытии катионов 5 группы наиболее надежным по своим результатам и быстрым по выполнению является дробный метод анализа, т.к. любые из катионов этой группы легко открываются или непосредственно из анализируемого раствора, в присутствии других катионов, или же с небольшой предварительной обработкой раствора.
Открытие катиона железа.
Катионы двухвалентного и трехвалентного железа открываются непосредственно из анализируемого раствора без удаления из него остальных катионов.
Открытие катионов марганца.
Открытие катиона марганца рекомендуется производить лишь при отсутствии катионов железа (III), т.к. последние с едкой щелочью образуют бурый осадок, который при очень больших концентрациях имеет темный цвет, по внешнему виду похожий на цвет смеси осадков MnO2 и гидроксидов висмута, магния и сурьмы из общего раствора.
Открытие катионов висмута.
Пробу анализируемого раствора разбавляют в 2-3 раза водой появление при этом осадка (гидролиз) указывает на наличие в растворе катионов висмута. Открытие катионов висмута можно проводить из анализируемого раствора, в присутствии катионов остальных катионов пятой группы, используя качественные реакции на данный катион.
Открытие катионов магния.
Открытие катионов магния в присутствии остальных катионов пятой группы невозможно, т.к. все реактивы, дающие с магнием характерные осадки, с другими катионами также образуют нерастворимые соединения, по внешнему виду трудно различимые от  осадков солей магния.
Поэтому для открытия катионов магния они должны быть выделены из раствора и очень тщательно освобождены  от других катионов. Отделение катионов магния можно проводить двумя способами:
1.	обработка раствора карбонатом аммония 
2.	обработка его едкой щелочью в присутствии пероксида водорода.

1.	К отдельной пробе раствора приливают вначале хлорид или нитрат аммония, затем карбонат аммония. При этом катионы магния остаются в растворе. Отфильтровывают  осадок, к фильтрату добавляют несколько капель NH4OH и открывают катион магния действием на него раствором Na2HPO4. 
2.	К отдельной пробе раствора приливают едкую щелочь, пероксид водорода и нагревают. При этом все катионы 5 группы  переходят в осадок.  Полученный осадок отфильтровывают, промывают и обрабатывают раствором хлорида аммония. При этом катион магния переходит в раствор, из которого катионы магния открывают гидрофосфатом натрия.

Анализ катионов шестой аналитической группы.
Cu2+, Hg2+, Cd2+, Co2+, Ni2+

Общая характеристика катионов 6 группы.
Шестая группа катионов – это катионы группы гидроксидов, растворимых в избытке раствора аммиака.
Хотя эти элементы расположены в разных группах периодической системы, все они характеризуются способностью к комплексообразованию. Указанные катионы со щелочами образуют осадки, растворимые в NH4OH с образованием соответствующих комплексных солей – аммиакатов.

ОБЩИЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ ШЕСТОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ.
ЕДКИЕ ЩЕЛОЧИ со всеми катионами группы образуют амфотерные осадки или оксиды (с катионами ртути), или гидроксидов ( с катионами меди, кадмия, никеля), или основных солей (с катионами кобальта):
CuSO4 + 2KOH  Cu(OH)2 + K2SO4
                 темно-голубой
HgCl2 + 2 KOH  HgO + 2KCl + H2O
        желтый 
CdCl2 + 2 KOH  Cd(OH)2 + 2KCl
                белый
NiCl2 + 2KOH  Ni(OH)2 + 2KCl
                светло-зеленый
CoCl2 + KOH  CoOHCl+ KCl
                  синий
Все эти осадки растворяются в минеральных кислотах, кроме оксида ртути HgO. Все они растворимы также в аммиаке.
 Соли гидроксохлорида кобальта CoOHCl – синего цвета. При избытке щелочи переходит в гидроксид кобальта – розового цвета.
CoOHCl + КОН  Со(ОН)2 + KCl
                   розовый
На воздухе гидроксид кобальта, а также основные соли кобальта постепенно окисляются, переходя в гидроксид кобальта(III) темно-бурого цвета:
4 Со(ОН)2 + 2 Н2О + О2  4 Со(ОН)3
                                                 темно –бурый
ГРУППОВЫМ РЕАГЕНТОМ на катионы шестой группы является гидроксид аммония NH4OH в избытке.
а) Действием NH4OH не в избытке:
CdCl2 + 2 NH4OH  Cd(OH)2 + 2 NH4Cl
NiCl2 + 2 NH4OH  NiOHCl + NH4Cl
CuSO4 + 2 NH4OH  (CuOH)2SO4 + (NH4)2SO4
CoCl2 + 2 NH4OH  CoOHCl+ NH4Cl
HgCl2 + 2 NH4OH  NH2HgCl + NH4Cl + 2 H2O
б) Действием NH4OH в избытке (при добавлении солей NH4Cl , т.к. избыток  NH4+ сдвигает равновесие реакции вправо):
Cd(OH)2 + 2 NH4OH + NH4Cl  Cd(NH3)4Cl2 + 4 H2O
NiOHCl + 5 NH4OH +  NH4Cl Ni(NH3)6Cl2 + 6 H2O
(CuOH)2SO4 + (NH4)2SO4 + 6 NH4OH  2Cu(NH3)4SO4 + 8 H2O
CoOHCl+ NH4Cl + 5 NH4OH  Co(NH3)6Cl2 + 6 H2O
NH2HgCl + NH4Cl + 2 NH4OH  Hg(NH3)4Cl2 + 2 H2O

