Для определения катиона Cu²⁺ в растворе можно провести качественную реакцию с определёнными реагентами. Рассмотрим реакцию с сульфидом натрия (Na₂S) и аммиаком (NH₃), которые образуют нерастворимые соединения с катионом меди.
Полное молекулярное уравнение: При взаимодействии раствора сульфида натрия (Na₂S) с раствором меди(II) сульфата (CuSO₄) образуется сульфид меди(II) (CuS), который выпадает в осадок:
\[ \text{CuSO}_4 (aq) + \text{Na}_2\text{S} (aq) \rightarrow \text{CuS} (s) + \text{Na}_2\text{SO}_4 (aq) \]
Полное ионное уравнение: Для записи полного ионного уравнения нужно учесть, что сульфат натрия (Na₂SO₄) и сульфид натрия (Na₂S) диссоциируют на ионы в растворе:
\[ \text{Cu}^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + 2\text{Na}^+ (aq) + 2\text{S}^{2-} (aq) \rightarrow \text{CuS} (s) + 2\text{Na}^+ (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) \]
Сокращённое ионное уравнение: После сокращения общих ионов (с натрием и сульфатом) получаем сокращенное ионное уравнение:
\[ \text{Cu}^{2+} (aq) + \text{S}^{2-} (aq) \rightarrow \text{CuS} (s) \]
Также можно рассмотреть реакцию с аммиаком, где образуется комплексный ион:
Полное молекулярное уравнение: \[ \text{CuSO}_4 (aq) + 4\text{NH}_3 (aq) + 2\text{H}_2\text{O} (l) \rightarrow \text{[Cu(NH}_3\text{)}_4]^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + 2\text{H}_2\text{O} (l) \]
Полное ионное уравнение: \[ \text{Cu}^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + 4\text{NH}_3 (aq) + 2\text{H}_2\text{O} (l) \rightarrow \text{[Cu(NH}_3\text{)}_4]^{2+} (aq) + \text{SO}_4^{2-} (aq) + 2\text{H}_2\text{O} (l) \]
Сокращённое ионное уравнение: После сокращения ионов сульфата получаем:
\[ \text{Cu}^{2+} (aq) + 4\text{NH}_3 (aq) \rightarrow \text{[Cu(NH}_3\text{)}_4]^{2+} (aq) \]
Эти реакции помогают определить наличие катиона меди в растворе, и выделение осадка (CuS) или образование комплексного иона ([Cu(NH₃)₄]²⁺) служат индикатором присутствия Cu²⁺.
