A III. kationosztályba azokat az ionokat soroljuk, melyek ásványi savval savanyított közegből kénhidrogénnel nem választhatók le, ezzel szemben ammónium-szulfid hatására csapadékként kiválnak.
A nikkelionok reakciói A nikkelsók vizes oldatai zöld színűek, és savas kémhatásúak. NaOH. Zöld, kocsonyás csapadék formájában nikkel(II)-hidroxid válik le, mely a reagens feleslegében oldhatatlan. A nikkel(II)-hidroxidot fekete színű nikkel(III)-hidroxiddá sem a levegő oxigénje, sem a hidrogén-peroxid nem képes oxidálni, de a hipoklorition igen: 2 Ni(OH)2 + ClO- + H2O → 2 Ni(OH)3 + Cl- NH3. A reakció elején leváló nikkel-hidroxid-csapadék a reagens feleslegében kék színnel igen könnyen oldható: Ni(OH)2 + 6 NH3 → + 2 OH- Sok ammóniumsó jelenlétében csapadék nem is válik le. (NH4)2S hatására fekete színű nikkel-szulfid válik le, mely tulajdonságaiban a kobalt-szulfidhoz hasonló. A dekantálva mosott csapadékot három részre osztva észlelhetjük, hogy a, a csapadék nem oldódik szulfidionok feleslegében b, nem oldódik reagens töménységű savakban c, 30%-os salétromsav oldja: 3 NiS + 2 + 8 H+ → 3 Ni2+ + 3 S + 2 NO + 4 H2O KCN. A nátronlúggal éppen leválasztott nikkel(II)-hidroxid sárga színnel oldódik cianidionok hatására: Ni(OH)2 + 4 CN- → + 2 OH- Dimetil-glioximmal a nikkelionok semleges, gyengén ecetsavas vagy gyengén ammóniás (esetleg tartarátot is tartalmazó) közegben egyaránt igen jellemzően élénkvörös, pelyhes csapadékot adnak. A csapadékot erős savak oldják. A nikkelionokra elsősorban a dimetil-glioximos reakció jellemző, emellett azonban figyelembe kell venni a hidroxidcsapadékának oldódási és redoxireakcióit is. Szulfidjának kétféle módosulata és azok eltérő oldódása elkülönítésre jól használható.
A kobaltionok reakciói A hexaakva-kobalt(II)-ion rózsaszínű, savtermészetű, így vizes oldata savas kémhatású. NaOH. Kék színű, bázisos kobaltsó-csapadék válik le, mely a reagens feleslegében nem oldódik, de átalakul rózsaszínű kobalt(II)-hidroxiddá. A dekantálva mosott csapadékot osszuk három részre: a, Hipoklorit hatására sötétbarna kobalt(III)-hidroxiddá alakul: 2 Co(OH)2 + ClO- + H2O → 2 Co(OH)3 + Cl- b, Hidrogén-peroxiddal hasonló oxidáció következik be: 2 Co(OH)2 + H2O2 → 2 Co(OH)3 c, Hosszas állás közben lúgos közegben a levegő oxigénje is képes a kobalt(II)-hidroxidot kobalt(III)-hidroxiddá oxidálni: 4 Co(OH)2 + O2 + H2O → 4 Co(OH)3
NH3. Ugyancsak kék bázisos kobalt(II)-vegyületet választ le, mely a reagens feleslegében sárga színnel könnyen oldódik: Co(OH)Cl + 6 NH3 → Co(NH3)62+ + OH- + Cl- (NH4)2S. Fekete színű kobalt(II)-szulfidot választ le, mely a reagens feleslegében nem oldódik. A csapadékot dekantálva osszuk két részre: a, A csapadék nem oldódik híg erős savakban. b, Bróm-sósavval melegítve a csapadék (kék színnel) oldódik: CoS + Br2 + 4 Cl- → + S + 2 Br- KCN. A kis feleslegű nátronlúggal hidegen leválasztott kobalt(II)-hidroxid cianidionok hatására barnás színnel oldódik: Co(OH)2 + 6 CN- → + 2 OH- Az oldat levegőn állva lassan, hipoklorit hatására pillanatszerűen sárga színűvé válik: 2 + ClO- + H2O → 