Аммиакат кадмия – бесцветный, образуется легко под действием даже небольшого избытка аммиака, на воздухе устойчив.
Аммиакат никеля – синеватый с красным оттенком, образуется легко, на воздухе устойчив.
Аммиакат меди – лазурно – синий, образуется легко, на воздухе устойчив.
Аммиакат кобальта – грязно – желтый, образуется только под действием избытка концентрированного раствора аммиака или в присутствии большого количества NH4NO3, на воздухе неустойчив и под действием кислорода переходит в устойчивый аммиакат трехвалентного кобальта вишнево – красного цвета:
Co(NH3)6Cl2 + 2 NH4Cl + O2 + 2 H2O  2Co(NH3)5 ClCl + 4 NH4OH

Выполнение опыта: берут 5 пробирок, вносят в каждую из них по 3 капли раствора соли меди, кадмия, никеля, кобальта, добавляют сначала по 3 капли концентрированного раствора аммиака, перемешивают стеклянной палочкой. Отметают цвет осадка, затем добавляют в каждую пробирку по 5 капель раствора аммиака, снова перемешивают стеклянной палочкой. В пробирки, содержащие катионы ртути и кобальта кроме того добавляют несколько кристалликов хлорида аммония.
СЕРОВОДОРОД из нейтральных растворов осаждает все катионы шестой группы в виде соответствующих сернистых соединений:
MeCl2 + H2S  MeS + 2 HCl
Сульфид кадмия – ярко – желтая (канареечная окраска), выпадает в осадок не только из нейтральных, но (на холоде) и из слабокислых растворов солей. Растворяется в разбавленных кислотах при кипячении.
Сульфиды никеля и кобальта – черного цвета, из кислых растворов в осадок не выпадают, только из нейтральных. Образовавшийся осадок растворяется только в разбавленной азотной кислоте при нагревании.
Сульфид меди – черного цвета, выпадает в осадок из солянокислых растворов его солей. Растворяется в разбавленной азотной кислоте при нагревании.
Сульфид ртути – черного цвета, выпадает из нейтральных и слабокислых растворов (на холоде и при нагревании). Растворяется только в концентрированной азотной кислоте и в царской водке.
Выполнение опыта: в 5 пробирок с растворами солей добавляют по 6-8 капель сероводородной воды. Для растворения осадков вносят в пробирки по 6-7 капель кислоты и тщательно перемешивают стеклянной палочкой.
С ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТОМ (II) КАЛИЯ  K4Fe(CN)6  катионы шестой группы образуют осадки комплексных солей, отличающиеся по цвету:
Cu2Fe(CN)6 - красно-бурый
CdFe(CN)6 - белый
CoFe(CN)6- серо - зеленый
Ni2Fe(CN)6- бледно - зеленый
Hg2Fe(CN)6- желтовато-коричневый (состав ферроцианида ртути точно не известен).
КАРБОНАТЫ НАТРИЯ И КАЛИЯ осаждают катионы кобальта, никеля и кадмия в виде смеси карбонатов и основных углекислых солей переменного состава(RCO3  nR(OH)2), катионы меди – в виде гидрокарбоната меди и катионы ртути – в виде карбоната и оксида ртути переменного состава (HgCO3 nHgO). Все эти осадки растворимы в кислотах и аммиаке.
ГИДРОФОСФАТ НАТРИЯ осаждает катионы шестой группы в виде соответствующих средних фосфатов, растворимых в минеральных кислотах и аммиаке.

