Комплексные соли железа и реакции

Ионов двух- и трехвалентного железа

Из комплексных солей железа большое практическое значение имеют: железистосинеродистый калий или желтая кровяная соль К₄[Fe(CN)₆] и железосинеродистый калий (красная кровяная соль) К₃[Fe(CN)₆].

Железистосинеродистый калий К₄[Fe(CN)₆], диссоциирующий в растворе на ионы К^▪ и ионы [Fe(CN)₆]^״״,является реактивом на ионы трехвалентного железа, так как при взаимодействии ионов [Fe(CN)₆]^״״ с ионами Fe^▪▪▪ получается характерный синий осадок железистосинеродистого железа Fe₄[Fe(CN)₆]₃, называемого берлинской лазурью.

В свою очередь железистосинеродистый калий К₃[Fe(CN)₆] (вернее, ион [Fe(CN)₆]^״״ cлужит реактивом на ионы двухвалентного железа Fe^▪▪, дающие с ионами [Fe(CN)₆]^״״ cиний осадок железистосинеродистого железа, так называемую турнбулеву синь Fe₃[Fe(CN)₆]₂, похожую на берлинскую лазурь, но имеющую другой состав.

Отличить ионы Fe^▪▪▪ от ионов Fe^▪▪ можно еще по действию на них роданистых солей (например, NH₄CNS), так как ион Fe^▪▪▪ образует с ионами CNS^/ слабодиссоциирующее роданистое железо Fe(CNS)₃, окрашенное в характерный вишневый цвет. Ионы Fe^▪▪ не дают этой реакции.

Для работы нужны:1) растворы солей К₄[Fe(CN)₆], К₃[Fe(CN)₆], NH₄CNS, FeCI₃;

2) раствор соли Мора;3) раствор щелочи

Опыт 1. Испытание растворов К₄^+II[Fe(CN)₆] К₃^+III[Fe(CN)₆] на присутствие в них ионов Fe^▪▪ и Fe^▪▪▪.

1. Налить в одну пробирку 2-3 мл раствора К₄[Fe(CN)₆], в другую столько же раствора К₃ [Fe(CN)₆].
2. Прибавить в обе пробирки немного раствора щелочи. Несмотря на то, что состав взятых солей входит железо, осадков Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃ не образуется. Это указывает на то, что свободных ионов Fe^▪▪ и Fe^▪▪▪ в растворах не имеется.

Опыт 2. Получение берлинской лазури

Налить в пробирку 3-4 мл раствора FeCI₃, подкислить его несколькими каплями соляной кислоты, затем прибавить немного раствора К₄[Fe(CN)₆]. Выпадает синий осадок берлинской лазури.

Опыт 3. Получение турнбулевой сини

К 3-4 мл раствора соли Мора прибавить раствора К₃[Fe(CN)₆]. Образуется осадок турнбулевой сини.

Составить ионные уравнения реакций образования берлинской лазури и турнбулевой сини.

Опыт 4. Реакция на ионы Fe^▪▪▪ с роданистым аммонием

1. К раствору FeCI₃ прибавить немного раствора NH₄CNS. Жидкость окрашивается в вишневый цвет.
2. Написать уравнение реакции.

 

 

РАБОТА № 14

Гидролиз трехвалентного железа

Для работы нужны: 1) хлорное железо в кристаллах; 2) раствор NaCH₃COO.

Вследствие того, что гидрат окиси железа имеет слабо выраженные основные свойства, соли трехвалентного железа в значительной степени подвергаются гидролизу.

Опыт 1. Реакция раствора FeCI₃. Усиление гидролиза FeCI₃ при нагревании.

1. Растворить в воде немного хлорного железа FeCI₃ и испытать раствор лакмусовой бумажкой.
2. Нагреть раствор FeCI₃ до кипения. Жидкость становится мутной вследствие образования нерастворимой основной соли Fe(OH)₂CI и гидрата окиси железа Fe(OH)₂.

Опыт 2. Гидролиз уксуснокислого железа.

1. К раствору FeCI₃ прибавить раствор NaCH₃COO. Жидкость окрашивается в красно-коричневый цвет вследствие образования слабоионизированного уксусно-кислого железа Fe(CH₃COO)₃.

2. Прокипятить раствор. Выпадает осадок гидрата окиси железа или раствор основной соли Fe(ОН)₂CH₃COO.

Составить уравнения реакций гидролиза хлорного и уксуснокислого железа.

X. КОБАЛЬТ и НИКЕЛЬ

 

Элементы кобальт и никель помещаются в VIII группе периодической системы, образуя вместе с железом одно семейство родственных элементов (“триаду”). В отношении химических свойств все три элемента имеют много общего.

Кобальт и никель образуют соединения как двух и как трехвалентные элементы; однако соединения, в которых они трехвалентны (кроме комплексных солей кобальта), очень неустойчивы.

Соли двухвалентного кобальта имеют в растворе розовый цвет, а соли никеля − зеленый.

Для кобальта и никеля известно много комплексных солей, причем в комплексных солях кобальт обычно трехвалентен. Координационное число иона Co^▪▪▪ равно шести.

РАБОТА №15

Соединения кобальта и никеля

Для работы нужны:1) растворы солей кобальта и никеля; 2) бромная вода;3) железные щипцы;4) кусок фильтровальной бумаги; 5) разбавленный и концентрированный растворы щелочи.

Опыт 1. Действие щелочей на растворимые соли двухвалентных кобальта и никеля.

