ТОП 10:

Реакции катионов 3-й аналитической группы



Реактивы Al3+ Cr3+ Zn2+ Sn(II), Sn(IV)
NaOH, KOH или NH3, без остатка Al(OH)3 ¯, белый гель Cr(OH)3 ¯, серо-зеленый или серо-фиолетовый Zn(OH)2 ¯, белый Sn(OH)2 ¯ або Sn(OH)4 ¯, белые
NaOH або KOH в остатке Al(OH)4, бесцветный раствор Cr(OH)4, зеленый раствор Zn(OH)42‑, бесцветный раствор Sn(OH)3, Sn(OH)5, бесцветный раствор
NH3 в остатке Al(OH)3 ¯, белый гель Cr(OH)3 ¯, серо-зелений Zn(NH3)42+, бесцветный раствор Sn(OH)2 ¯, или Sn(OH)4 ¯
H2O2 (щелочная среда) Al(OH)4, бесцветный раствор CrO42‑, желтый раствор Zn(OH)42‑, бесцветный раствор Sn(OH)5, бесцветный раствор
Н2О2 (среда HCl) Al3+ Н2CrO6, синий раствор Zn2+ SnCl62‑, бесцветный раствор
Ализарин Красный лак Лак Лак Лак

Таблица 9 (продолжение)

Реактиви Al3+ Cr3+ Zn2+ Sn(II), Sn(IV)
Дитизон с СCl4 (сильно щелочная среда) Малиновые растворы в воде и у СCl4
(NH4)2{Hg(SСN)4} ZnHg(SCN)4 ¯, белый в присутствии очень разбавленного раствора Со2+– синий

 

Лабораторная работа 5. Анализ катионов 3-й группы

В систематическом анализе катионов раствор, с которого обособленно первой и второй группы, является сильно кислым. Нейтрализуйте его, добавляя раствор с с(NaOH) = 6 моль/л.
Тогда катионы 3-5-й группы могут образовывать осадки гидроксидов. Отделяя катионы 3-й группы от 4-5-й групп, 10-15 капель раствора нейтрализован (с осадком, если тот образовался) поместите в фарфоровую чашку, добавьте 10 5 капель перекиси водорода и 15 октября капель раствора с с(NaOH)= 6 моль/л.
Чашку нагрейте на песчаной бане, перемешивая и не доводя до кипения. При этом избыток перекиси водорода разлагается, выделяя пузырьки кислорода. После такой обработки раствор содержит оксо и гидроксосоединения элементов в таких окислительных состояниях: Zn (II), Al (III), Cr (VI), Sn (IV), небольшие количества Cu (II) и Cd (II), а также Ca ( II) и щелочных металлов. Осадок содержит гидроксиды катионов 4 -5-й групп и может содержать SnО(ОН)2(s), если в объекте анализа много олова. Этот осадок оставляют для анализа 3 и 4 й групп (см ниже, лабораторная работа 8, стр. 82). Раствор должен быть бесцветным, а при наличии Cr (VI) - желтым. Содержимое чашки вылейте в пробирку и отделите на центрифуге от осадка. Из прозрачного раствора обнаруживают катионы 3 й группы.

Проявляя станум, до 2-3 капель этого раствора (его рН должен быть равен » 1) добавьте 2-3 капли раствора дитиола. В зависимости от содержания станум, при его наличии выпадает красный осадок или раствор окрашивается в красный цвет.

Если станум обнаружено, его следует отделить, потому что он мешает реакции обнаружения алюминия с Морин. Отделяя станум, к раствору добавьте (в вытяжном шкафу) по каплям раствор Na2S, контролируя, достигнуты избытка реагента, капельной реакцией с нитратом свинца на фильтровальной бумаге. Во время осаждения олова среда должна оставаться кислым.

Схема хода анализа катионов 3-й группы

    3-6 групп ы катионов  
     
    NaOH, H2O2  
  Bi(OH)3¯, MnO(OH)2¯, Fe(OH)3¯, SbO(OH)3¯, Ni(OH)3¯, Co(OH)3¯, HgO¯, Mg(OH)2¯, Cu(OH)2¯, Cd(OH)2¯   Al(OH)4, Zn(OH)3, Sn(OH)62‑, CrO42‑, Ca2+, 6-я группа катионов
     
    NH4NO3  
  Al(OH)3 ¯, Sn(OH)4 ¯   Zn(NH3)42+ CrO42‑
    HCl  
  Al3+, SnCl62‑      
        Выявление Zn   Выявление Cr
  Выявление Al   Выявление Sn  
                                           

Отделить осадок SnS2(s) и части раствора добавьте раствор NaАс к рН » 4. На фильтровальную бумагу нанесите 2-3 капли раствора морина, подсушите, осветите УФ - излучателем и добавьте 1-2 капли раствора - или того, что образовался после удаления SnS2(s), или того, в части которого обнаружили станум. О наличии алюминия свидетельствует зеленая флуоресценция, не исчезает, если продукт обработать раствором с
с(HCl)=2 моль/л.