Характерные и специфические реакции катионов меди.
ТИОСУЛЬФАТ НАТРИЯ, прибавленный к подкисленному раствору соли меди, обесцвечивает раствор, т.к. образуется комплексная соль. При нагревании полученного раствора образуется темно – бурый осадок сульфида меди.
Эта реакция протекает с образованием различных продуктов в зависимости от количества реагента. При избытке:
2CuSO4 + 4 Na2S2O3  2 Na2SO4 + Na2S4O6 + S + Cu2S + SO2
Выполнение опыта: в пробирку наливаем 2-3 капли сульфата меди, добавляем 4-5 капель воды, 2-3 капли раствора серной кислоты и помещают 2-3 кристаллика тиосульфата натрия. Перемешивают стеклянной палочкой и нагревают. Образуется темно- бурый осадок сульфида меди и серы.
Азотная кислота должна отсутствовать, т.к. она окисляет тиосульфат натрия до сульфата натрия и серы.
ТЕТРАРОДАНОМЕРКУРИАТ АММОНИЯ  (NH4)2Hg(CNS)4 c катионами меди образует оливково – зеленый кристаллический осадок CuHg(CNS)4, который в присутствии катионов цинка выпадает при ничтожно малых концентрациях катионов меди в растворе: образуется практически нерастворимая двойная соль состава CuHg(CNS)4 ZnHg(CNS)4, окрашенная в фиолетовый цвет. Чтобы реакция удалась, необходимо брать сильно разбавленный раствор меди.
Этой реакции  мешают катионы кобальта, т.к. они с (NH4)2Hg(CNS)4 образуют осадок CоHg(CNS)4 сине – голубого цвета или в присутствии цинка нерастворимую соль CоHg(CNS)4 ZnHg(CNS)4 тоже сине – голубого цвета.
Катионы кадмия с указанным реактивом образуют осадок CdHg(CNS)4 белого цвета.
Катионы железа окрашивают раствор в красный цвет, который маскирует окраску комплексной соли.
ИОДИД КАЛИЯ восстанавливает ионы Cu2+ до Сu+ с выделением иодида меди белого цвета. Одновременно выделяется свободный иод, окрашивающий осадок в бурый цвет:
CuSO4 + 2KI  CuI2 + K2SO4
2CuI2  Cu2I2 + I2
Мешают этой реакции катионы ртути, которые образуют ярко – желтый осадок. Однако этот осадок легко растворим в избытке иодида калия  с образованием бесцветного комплексного иона. Следовательно, если действовать на раствор смеси катионов шестой группы избытком иодида калия, то при этом будет образовываться осадок только Cu2I2.
Из катионов других групп мешают ионы серебра, свинца, висмута, которые с иодидом калия образуют цветные осадки, а также ионы – окислители, которые из растворов иодида калия выделяют свободный иод.

