Опыт 6.4.3. Реакция с тиоцианат-ионами

Катионы Co²⁺ в слабокислой среде реагируют с тиоцианат-ионами NCS^- c образованием синего комплекса - тетратиоцианатокобальтат(II)-иона [Co(NCS)₄]^2-:

Комплекс в водных растворах неустойчив, и равновесие комплек-сообразования смещено влево в сторону образования розового акво-комплекса кобальта (II). Поэтому реакцию проводят при избытке тио-цианат-ионов, чтобы сместить равновесие вправо.

Равновесие смещается вправо также в водно-ацетоновых растворах, в силу чего реакцию иногда проводят в водно-ацетоновой среде (ацетон хорошо смешивается с водой).

В растворах органических растворителей (изоамиловый спирт, эфир) устойчивость комплекса повышается. Поэтому при проведении данной реакции водный раствор, содержащий катионы Со²⁺ смешивают с небольшим количеством органического растворителя (обычно - смесь изоамилового спирта и диэтилового эфира). При этом тетратио-цианатный комплекс кобальта(II) переходит в органическую фазу и окрашивает ее в синий цвет.

Предел обнаружения ионов кобальта(II) этой реакцией - 0,5 мкг.

Проведению реакции мешают катионы железа (III) Fe³⁺, меди (II) Cu²⁺, также образующие окрашенные соединения с тиоцианат-ионами - желто-бурый комплекс меди (II) и красные комплексы железа (III). Мешающее действие этих катионов можно устранить, восстановив их хлоридом олова (II) до железа (II) и меди (I). Мешающее действие катионов Fe³⁺ устраняют также, связывая их в устойчивые бесцветные комплексы такими маскирующими агентами, как фторид- и тартрат-анионы, прибавляя фторид натрия NaF или тартрат натрия-калия NaKC₄H₄O₆ соответственно. В качестве маскирующих агентов используют также оксалат-ионы C₂O₄^2- и ортофосфат-ионы PO₄^3-.

Выполнение опыта:

В пробирку внести 2-3 капли раствора соли кобальта (II), прибавить 8-10 капель насыщенного раствора тиоцианата калия KNCS или аммония NH₄NCS (или несколько кристалликов этих солей), 5-6 капель органического растворителя (изоамиловый спирт или смесь изоамилового спирта с диэтиловым эфиром) и встряхнуть смесь. Верхний слой органической фазы окрашивается в синий цвет.

В другую пробирку внести 2-3 капли раствора соли кобальта (II), 2-3 капли раствора соли железа (III) и прибавить 5-6 капель насыщенного раствора тиоцианата калия или аммония. Раствор принимает красную окраску - цвет тиоцианатных комплексов железа (III), на фоне которого нельзя увидеть синюю окраску тиоцианатных комплексов кобальта (II). К смеси прибавить порошкообразные NaF или NaKC₄H₄O₆ до исчезновения красной окраски. Затем добавить 5-6 капель органического растворителя и встряхнуть пробирку. Наблюдается синее окрашивание верхней жидкой органической фазы.

Реакцию можно также проводить капельным методом на фильтровальной бумаге. Для этого на лист фильтровальной бумаги наносят каплю концентрированного раствора тиоцианата калия или аммония, каплю раствора соли кобальта (II) и высушивают бумагу на воздухе. Наблюдают образование синего пятна.

Записать наблюдения и уравнения реакции в тетрадь.