Проявляя цинк, части раствора, оставшегося после отделения гидроксидов алюминия и олова, добавьте уксусную кислоту к рН = 5-7, и нанесите каплю раствора на часовое стекло. Добавьте по капле раствора Со(NО3)2 (очень разбавленного, «для цинка») и раствора (NН4)2Нg(SСN)4. Поверхность стекла потрите стеклянной палочкой. Не позднее чем за 2 минуты при наличии цинка должно выпасть голубой (а не ярко синий !!) осадок. Рекомендуем осуществлять контрольный опыт, сравнивая результат с полученным в системе без Zn2+ - иона.

Проявляя хром, на фильтровальную бумагу нанесите кап-лю раствора анализируют, а рядом - каплю раствора ацетата бензидина. Синий цвет там, где перекрываются пятна растворов, свидетельствует о наличии хрома.

A групa катионов

Катионы 4 й группы является гидролизованными. Соли Вi (III) и Sb (III) легко гидролизуются в воде до осадков основных солей. В условиях отделения 3-й группы от 4-х и 5-й (щелочная среда в присутствии Н2О2) образуются осадки Fe(OH)3(s), MnO(OH)2(s), SbO(OH)3(s) . В отличие от соединений катионов 5-й группы, они не растворяются в аммиаке в присутствии Н2О2.

В катионов Zn2+ и Al3+, с заполненными внешними 8- и 18-электронными оболочками, постоянная степень окисления. Способными к окислительно-востановленных преобразований является Fe, Mn, Bi и Sb, существующих в окислительных состояниях: Fe (II) и Fe (II и) Mn (II), Mn (IV), Mn (VI) и Mn (VII) Bi, Bi (III) и Bi (V); Sb (0), Sb (III) и Sb (V). Хром и станум действием Н2О2 в среде NaOH окисляют до CrO42- и Sn(OH)62-. Окислительно-восстановительные свойства проявляются по-разному в кислой и щелочной средах. Восстановительные свойства Sn(II) усиливаются с увеличением рН.

Катионы 4-й группы склонны к образованию комплексов. В анализе используют оранжевый комплекс ВiI4-. В солянокислых растворах сурьма (III) и стихий (V) существуют в хлоридных комплексах SbCl63- и SbCl6-. Железа (II) и железа (III) часто маскируют, переводя их в бесцветные комплексы. Если Mn (II), Bi (III) и Sb (III) являются бесцветными, то Fe2+ - бледно-зеленый, гидролизованный Fe3+ - желтый, Mn2+ - бледно-розовый, MnО4- - фиолетовый.

Лабораторная работа 6. Реакции катионов 4-й группы

Железа (II) и железа (III)

6.1.1. Осаждения Fe(OH)2(s) и Fe(OH)3(s), их свойства. В отдельные пробирки налейте по 2-3 капли растворов FeSO4 и FeCl3, в каждую добавьте равный объем раствора с с(NH3) = 3 моль/л. Осадки отделите, разделите на 2 части и испытайте их растворимость в кислоте и в лугу.

Запишите уравнения реакций. Почему употребляют свежеприготовленный раствор FeSO4? Как он меняется под действием воздуха? Найдите lg K реакций образования гидроксокомплексов железа. Почему, готовя растворы Fe (iii), их подкисляют? Исследуйте зависимость растворимости Fe(OH)2(s) и Fe(OH)3(s) от рН по КЛД. Или в условиях анализа Fe(OH)3(s) является заметно амфотерными?

6.1.2. РеакцияFe (II)с диметилглиоксимом (диацетилдиоксимом),

К раствору FeSO4 добавьте кристаллик виннокислого натрия, каплю раствора диацетилдиоксиму и 1-2 капли раствора с с(NH3)=3 моль/л. Красная окраска раствора обусловлено внутрикомплексные составом, что, в отличие от соединения никеля, растворимый в воде.

Запишите уравнения реакций. В чем роль аммиачные среды? Какие реакции железа (II) маскируют тартраты (соли винной кислоты)?

6.1.3. Реакция Fe3+ с тиоцианатом. K 2-3 каплям раствора FeCl3 добавьте равный объем насыщенного раствора NH4SCN, с с(КSCN)=2 моль/л.

Запишите Ваши наблюдения и уравнения реакций.