2 + Cl- + 2 OH- de az oldatból nem válik le kobalt(III)-hidroxid: eltérés a nikkel megfelelő reakciójától. NaNO2. Ecetsavas közegben redoxi- és komplexképződése reakció egyidejűen megy végbe: Co2+ + 7 + 2 H+ → + NO + H2O A sárga színű hexanitrozo-kobaltát(III)-ionok káliumionokkal (kálium-klorid) sárga csapadékot adnak: 3 K+ + → K3[Co(NO2)6] Tömény sósav. A kobalt(II) kék színű klorokomplexei nem túlzottan stabilisak, viszonylag tömény kobaltoldatból is csak igen nagy kloridkoncentrációval, tömény sósavval állíthatók elő: Co2+ + 2 Cl- → CoCl2 CoCl2 + 2 Cl- → AZ oldatot hígítva a kék szín eltűnik. NH4SCN. Nem túl stabilisak, de jellemzően kékek a kobalt(II) rodanidkomplexei: Co2+ + n SCN- → Co(SCN)n2-n A reakciót célszerű szilárd ammónium- (vagy kálium-)-rodaniddal végezni, így elkerülhetjük a hígulást. Még előnyösebb, ha reagensként telített acetonos ammónium-rodanidot alkalmazunk: a nagy rodanidkoncentráció biztosítása mellett csökkentjük az akvakomplexet kialakító víz koncentrációját is. A kék oldat fluoriddal nem bontható (eltérés az Fe3+-tól), így a reakció fluorid jelenlétében szelektív és egyben érzékeny is.
A kobaltionra jellemző, hogy ammin-, de nem hidroxokomplexképző. Kloro- és rodanátkomplexe nem túl stabilis, de élénk színű. Szulfidja savas közegből nem választható le, de a levált csapadék már nem oldódik.
A vas(II)-ionok reakciói A leggyakrabban használt vas(II)-só, a Mohr-só: az ammónium-vas(II)-szulfát vizes oldata gyengén, egyéb vízoldható vas(II)-sók vizes oldatai határozottan savas kémhatásúak és halványzöld színűek. A levegő oxigénjére valamennyi érzékeny: 4 Fe2+ + O2 + 2 H2O → 4 Fe(OH)2+ viszonylag a Mohr-só oldata a legstabilisabb. NaOH. Zöldes színű vas(II)-hidroxid válik ki, mely a reagens feleslegében nem oldódik.
Állás közben a csapadék oxidáció révén sötétedik, és fekete színen át végül rozsdabarnává válik: 4 Fe(OH)2 + O2 + H2O → 4 Fe(OH)3 A vas(III)-hidroxid-csapadék oxidációja hipoklorittal vagy hidrogén-peroxiddal szinte pillanatszerű. NH3. Ugyancsak vas(II)-hidroxid válik le, mely a reagens feleslegében nem oldódik. (NH4)2S. Kiválik a fekete vas-szulfid, mely a reagens feleslegében nem oldódik.
A dekantálva mosott csapadékot három részre osztjuk: a, ecetsavban nehezen, b, sósavban (kénhidrogén-fejlődés közben) könnyen oldódik: FeS + 2 H+ → Fe2+ + H2S c, hosszabb állás, még inkább hidrogén-peroxid hatására a vas(II)-szulfid vas(III)-hidroxiddá alakul: 2 FeS + 3 H2O2 → 2 Fe(OH)3 + 2 S és megbarnul. KMnO4. Gyengén kénsavas közegben pillanatszerűen megy végbe az 5 Fe2+ + + 8 H+ → 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O redoxireakció, amit a permanganát élénk színének eltűnése egyértelműen jelez. Br2. Gyengén savas közegben egy-két csepp brómosvíz a vas(II)-ionokat vas(III)-ionokká oxidálja. Az oldat halványzöld színe sárgára változik, mely akkor is megmarad, ha a bróm feleslegét forralással elűzzük. A K3[Fe(CN)6] gyengén savas közegben "Turnbull-kék"-nek nevezett csapadékot választ le: 3 Fe2+ + 2 → Fe3[Fe(CN)6]2 A reakció szűrőpapíron is jól látható és érzékeny.