Характерные и специфические реакции катионов ртути.
СЕРОВОДОРОД И ТИОСУЛЬФАТ НАТРИЯ. 
Если к раствору солей ртути прилить соляной или серной кислоты и через этот расвтор, подогретый до 60-80, пропустить сероводород или прилить к нему сероводородной воды, или же, добавить к нему раствор тиосульфата натрия, прокипятить, то во всех случаях из раствора выпадет четный осадок HgS
HgCl2 + H2S  HgS + 2 HCl
 Эта реакция настолько чувствительна, что ею открывают ничтожные следы катионов ртути.
Из катионов других аналитических этой реакции мешают катионы меди, висмута, серебра, свинца, которые с указанными реактивами в кислой среде тоже образуют черные осадки соответствующих сульфидов. Однако, в отличии от сульфида ртути  сульфиды висмута, серебра и свинца сравнительно легко переходят в раствор при действии на них разбавленной азотной кислотой при нагревании.
Таким образом, если к осадку сульфидов ртути, меди, висмута, серебра прилить разбавленной азотной кислоты, то после 5-10 минутного нагревания до кипения в осадке остается только сульфид ртути.
С ИОДИДОМ КАЛИЯ  катионы ртути образуют ярко – желтый осадок иодида ртути, растворяющийся в избытке иодида калия, переходя при этом в очень устойчивую комплексную соль состава K2HgI4:
Hg(NO3)2 + 2KI HgI2 + 2 KNO3
HgI2 + 2 KI  K2HgI4
Водный раствор K2HgI4 бесцветный. Константа нестойкости йодно – ртутного комплекса чрезвычайно мала (510-31), а произведение растворимости HgI2 равно 6,810-13. Следовательно, из растворов солей двухвалентной ртути при действии на них раствором иодиди калия практически невозможно получить осадок HgI2, т.к.в момент своего образования он тотчас же переходит в более устойчивый  комплексный ион        HgI22-. Однако, применяя микроспособы эта реакция может быть использована для открытия ртути в присутствии почти всех катионов любой аналитической группы, кроме катионов серебра, свинца, которые предварительно удаляют осаждением из анализируемого раствора, добавляя смесь растворов хлорида и сульфата калия.
Выполнение опыта: в пробирку наливают 4-5 капель раствора двухвалентной ртути и осторожно опускают палочку, смоченную раствором иодида калия. Вокруг палочки образуется ярко-красное пятно-кольцо иодида ртути, которое  быстро исчезает.

Характерные и специфические реакции катионов кадмия.
 СЕРООДОРОД И ТИОСУЛЬФАТ НАТРИЯ с катионом кадмия дает желтый осадок сульфида кадмия:
H2S + CdCl2  2HCl + CdS
Na2S2O3 + CdCl2 + H2O  2HCl + CdS + Na2SO4
Открытию катионов кадмия этими реакциями мешают все катионы шестой группы т.к. из нейтральных растворов все они осаждаются в виде черных осадков соответствующих сульфидов.
Осаждение никеля и кобальта при этом происходит не полностью, т.к. выделяющаяся при реакции минеральная кислота препятствует этому осаждению:
	Таким образом. Для открытия катионов кадмия в виде сульфида их необходимо отделить от остальных катионов или создать такие условия, при которых указанные катионы осадка сульфидов не образуют.
	Выполнение опыта: в пробирку вносят 3-4 капли раствора, содержащего катионы кадмия и другие катионы шестой группы, добавляют 6 капель серной кислоты и 2-3 кристаллика тиосульфата натрия и кипятят 2-3 минуты. При этом сульфиды меди и ртути выпадают в осадок, а кобальта, кадмия  и никеля остаются в растворе.
	Затем осадок отфильтровывают и 2-3 капли фильтрата приливают к 5-6 каплям слабого раствора сероводородной воды. При этом из него немедленно выпадает светло-желтый осадок сульфида кадмия. С течением времени этот осадок начинает темнеть, т.к. из раствора начинает выделяться сульфид никеля.
	Если в растворе катионы кадмия отсутствуют, то при разбавлении фильтрата сероводородной водой раствор становиться молочного цвета (выпадает коллоидная сера).
Если в фильтрате присутствуют катионы ртути и меди вследствие неполного их выделения при помощи тиосульфата, то они из солянокислого раствора также осаждаются сероводородом в виде черных осадков сульфидов ртути и меди. Реакцию лучше проводить в кислой среде. Окислители мешают проведению реакции.
	ИЗБЫТОК ИОДИДА КАЛИЯ И NH4OH с катионами кадмия образуют белый осадок комплексной соли Cd(NH3)4I2:
Cd(NO3)2 + 2 NH4OH  Cd(OH)2 + 2 NH4NO3
Cd(OH)2 + 2 NH4OH + 2 NH4NO3Cd(NH3)4 (NO3)2 + 4H2O
Cd(NH3)4 (NO3)2 + 2 KICd(NH3)4 I2 + 2 KNO3
	открытию катиона кадмия в этой реакции не мешают ни один из катионов шестой группы. Катионы других аналитических групп также не мешают этой реакции, т.к. после добавления NH4OH к анализируемому раствору большинство из них выпадает в осадок в виде гидроксидов или  оксидов и, прежде, чем прилить сюда КI, осадок отфильтровывается.
Выполнение опыта: к раствору  соли кадмия приливают раствор аммиака до полного растворения осадка, затем – небольшое количество  30-40 % свежеприготовленного раствора иодида калия. При этом через некоторое время из раствора выпадает белый осадок иодистого тетраммина кадмия. 
Реакция специфична, однако обладает невысокой чувствительностью. Концентрация катиона кадмия должна быть не менее 50-100 мг\л.
 ТИОМОЧЕВИНА образует с солями кадмия легкорастворимые комплексные соли:
CdCl2 + 4 CS(NH2)2  Cd(CSN2H2)4Cl2
Комплексные соли кадмия легко разлагаются сероводородом даже при избытке тиомочевины. Комплексы двух катионов устойчивы.
Выполнение опыта: в пробирку наливают 3-4 капли соли кадмия, добавляют 3-4 кристаллика тиомочевины, перемешивают палочкой, дают постоять 2-3 минуты и затем добавляют 5-6 капель свежеприготовленной сероводородной воды.
В присутствии катиона кадмия выпадает желто- оранжевый осадок.

