Дослід. 10.2.1. Реакції катіона Мангану з лугами

Луги утворюють з іоном Мn²⁺ білий осад марган (II) гідроксиду:

Мn²⁺ + 2OH^- ® Mn(OH)₂.

Останній розчиняється у кислотах, але не розчиняється в надлиш­ку лугу. Киснем повітря він поступово окиснюється до бурого марган (ІV) гід­роксиду:

2Mn(OH)₂ + O₂ ® 2MnO(OH)₂.

Осад Mn(OH)₂ одержують також при окисненні Мn²⁺ гідроген пероксидом в присутності лугу:

Mn(NO₃)₂ + 2NaOH + H₂O₂ ® Mn(OH)₂ + 2NaNO₃ + H₂O.

До 2-3 крапель розчину солі Маргану додати кілька крапель розчину NаОН до появи білого осаду Mn(OH)₂. Звернути увагу на те, що осад поступово буріє внаслідок окиснення Mn(OH)₂ до MnO(OH)₂. Потім додати до осаду 2-3 краплі гідроген пероксиду з масовою част­кою H₂O₂ 3%. Осад тут же стає буро-чорним, бо Мn²⁺ швидко окис­нюється до MnO(OH)₂. Гідроксид MnO(OH)₂ розчиняється у хлоридній кислоті при нагріванні:

MnO(OH)₂ + 4HCl ® MnCl₂ + 3H₂O + Cl₂

або при дії сульфатною кислотою в присутності гідроген пероксиду:

MnO(OH)₂ + Н₂SО₄ + H₂O₂ ® МnSО₄ + 3H₂O + О₂.

В обох випадках марган (ІV) відновлюється до іона Мn²⁺. NH₄OH також осаджує Мn²⁺ у вигляді Mn(OH)₂, але в присутності со­лей амонію цього не відбувається.

Дослід 10.2.2. Реакції на катіон Цинку

Луги дають з іонами Zn²⁺ білий аморфний осад гідроксиду Zn(OH)₂, що виявляє амфотерність:

Zп(ОН)₂ + 2Н⁺ ® Zn²⁺ + 2Н₂O, Н₂ZnO₂ + 2OH^- ® ZnO₂^2- + 2Н₂О.

До 4-5 крапель розчину солі цинку додати спочатку 1-2 краплі розчину NаОН, а потім надлишок його – до розчинення осаду.

Якщо на розчин цинкату (Na₂ZnO₂ або К₂ZnO₂) вплинути амоній хлоридом, осад Zп(ОН)₂ не утвориться. Амоній гідроксид осаджує іони Zn²⁺ у вигляді гідроксиду:

ZnCl₂ + 2NH₄OH ® Zn(OH)₂ + 2NH₄Cl,

однак при цьому цинк гідроксид розчиняється в надлишку NH₄OH з утворенням комплексних іонів Zn(NH₂)₆²⁺ або Zn(NH₃)₄²⁺:

Zп(ОН)₂ + 6NH₄OH ® [Zn(NH₃)₆](OH)₂ + 6Н₂О.

До 5-6 крапель розчину солі цинку обережно додати NH₄OH. Спостерігати утворення осаду цинк гідроксиду і наступне його розчи­нення. В присутності солей амонію NH₄OH зовсім не осаджує іони Zn²⁺.

Дослід 10.2.3. Реакції катіонів Купруму

Луги утворюють із купрум (ІІ) катіонами аморфний блакитний осад гідроксиду:

Cu²⁺ + 2OH^- ® Cu(OH)₂.

Але у надлишку лугу і при нагріванні він частково розчиняється з отриманням куприту:

Cu(OH)₂ + NaОН ® Na₂[Cu(OH)₄].

До 3-4 крапель розчину солі Купруму додати 2-3 краплі розчину натрій гідроксиду. До частини осаду додати луг і нагріти на водяній бані. Переконайтись, що куприт-іон надає розчинові синього за­барвлення. Другу частину осаду розчинити у хлоридній кислоті.

Амоній гідроксид дає з іоном Купруму зеленавий осад гідроксо-сульфату:

2CuSO₄ + 2NH₄OH ® (CuOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄,

який у надлишку реактиву розчиняється з одержанням тетрааміно-купро-(ІІ)-сульфату інтенсивно синього кольору:

Cu(OH)₂ + (NH₄)₂SO₄ + 6NH₄OH ® 2[Cu(NH₃)₄]SO₄ + 8H₂O.

До 3-4 крапель розчину солі Купруму додати розведеного розчину амоній гідроксиду спершу до появи зеленавого осаду, а потім до його розчинення. Реакція використовується для виявлення катіона Купруму.