6.1.4. Реакции Fe3+ с K4Fe(CN)6 и Fe2+ с K3Fe(CN)6. В
одну из пробирок поместите 1-2 капли раствора FeCl3, а в другую столько же раствора FeSO4. В первую добавьте 1 каплю раствора K4Fe(CN)6, а во вторую - раствора K3Fe(CN)6.

Сравните осадки, образовавшиеся. По одним представлениям – это

K+ + Fe3+ + Fe(CN)64‑ D КFe[Fe(CN)6](s),

K+ + Fe2+ + Fe(CN)63‑ D КFe[Fe(CN)6](s),

где продуты не отличаются друг от друга, по другим - это «берлинская лазурь», Fe4[Fe(CN)6]3(s), образующийся во втором случае в результате предыдущего окислительно-восстановительного преобразования,

Fe(CN)63‑ + е D Fe(CN)64‑, Fe2+ – е D Fe3+.

Интенсивную окраску характерно для соединений в которые тот же элемент входит в различных степенях окисления.

6.1.5. Окисления Fe2+ к Fe3+. К 2-3 каплям раствора FeSO4 добавьте 2 3 капли раствора с с(NаОН)=6 моль/л и 5-10 капель раствора Н2О2 с массовой долей 3%.

Запишите уравнения реакций, в том числе окисления гидроксида железа (II) в гидроксид железа (III) в щелочной среде. Найдите их lg K.

Висмут (III)

6.2.1. Осаждения Вi(OH)3 (s). К 2 каплям раствора Ві(NО3)3 добавьте 3-4 капли раствора с с(NH3)=3 моль/л. Осадок, а не промывая, разделите на 2 пробирки и проверьте его растворимость в с(HCl)=3 моль/л и с(NаОН)=6 моль/л. (Реакции осуществляют также на темной капельной пластинке).

Запишите уравнения реакций (учесть комплексы Ві3+ с Cl). Проявляет висмут (III) амфотерные свойства?

6.2.2. Образование хлорида бисмутилу. К 2-3 каплям раствора Ві(NО3)3 добавьте 1-2 капли раствора с
с(NH4Cl) =4 моль/л и разведите смесь тройным объемом воды.

Отметьте цвет осадка. Исследуйте его растворимость в с (HCl) = 3 моль/л.

Запишите уравнения реакций. Почему растворы солей висмута (III) готовят с добавлением соответствующих кислот?

6.2.3. Восстановление висмута (III) станум (II). Повторите опыт 4.4.2.

6.2.4. Реакция висмута(III) с КІ. До 1 капли раствора Ві(NО3)3 добавьте 1 каплю раствора с с(КІ) = 0,5 моль/л. Выпадает черный осадок. Добавьте еще раствор КІ, перемешивая, пока осадок растворится. Раствор разведите водой, причем осадок образовывается снова.

Запишите уравнения реакций. Как убедиться, что, взаимодействуя с висмута, иодид не окисляется до элементного иоду, что также в растворе желтый, в осадке темный и растворимый в КІ?

Марганец

6.3.1. ОсажденияMn(OH)2(s), MnO(OH)2(s) и их свойства. В 2 пробирки налейте по 1-2 капли раствора Mn(NO3)2, в одну из них добавьте каплю раствора Н2О2 с массовой долей 3%, затем в каждую пробирку по 2-3 капли раствора с с(NH3)=3 моль/л .

Отметьте разницу в цветах осадков, отделите, промойте событие раствором с с(НNО3)= 3 моль/л. К тому из них, не растворился, добавьте несколько капель раствора Н2О2. Или теперь осадок растворился?

Запишите уравнения реакций между формами, во соответствующих областях рН. Найдите lg K реакций.

6.4.3. Реакция сурьмы (V) с родамином. На белую капельную пластинку нанести каплю раствора SbCl3, добавьте 2 капли раствора с с(NаNО2)=2 моль/л, затем 2 капли раствора родамина Б

Как влияет NаNО2 на окислительный состояние сурьмы? Напишите уравнения реакций.

6.3.2. Окисления Mn2+ к MnО4-. В пробирку внесите каплю раствора Mn(NO3)2, добавьте дистиллированной воды до верха пробирки, содержание вылейте и добавьте 5 капель дистиллированной воды. Каплю разбавленного раствора нанесите на капельную пластинку, добавьте каплю раствора НАс и несколько кристалликов КIО4.

Отметьте цвет раствора. Запишите уравнения реакций. К какой форме восстанавливается тетраоксоиодат (VII)? Какой
lg K линейной комбинации реакций?

Таблица 10







Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; Нарушение авторского права страницы

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.232.51.69 (0.013 с.)