Характерные и специфические реакции катиона кобальта.
РОДАНИД АММОНИЯ или РОДАНИД КАЛИЯ  образует с катионами кобальта комплексную соль: 
CoCl2 + 4NH4CNS   (NH4)2Co(CNS)4+ 2 NH4Cl
Тетрароданокобальтат аммония имеет сине-голубую окраску, однако ион неустойчив и легко распадается в водных растворах, поэтому к раствору следует прибавить амиловый спирт и взболтать. Это комплексное соединение переходит в смесь растворителей, оно более растворимо в них, чем в воде и окрашивает спиртовой раствор в синий цвет. 
При малых концентрациях CNS- в растворе синяя окраска роданового комплекса не образуется, т.к. ион Co(CNS)42- очень неустойчив и для того, чтобы сдвинуть равновесие его распад влево требуется большой избыток роданидов – ионов.
Выполнение опыта: в пробирку наливают 3-4 капли раствора соли кобальта, добавляют 8-10 капель насыщенного раствора роданида аммония, 5-6 капель амилового спирта и взбалтывают. Окрашивание верхнего слоя в ярко – синий цвет – признак присутствия катиона кобальта.

Характерные и специфические реакции катиона никеля.
ДИМЕТЛИГЛИОКСИМ (РЕАКТИВ ЧУГАЕВА) образует с никелем в аммиачной среде характерный красный осадок внутрикомплексной соли:
NiCl2 + 6 NH4OH Ni(NH3)6Cl2 + 6H2O 
Ni(NH3)6Cl2 + 2 (CH2CNOH)2 + 4 H2O  (CH3CNO)2Ni(HONCCH3)+ 2NH4Cl + 4NH4OH

                                                                                             H
                                                                                          ⁄       \
                                                                                        O       O
                                                                                        |           |
                                                                            CH3-C=N       N=C-CH3
                                                                                       \     ⁄      
                                                                                     │      Ni      │
     CH3-C=NOH                                                                              ⁄    \    
  2                        + Ni2+                                             CH3-C=N      N=C-CH3    + 2H2
     CH3-C=NOH                                                                             |        |
                                                                                                       O     O
                                                                                                         \     ⁄
                                                                                                           H 

Эта реакция протекает легко в аммиачной среде, когда никель предварительно переведен в комплексный ион – аммиакат.

 
Систематический ход анализа катионов шестой аналитической группы.
В основе анализа положено взаимодействие катионов шестой группы с раствором аммиак и тиосульфата натрия.
1 способ
Анализируемый раствор: приливают разбавленный раствор NH4OH и фильтруют.	→	Осадок: основная соль кобальта и меркураммония. Обрабатывают разбавленной серной кислотой и фильтруют.	
                  ↓                                                              ↓                                   ↓
Фильтрат: аммиакаты меди, кадмия и никеля. Обрабатывают тиосульфатом натрия или сероводородной водой в кислой среде и фильтруют.		Фильтрат: катионы кобальта. Проверяют катионы кобальта.	Осадок: соль меркураммония. Растворяют в концентрированной азотной кислоте и проверяют на ртуть.	
             ↓                                                                                       ↓
Фильтрат: катионы никеля и кадмия.
Проверяют на кадмий, порцию фильтрата кипятят, обрабатывают раствором NH4OH и проверяют на катион никеля.		Осадок: сульфид меди.
Растворяют в разбавленной азотной кислоте и проверяют на катионы меди.	