A vas(II)-ionok igen könnyen oxidálhatók. Jellegzetes, hogy sem nátronlúg, sem ammóniafeleslegben nem oldódó hidroxidcsapadéka már levegőn állva is változtatja színét. Gyors ez a változás oxidálószerek hatására. Érzékeny és jellemző a dimetil-glioximmal alkotott vörös színű komplex képződése.
A vas(III)-ionok reakciói A vas(III)-vegyületek vizes oldatai sárga színűek, s erősen savas kémhatásúak. NaOH. Vörösbarna, kocsonyás vas(III)-hidroxid válik le, mely a reagens feleslegében nem oldódik.
A frissen leválasztott csapadék híg savakban könnyen oldódik és lúgos tartarátoldatban is. NH3. A leváló vas(III)-hidroxid ammóniafeleslegben is oldhatatlan. H2S. Savas közegben a vas(III) kénkiválás közben oxidálja a kénhidrogént: 2 Fe3+ + H2S → 2 Fe2+ + S + 2 H+ (NH4)2S. Egy bizonyos határig az előző redoxireakció folyik, majd a szulfidion bázisos reagensként: 2 Fe3+ + 3 S2- + 6 H2O → 2 Fe(OH)3 + 3 H2S vas(III)-hidroxidot választ le. A redoxireakcióban képződött vas(II)-ionok a szulfidionokkal természetesen vas(II)-szulfidot képeznek, ennek fekete színe a vas(III)-hidroxid színét elfedi. KI. Sósavas közegben a jodid redukálja a vas(III)-at: 2 + 2 I- → 2 Fe2+ + I2 + 8 Cl- K4[Fe(CN)6]. Kálium-hexaciano-ferrát(II)-tal "berlini-kék", vas(III)-hexaciano-ferrát(II)-csapadék képződik.
A csapadék híg savakban nem oldódik, lúggal főzve bomlik vas(III)-hidroxid képződése közben. KSCN. Már kis mennyiségű rodaniddal vörös színű komplex képződik: Fe3+ + n SCN- → Fe(SCN)n3-n
A komplexeket híg savak nem bontják. A vörös oldatot osszuk három részre: a, Megfelelő arényok mellett fő komponensenként a töltés nélküli trirodanáto-vas(III)-komplex képződik, mely apoláros oldószerekben is jól oldódik, így a vizes közegből (vörös színnel) éterrel is kirázható. b, Az oldathoz ón(II)-kloridot csepegtetve az oldat a vas(III) redukciója miatt elszíntelenedik: + 4 Cl- → + 4 SCN- az oldat elszíntelenedik.
A vas(III)-hidroxid igen könnyen leválasztható, hidrolizáltatható. Jellem színe is, valamint az, hogy sem lúgokban, sem ammóniában nem oldódik. A vas(III)-ion oxidáló tulajdonsága számos reakcióban megmutatkozik. Rodanidos komplexe intenzív és jellemző színű, használható azonosítási és szennyezésvizsgálati célokra egyaránt.
A mangán(II)-ionok reakciói A mangán(II)-szulfát (-klorid, -perklorát, -nitrát stb.) vizes oldata savas kémhatású és halványrózsaszínű. NaOH. Oxigénmentes közegben fehér mangán(II)-hidroxid válik le, mely a reagens feleslegében nem oldódik. A csapadékos oldatot háromfelé osztjuk: a, Ha az oldatot állni hagyjuk, lassan megsötétedik, s közel fekete színen át végül megbarnul mangán(IV)-oxid-hidroxid képződése miatt: 2 Mn(OH)2 + O2 → 2 MnO(OH)2 b, A barnulás, azaz a mangán(IV)-vegyület képződése hipoklorit hatására pillanatszerűen bekövetkezik. c, A hidrogén-peroxid ugyanígy oxidálja a mangán(II)-hidroxidot: Mn(OH)2 + H2O2 → MnO(OH)2 + H2O
NH3. Ugyancsak mangán(II)-hidroxid válik le, mely a 2 mol*dm−3 töménységű reagens feleslegében nem oldódik. (NH4)2S. Hidroxil-ammónium-klorid jelenlétében enyhén barnásrózsaszínű mangán(II)-szulfid válik le.
