18. Kobalt- és nikkelsók elválasztása
Szükséges anyagok és összetevőik:
Nincs a kísérlethez hozzárendelve kapcsolódó alapanyag és összetevő.
Komplexképzés és szerves oldószer segítségével egyes fémsók elválaszthatók egymástól.
Anyagok: 25 cm3 1%-os (m/v) kobalt(II)-klorid-oldat, 25 cm3 4%-os (m/v) nikkel(II)-klorid-oldat, 100 cm3 butanon (metil-etil-keton), 0,6–0,7 g kálium-rodanid (kálium-tiocianát).
Eszközök: 250 cm3-es rázótölcsér, 100 cm3-es mérőhenger, két db 250 cm3-es főzőpohár, Bunsen-állvány és szűrőkarika vagy kémcsövek a kisebb léptékű kísérlethez, gumikesztyű, védőszemüveg.
A kísérlet végrehajtása: A két fémsó oldatát keverjük össze a rázótölcsérben. Adjuk az oldathoz a kálium-rodanidot, majd a butanont és rázzuk össze az oldatot a rázótölcsérben.
Tapasztalat: A két fémsó oldatát összeöntve egy világosszürke oldatot kapunk. A kálium-rodanid hozzáadására kékes-zöld oldatot nyerünk, amely a butanon hatására egy felső, mélykék és egy alsó, világoszöld oldatra válik szét.
Magyarázat: A nikkel(II)-ionok akvakomplexei vizes közegben megőrzik oktaéderes szerkezetüket, amely a [Ni(H2O)6]2+-ionnak tulajdonítható. Tiocianát (rodanid)-ionokkal a vízmolekulák részben kicserélődhetnek az alábbi reakció szerint: [Ni(H2O)6]2+ + n SCN- = [Ni(SCN)n(H2O)(6–n)]2-n + n H2O. Ez az átalakulás nem befolyásolja lényegesen sem a nikkel(II)-ionok színét, sem a keletkező részecskék geometriáját, az utóbbi éppúgy oktaéderes marad, mint a kiindulási ioné. Ezzel szemben a kobalt(II)-ionok vizes közegben a rózsaszínű, oktaéderes [Co(H2O)6]2+-ionokként vannak jelen, míg tiocianátionok jelenlétében átalakulnak a mélykék színű, tetraéderes [Co(SCN)4]2+-ionokká, amelyek a vizes fázisnál kisebb sűrűségű butanonban koncentrálódnak. Utóbbi oldat 700 nm-en nyeli el a fényt.
Biztonsági tudnivalók és hulladékkezelés: Viseljünk védőszemüveget, fülkében vagy a szabadban végezzük a kísérletet! A szilárd és az oldott kobalt(II)-kloriddal kerüljük az érintkezést, mert rákkeltő, lenyelve mérsékelten mérgező. A nikkel(II)-kloriddal hasonlóan körültekintően bánjunk. A butanon az acetonhoz hasonló tulajdonságú anyag. Csípős, édeskés illata van, belélegzése csak nagyon nagy koncentráció esetén jelent veszélyt. 2005-ben az USA Környezetvédelmi Hatósága (EPA) eltávolította a veszélyes légszennyezők listájáról, mert jelenléte a korábban feltételezettnél kisebb veszélyt jelent. A kísérlet lejátszódása után megmaradt anyagok ártalmatlanításához a nikkel(II)- és kobalt(II)-sókat fölös vízüveggel vagy nátrium-szulfid-oldattal csapjuk le, a kiszűrt fémszulfidokat veszélyes hulladékként tároljuk. A butanont tartalmazó fázist az oldószerhulladékok között gyűjtsük.