Выделение ртути и кобальта.
К анализируемому добавляют 1,5-2 – кратный объем раствора аммиака и полученный при этом осадок меркуриат аммония и основной соли кобальта отфильтровывают. В фильтрате остаются катионы меди, никеля и кадмия в виде соответствующих аммиачных комплексов.
Отделение и открытие кобальта.
Осадок солей ртути и кобальта обрабатывают разбавленной соляной кислотой или, лучше, серной кислотой, под действием которой основная соль кобальта переходит в раствор, а меркураммоний остается в осадке, который отфильтровывают. Из фильтрата  открывают кобальт любой из характерных реакций.
Открытие ртути.
Осадок меркураммония растворяют в небольшом количестве концентрированной азотной кислоты и из полученного раствора открывают любой характерной на них реакцией.
Выделение и открытие меди.
К фильтрату, содержащему в своем составе аммиакаты меди, никеля и кадмия, приливают избыток серной кислоты, кладут в этот раствор 2-3 кристаллика твердого тиосульфата и в течение 2-3 минут кипятят. При этом катионы меди выпадают в осадок сульфида меди, а катионы кадмия и никеля остаются в растворе. Осадок сульфида меди отфильтровывают, растворяют при нагревании в разбавленной азотной кислоте и полученный при этом раствор проверяют на катионы меди любой характерной для них реакцией.
Фильтрат от сульфида делят на две части и в одной из них  открывают кадмий, в другой – никель.
Ионы меди отделить от ионов кадмия можно также с помощью глицерина. Это отделение основано на том, что глицерин препятствует осаждению ионов меди едкими щелочами вследствие образования соответствующих глицериновых комплексов, называемых глицератами.
Таким образом, если на раствор, содержащий ионы меди и кадмия подействовать глицерином и NaOH, то в осадке окажется гидроксид кадмия, а в растворе – глицерат меди. Отделение и промыв осадка, его растворяют в соляной кислоте и исследуют на присутствие ионов кадмия. Центрифугат приобретает темно – синюю окраску, свидетельствующую об образовании глицерата меди. Для контроля глицерат меди разрушают действием уксусной кислоты и обнаруживают ионы меди характерными реакциями.

2 способ.
Анализируемый раствор: обрабатывают в кислой среде тиосульфатом натрия или сероводородной водой и фильтруют.	→	Осадок: сульфиды меди и ртути. Обрабатывают раствором азотной кислоты при нагревании и фильтруют.	
           ↓                                                                      ↓                                     ↓
Фильтрат: катионы кадмия, кобальта, никеля. Разбавляют сероводородной водой.		Фильтрат: катионы меди. Проверяют на медь		Осадок: сульфид ртути. Растворяют в царской водке и проверяют на ртуть.	
                 ↓                            ↓
Фильтрат: катионы кобальта и никеля. Упаривают, обрабатывают раствором NH4OH и фильтруют.		Осадок: сульфид кадмия. Растворяют в соляной  кислоте и проверяют на кадмий.	
       ↓                               ↓
Фильтрат: проверяют на никель 		Осадок: основная соль кобальта. Растворяют в соляной кислоте и проверяют на катион кобальта.	

Выделение меди и ртути.
К анализируемому раствору приливают около 0,5 мл объема раствора серной кислоты и 1 объем концентрированного раствора тиосульфата натрия или 2-3 кристаллика тиосульфата, после чего полученную смесь кипятят в течение 2-3 минут. При этом медь и ртуть переходят в осадок сульфидов ртути и меди, а катионы кобальта, кадмия, никеля остаются в растворе.
Выделение и открытие меди.
Осадок сульфидов меди и ртути отфильтровывают и обрабатывают разбавленной кислотой при нагревании. При этом сульфид меди переходит в раствор, а сульфид ртути остается в осадке, который отфильтровывают и из фильтрата открывают катион меди любой характерной реакцией.
Открытие ртути.
Осадок сульфида ртути растворяют при нагревании в концентрированной азотной кислоте или царской водке и полученный раствор проверяют на катионы ртути любой характерной реакцией.