A dekantálva mosott csapadékot osszuk három részre: a, A csapadék kénhidrogén fejlődése közben: MnS + 2 H+ → Mn2+ + H2S ecetsavban is oldódik. b, A reagens feleslegében oldhatatlan. Ha ehhez az oldathoz ammóniát adunk és főzzük, a csapadék zöld színű mangán(II)-szulfiddá alakul. c, Hosszabb állás után a csapadék színe mangán(IV)-oxid-hidroxid képződése miatt megbarnul: MnS + O2 + H2 → MnO(OH)2 + S Kimutatás mangán(IV)-oxid formájában. a, Szűrőpapíron egy csepp vizsgálandó oldathoz egy csepp nátronlúgot adunk. Néhány perces állás után a képződött mangán-dioxid 1 csepp 0,05%-os benzidinoldattal (10%-os ecetsavban) kék színeződés formájában, érzékenyen kimutatható. (A reakciót oxidálószerek természetesen zavarják.) b, Szelektívebb az a reakció, mely a mangán(II)-hidroxid ezüst katalizálta oxidációját használja fel. A reakció érzékenységét fokozza, hogy végbemegy gyengén ammóniás közegben a Mn2+ + 2 + 4 OH- → MnO2 + 2 Ag + 4 NH3 + 2 H2O redoxireakció is, és kiváló ezüst miatt a szín mélyül. Oxidáció mangán(VI)-tá. A + 2 H2O + 2 e → MnO2 + 4 OH- folyamat redoxipotenciálja tömény kálilúgban: + 0.5V. Bármilyen mangánvegyületből lúgos-oxidatív ömlesztéssel mangán(VI), manganát képződik. Pl.: MnSO4 + 2 NaNO3 + 2 Na2CO3 → Na2MnO4 + 2 NaNO2 + 2 CO2 + Na2SO4 Savanyú közegben peroxi-diszulfát-ionokkal, ezüstionokkal katalizált reakcióban a mangán(II)-ionok permanganáttá oxidálhatók: 2 Mn2+ + 5 + 8 H2O → 2 + 10 + 16 H+ KIO4. A kálium-perjodát semleges vagy gyengén savanyú oldatban, ezüstkatalízis nélkül is képes a mangán(II)→mangán(VII) oxidációra: 2 Mn2+ + 5 + 3 H2O → 2 + 5 + 6 H+
A mangánra mindenekelőtt változatos redoxireakciói jellemzőek. Hidroxidja levegőn sötétedik, lúgokban és híg ammóniában nem, tömény ammóniában azonban oldható. Oxidációja manganáttá vagy permanganáttá nemcsak specifikus, hanem rendkívül érzékeny reakció is.
A króm(III)-ionok reakciói Hidrolízis. A színes (az ibolya különböző árnyalatait mutató) króm(III)-vegyületek vizes oldatai határozottan savanyúak; legkevésbé a kálium-króm-timsó vizes oldata. NaOH. Zöld színű króm(III)-hidroxid-csapadék képződik, mely a reagens feleslegében oldódik: Cr(OH)3 + OH- →
Az oldatot osszuk három részre: a, A sárgászöld oldatból forralás hatására ismét csapadék válik le, mely már nátronlúgban alig, de sósavban is csak nehezen, melegítéssel oldódik. b, Hipohalogenitekkel melegítve az oldatot, kromát képződése miatt megsárgul: 2 + 3 H2O2 + 2 OH- → + 8 H2O NH3. Ugyancsak króm(III)-hidroxid válik le, mely a híg reagens feleslegében nem változik. Ha frissen, hidegen, híg ammóniával éppen leválasztott króm-hidroxidhoz tömény ammóniát adunk, a csapadék lassan vörösesibolya színnel oldódik: