Реакции с пероксидом водорода (окисления катионов хрома (III) до хромат-ионов )

Катионы Сr³⁺ при взаимодействии с окислителями (пероксидом водорода) окисляются до хромат-анионов СrO₄^2- окрашивающих раствор в желтый цвет.

Окисление пероксидом водорода Н₂O₂ проводят обычно в щелочной среде при нагревании:

CrCl₃ + 3NaOH → Cr(OH)₃ ¯+ 3NaCl

Cr(OH)₃ ¯+ NaOH → NaСrO₂ + 2H₂O

2NaСrO₂ + 3Н₂O₂ + 2NaOH → 2 Na₂СrO₄ + 2H₂O

2 CrO₂^- + 4OH^- → CrO₄^2- + 2H₂O +3e

3 H₂O₂ +2e → 2OH^-

2CrO₂^- + 8OH^- + 3H₂O₂ → 2CrO₄^2- + 4H₂O +6OH^-

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли хрома (III), прибавляют 4-5 капель раствора NаОН, до полного растворения осадка Cr(OH)₃. К полученному раствору добавляют 2-3 капли 3%-го раствора Н₂O₂ и нагревают до изменения зеленой окраски раствора (СrO₂^-) на желтую (СrO₄^2-).

 

2. Аналитические реакции катиона марганца(II) Mn²⁺

Реакции со щелочами

При прибавлении растворов щелочей к растворам, содержащим катионы Мn²⁺, выпадает белый осадок гидроксида марганца(II) Мn(ОН)₂:

МnCl₂ + 2NaОН → Мn(ОН)₂ ¯+ 2NaCl

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли соли марганца (II) прибавляют по каплям раствор NаОН до выпадения белого осадка.

При стоянии осадок буреет за счет окисления кислородом воздуха до черно-коричневого оксогидроксида марганца(IV) МnО(ОН)₂ (Н₂МnO₃):

2Мn(ОН)₂ ¯ + О₂ → 2МnО(ОН)₂ ¯

2. Реакции с H₂O₂ в щелочной среде

При действии щелочей на растворы солей марганца(II) в присутствии пероксида водорода образующийся вначале гидроксид марганца(II) Мn(ОН)₂ сразу же окисляется пероксидом водорода до черно-коричневого МnО(ОН)₂:

МnCl₂ + 2NaОН + Н₂O₂ → МnО(ОН)₂ ¯ + Н₂О +2NaCl

Mn²⁺ + 4OH^- → H₂MnO₃ + H₂O +2e

H₂O₂ + 2e → 2OH^-

Mn²⁺ + 4OH^- + H₂O₂ → H₂MnO₃ + H₂O +2OH^-

Методика.

а) В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли марганца(II) и прибавляют по каплям раствор NаОН до прекращения выпадения белого осадка Мn(ОН)₂. При стоянии осадок темнеет вследствие образования МnО(ОН)₂.

б) К свежевыпавшему осадку Мn(ОН)₂, полученному, как описано выше, прибавляют по 3-4 капли растворов NаОН и Н₂О₂. Белый осадок Мn(ОН)₂ переходит в черно-коричневый МnО(ОН)₂.

3. Реакции с PbO₂ в кислой среде

Методика. Внести в пробирку небольшое количество PbO₂, 4-5 капель конц. cерной кислоты и 2-3 капли раствора соли марганца. Происходит порозовение раствора вследствие образования ионов MnO₄^-

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 3H₂SO₄ → 2HMnO₄ + 5PbSO₄ + 2H₂O

2 Mn²⁺ + H₂O → MnO₄^- +8H ⁺ 5e

5 PbO₂ + 4H⁺ +2e → Pb²⁺ + 2 H₂O

2 Mn²⁺ + 5PbO₂ +4H⁺→ 2MnO₄^- +5Pb²⁺ + 2H₂O

3. Аналитические реакции катиона железа(II) Fе²⁺

Реакции со щелочами

Катионы Fе²⁺ образуют сo щелочами белый осадок гидроксида железа(II) Fе(ОН)₂:

FеSO₄ + 2NaOН → Fе(ОН)₂ ¯+ Na₂SO₄

Гидроксид Fе(ОН)₂ растворяется в кислотах, но не растворяется в щелочах. При стоянии на воздухе Fе(ОН)₂ постепенно темнеет вследствие окисления железа(II) до железа(III) кислородом воздуха и образования красно-бурого гидроксида железа(Ш) Fе(ОН)₃:

4Fе(ОН)₂ ¯+ O₂ + 2Н₂O → 4Fе(ОН)₃¯

Методика.

а) В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли железа(II) и по каплям прибавляют раствор NаОН до прекращения выпадения белого осадка Fе(ОН)₂. На воздухе осадок постепенно темнеет.

2. Реакция с Н₂О₂ в кислой среде (восстановительные свойства соединений железа(II))

Методика.

В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли железа(II) и прибавляют раствор Н₂SO₄ и 2-3 капли раствора перекиси водорода с массовой долей 3%.

2FеSO₄ + H₂SO₄ + Н₂О₂ → Fе₂(SO₄)₃ + 2H₂O

2Fе²⁺ → 2Fe³⁺ + 2e

H₂O₂ + 2H⁺ + 2e → 2H₂O

2Fе²⁺ + H₂O₂ + 2H⁺→ 2Fе³⁺ + 2H₂O