Выделение и открытие катионов кадмия.
Фильтрат, содержащий катионы кадмия, кобальта, никеля разбавляют в 3-4 раза сероводородной водой. при наличии кадмия он выпадает в осадок сульфида кадмия, который отфильтровывают, растворяют в небольшом количестве соляной кислотой и полученный раствор проверяют на катионы кадмия любой характерной реакцией.
Выделение и открытие катионов кобальта.
Фильтрат сульфида кадмия несколько упаривают (т.к. получается слишком разбавленным), после чего, приливают к нему 1 объем  разбавленного раствора NH4OH. При этом весь кобальт переходит в осадок в виде основной соли, а никель остается в растворе в виде аммиаката никеля. Осадок основной соли кобальта отфильтровывают, растворяют в небольшом количестве соляной кислоты или азотной кислоты и из полученного раствора открывают кобальт любой характерной реакцией.
Открытие катионов никеля.
Катионы никеля содержатся в аммиачном фильтрате от основной соли кобальта. Их открывают любой характерной реакцией.

АНАЛИЗ СМЕСИ КАТИОНОВ ГРУППЫ ЩЕЛОЧЕЙ (4-6 ГРУПП).
Систематический ход анализа.
Систематический ход открытия катионов групп щелочей основан на различном отношении их к щелочам и к раствору аммиака. Следует иметь в виду, что в составе катионов 4,5,6 групп имеется ряд таких катионов, которые могут быть отнесены одновременно к различным группам.
Так, например, гидроксид цинка обладает ярко выраженными амфотерными  свойствами, однако цинк легко переходит в раствор и под действием аммиака, т.к. цинк является в тоже время хорошим комплексообразователем аммиакатов. Следовательно, катионы цинка могут быть отнесены как к 4-ой , так и к 6-ой аналитической группам.
Точно так же по свойствам гидроксидов сурьмы катионы ее могут быть отнесены и к 4-ой, и к 5-ой группам, т.к. свежеосажденный гидроксид сурьмы, особенно трехвалентной, хорошо растворяется  в едкой щелочи.
Катионы кобальта и двухвалентной ртути могут быть отнесены и к 5-ой , и к 6-ой группам, т.к. при действии избытком раствора аммиака  эти катионы в растворимые соли практически не переходят.
Таким образом, в зависимости от последовательности обработки раствора, состоящего из смеси катионов 4-6 аналитических групп щелочами и раствором аммиака, а так же в зависимости от концентрации последних и условий обработки ими же этого раствора можно получить различные результаты отдельных групп тех или иных катионов. Так, например:
Если на анализируемый раствор смеси катионов 4-6 групп действовать избытком разбавленного раствора аммиака, то осадок при этом перейдут все катионы 4-6 групп за исключением кадмия, меди и никеля, и, при наличии в растворе хрома – некоторые части цинка; если ионы хрома в растворе отсутствуют, то ионы цинка полностью перейдут в растворимые аммиакаты.
Если анализируемый раствор обработать 2-3 объемами концентрированного раствора аммиака, то в растворе, кроме того, окажутся и катионы ртути и кобальта, т.е.  катионы 6-ой группы и цинк.
Если анализируемый раствор обработать при нагревании раствором карбоната калия или натрия в присутствии пероксида водорода, то все катионы при этом перейдут в осадок, за исключением хрома и мышьяка, которые окажутся  в растворе в виде CrO42-, AsO42-.
При обработке раствора едкой щелочью в присутствии пероксида водорода, то при совместном присутствии в растворе катионы хрома и цинка они в эквивалентном соотношении перейдут в осадок (соосаждение), а  раствор будет содержать только AsO42-, AlO2-, SnO22-, SbO2- и избыточную часть CrO2- или соответственно ZnO22-.
Если анализируемый раствор разбавить в 3-4 раза водой, то из него частично выпадут в осадок гидроксиды олова, сурьмы и висмута (гидролиз). Аналогичная обработка раствора в азотнокислой среде осаждается из него только гидроксид сурьмы и т.д.
Следовательно, в зависимости от той или иной обработки анализируемого раствора аммиаком, карбонатом натрия или калия, едкой щелочью и водой можно по-разному составить схему систематического хода анализа, т.е.  схему  последовательности их выделения и открытия.
Примечание: данный для анализа раствор может содержать осадок..При этом следует иметь в виду:
Если осадок черного цвета, то он может состоять из гидроксидов олова, висмута и сурьмы, получающихся в результате гидоролиза солей этих металлов. Кроме того, в осадке могут содержаться гидроксиды и других металлов, образующихся  в результате взаимодействия катионов 4-6 группы с продуктами гидролиза солей мышьяковой или мышьяковистой кислот, которые могут присутствовать в растворе.
В таком случае к анализируемому раствору приливают небольшое количество азотной кислоты, в течение 2-3 минут нагревают до кипения. При этом все гидроксиды, за исключением  гидроксида сурьмы и незначительной части гидроксида олова переходят в раствор. Если осадок при этом  полностью не растворяется, тщательно промывают разбавленной азотной кислотой и проверяют на катионы сурьмы “окуриванием” сероводородом или обливанием сероводородной водой.
Если в данном для анализа растворе после добавления к нему азотной кислоты и последующего 2-3 минутного нагревания остается черной или темно – серой, этот значит, что возможны оксиды сурьмы.