10.3. Контрольні запитання

1.	Основні сполуки та хімічні властивості металів-мікроелементів Купруму та Цинку.
2.	Хімія сполук Мангану. Оксиди та гідроксиди Мангану, манганатна та перманганатна кислоти: їх отримання та властивості.
3.	Хімія сполук Феруму. Оксиди та гідроксиди Феруму: їх отримання та властивості.
4.	Запишіть рівняння реакцій, що відповідають ланцюжку перетворень: залізо ® ферум (ІІ) хлорид ® ферум (ІІ) гідроксид ® ферум (ІІІ) гідроксид
5.	Хімія сполук Купруму. Оксиди Купруму: їх отримання та властивості.
6.	Запишіть рівняння реакцій, що відповідають ланцюжку перетворень: мідь ® купрум (ІІ) нітрат ® купрум (ІІ) гідроксид ® купрум оксид
7.	Хімія сполук Цинку. Оксид та гідроксид Цинку: їх отримання та властивості.
8.	Закінчити рівняння реакцій, вказати умови їх проведення, якщо вони відрізняються від звичайних (нагрівання, каталізатори, тиск і т.ін.): CuSO4 + KI ® Zn + H2SO4(конц) ® KMnO4 ®

ДОДАТКИ

Додаток 1.

 

ГУСТИНА ВОДНИХ РОЗЧИНІВ КИСЛОТ, ОСНОВ ТА СОЛЕЙ

РІЗНОЇ КОНЦЕНТРАЦІЇ (при t° 18°C), г/см³

 

 

ω	Густина розчину, г/мл (г/см^3)
NaOH	KOH	NH3	HCl	NaCl	KCl
	0,998	0,998	0,998	0,998	0,998	0,998
	1,01	1,008	0,994	1,003	1,005	1,004
	1,021	1,016	0,99	1,008	1,012	1,011
	1,032	1,024	0,984	1,012	1,02	1,017
	1,043	1,033	0,981	1,018	1,027	1,024
	1,054	1,041	0,977	1,023	1,034	1,03
	1,065	1,048	0,973	1,028	1,041	1,037
	1,076	1,055	0,969	1,033	1,049	1,043
	1,087	1,064	0,965	1,038	1,056	1,05
	1,098	1,072	0,961	1,043	1,063	1,057
	1,109	1,08	0,958	1,047	1,071	1,063
	1,131	1,099	0,95	1,057	1,086	1,077
	1,153	1,116	0,943	1,067	1,101	1,09
	1,175	1,137	0,936	1,078	1,116	1,104
	1,197	1,154	0,93	1,088	1,132	1,118
	1,219	1,173	0,923	1,098	1,148	1,133
	1,241	1,193	0,916	1,108	1,164	1,147
	1,263	1,217	0,91	1,119	1,18	1,162
	1,285	1,238	0,904	1,129	1,197
	1,306	1,267	0,898	1,139
	1,328	1,285	0,892	1,149
	1,349	1,307		1,159
	1,37	1,331		1,169
	1,39	1,355		1,179
	1,41	1,382		1,189
	1,43	1,408		1,198

 

Додаток 2.

Константи нестійкості деяких комплексних

іонів у водних розчинах при 25°С

 

Cхема дисоціації комплексного іона	Константа нестійкості
[Ag(NH3)2]^+ Ag^+ + 2NH3	9,3 • 10^-8
[Ag(NО2)2]^+ Ag^+ + 2NО2^-	1,8 • 10^-3
[Ag(S2O3)2]^3- Ag^+ + 2S2O3^-	1,1 • 10^-13
[Ag(CN)2]^- Ag^+ + 2CN^-	1,1 • 10^-21
[HgCl4]^2- Hg^2+ + 4Cl^-	8,5 • 10^-16
[HgBr4]^2- Hg^2+ + 4Br^-	1,0 • 10^-21
[HgI4]^2- Hg^2+ + 4I^-	1,5 • 10^-30
[Hg(CN)4]^2- Hg^2+ + 4CN^-	4,0 • 10^-42
[Cd(NH3)4]^2+ Cd^2+ + 4NH3	7,6 • 10^-8
[Cd(CN)4]^2- Cd^2+ + 4CN^-	7,8 • 10^-18
[Cu(NH3)4]^2+ Cu^2+ + 4NH3	2,1 • 10^-13
[Cu(CN)4]^3- Cu^+ + 4CN^-	5,0 • 10^-31
[Ni(NH3)6]^2+ Ni^2+ + 6NH3	1,9 • 10^-9

Додаток 3.