СИСТЕМАТИЧЕСКИЙ ХОД АНАЛИЗА СМЕСИ КАТИОНЫВ 4-6 ГРУПП.

Анализируемый раствор (может содержать осадок):
1.	Предварительно открывают катионы сурьмы и двухвалентного железа.
2.	Если раствор содержит осадок, к нему не отфильтровывая приливают 1\4 – 1\5 объема 2 н раствора азотной кислоты и нагревают до кипения. Если при этом осадок полностью не растворится, его отфильтровывают и анализируют отдельно на катионы сурьмы, висмута и двухвалентной ртути. Освобожденный таким образом  от осадка раствор нейтрализуют едкой щелочью, приливают 1-1,5 объем пероксида водорода, а затем 1-2 минуты кипятят и фильтруют.
	
               ↓                                                                                    ↓
Фильтрат: щелочной раствор AsO42-, AlO2-, SnO22-, ZnO22-, CrO42-
Нейтрализуют соляной кислотой (до появления осадка), приливают раствор карбоната натрия и фильтруют.		Осадок: гидроксиды катионов 5-6 групп.
Растворяют в азотной кислоте при нагревании, затем по охлаждении разбавляют вдвойне водой. при этом выпадает осадок, который отфильтровывают  и на фильтре проверяют на сурьму “окуриванием” сероводородом. К фильтрату приливают 3-4 объема концентрированного раствора аммиака,  слегка нагревают и фильтруют.	
          ↓                 ↓                                                        ↓                         ↓
Фильтрат: CrO42-, AsO42-. Открывают в отдельных порциях катионы хрома и мышьяка.	Осадок: катионы алюминия, олова, цинка. Растворяют в соляной кислоте и в дальнейшем для открытия катионов поступают как указанно в схеме для анализа катионов 4 групп.		Фильтрат: аммиакаты катионов 6 группы. Раствор несколько упаривают и нейтрализуют соляной кислотой. Если при этом образуется осадок его отфильтровывают, растворяют в конц. азотной кислоте и проверяют на наличие  катионов ртути любой характерной реакцией.	Осадок: гидроксиды 5 группы.
Смывают осадок в пробирку, приливают переоксид водорода и слегка нагревают.  Затем сюда же приливают небольшое количество раствора аммиака, равный объем хлорида аммония и фильтруют.	
                           ↓            ←                      ←                           ←    ↓                       ↓
Фильтрат: катион магния.
Открывают качественной реакцией.	  	Осадок: катионы железа марганца и висмута.
Делят на две части. Первую часть растворяют в соляной кислоте и из раствора открывают железо и висмут. Вторую часть растворяют в азотной кислоте и из раствора открывают катион марганца.