1. К раствору соли кобальта прилить немного щелочи. Выпадает синий осадок основной соли. Раствор с осадком нагреть. Основная соль превращается в розово-красный гидрат закиси кобальта Сo(OH)₂.

2. Прибавить немного щелочи к раствору никелевой соли. Выпадает зеленый осадок Ni(OH)₂/

Опыт 2. Получение гидратов окисей кобальта и никеля Сo(OH)₂ и Ni(OH)₂/.

1. В двух пробирках получить осадки Сo(OH)₂ и Ni(OH)₂.К обоим осадкам прибавить немного концентрированного раствора щелочи и избыток бромной воды. Осадки чернеют вследствие окисления гидратов закисей кобальта и никеля в гидраты окисей.

2. Составить уравнения произведенных реакций.

Опыт 3. Получение аммиачных комплексов кобальта и никеля.

1. К раствору соли кобальта прибавить раствор аммиака до растворения образующегося вначале осадка основной соли. Получается грязно-желтый раствор, содержащий двухвалентные комплексные ионы [Сo(NH₃)₆]^▪▪.
2. Полученный раствор нагреть и прибавить к нему немного раствора перекиси водорода. Розово-желтая окраска раствора переходит в красную вследствие окисления двухвалентного кобальта в трехвалентный и образования более прочных ионов [Сo(NH₃)₆]^▪▪▪.
3. Подействовать аммиаком на раствор никелевой соли. Выпадающий вначале осадок основной соли растворяется в избытке аммиака с образованием комплексных ионов [Ni(NH₃)₆]^▪▪, причем раствор окрашивается в сине-фиолетовый цвет.

Опыт 4. Изменение окраски солей двухвалентного кобальта. Смочить кусочек фильтровальной бумаги размером 15-20 см² раствором соли кобальта. Держа бумажку щипцами высоко над пламенем горелки, высушить ее. По мере высыхания бумажка синеет вследствие образования более бедных водою кристаллогидратов.

При увлажнении бумажки синяя окраска снова переходит в розовую.

1. К раствору соли двухвалентного кобальта прибавить концентрированной соляной кислоты. Раствор становится синим вследствие частичной потери гидратированными ионами Co^▪▪ связанной с ними воды.

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Удельные веса водных растворов некоторых солей при 20⁰

%	NaCl	KNO2	Na2CO3	MgSO4	CaSO4
	1,013	1,0108	1,0190	1,0186	1,019
	1,03	1,0234	1,0398	1,0392	1,040
	1,041	1,0363	1,0606	1,0602	1,084
	1,056	1,0494	1,0816	1,0816	1,084
	1,071		1,1029	1,1034	1,107
	1,086	1,0762	1,1244	1,1256	1,131
	1,101	1,0899	1,1463	1,1484	1,154
	1,116	1,1039		1,1717	1,180
	1,132	1,1181		1,1955	1,206
	1,148	1,1326		1,2198

Степень диссоциации некоторых кислот и оснований в 0,1 н. растворах при 18⁰

Электролит	Формула	Степень диссоциации, в %
Кислоты
Соляная	HCl
Бромистоводородная	HBr
Йодистоводородная	HJ
Азотная	HNO3
Серная	H2SO4
Сернистая	H2SO3
Фосфорная	H3PO4
Фтористоводородная	HF	8,5
Уксусная	CH3COOH	1,3
Угольная	H2CO3	0,17
Сероводородная	H2S	0,07
Синильная	HCN	0,01
Борная	H3BO3	0,01
Основания
Гидроокись бария	Ba(OH)2
Едкое кали	KOH
Едкий натрий	NaOH
Гидроокись аммония	NH4OH	1,3

· Для многоосновных кислот указана степень первичной диссоциации

 

УДЕЛЬНЫЕ ВЕСА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ ПРИ 18⁰

%	H2SO4	HNO3	HCl	KOH	NaOH	NH4OH
	1,027	1,022	1,019	1,033	1,046	0,983
	1,040	1,033	1,029	1,048	1,069	0,973
	1,055	1,044	1,039	1,065	1,092	0,967
	1,069	1,056	1,049	1,082	1,115	0,960
	1,083	1,068	1,059	1,100	1,137	0,958
	1,098	1,080	1,069	1,118	1,159	0,946
	1,112	1,093	1,079	1,137	1,181	0,939
	1,127	1,106	1,089	1,156	1,203	0,932
	1,143	1,119	1,100	1,176	1,225	0,926
	1,158	1,132	1,110	1,196	1,247	0,919
	1,174	1,145	1,121	1,217	1,268	0,913
	1,190	1,158	1,132	1,240	1,,289	0,908
	1,205	1,171	1,142	1,263	1,310	0,903
	1,224	1,184	1,152	1,286	1,332	0,898
	1,238	1,198	1,163	1,310	1,352	0,893
	1,255	1,211	1,173	1,334	1,374	0,889
	1,273	1,225	1,183	1,358	1,395	0,884
	1,290	1,238	1,194	1,384	1,416
	1,307	1,251		1,411	1,437
	1,324	1,264		1,437	1,458
	1,342	1,277		1,460	1,478
	1,361	1,290		1,485	1,499
	1,380	1,303		1,511	1,519
	1,399	1,316		1,538	1,540
	1,419	1,328		1,564	1,560
	1,439	1,340		1,590	1,580
	1,460	1,351		1,616	1,601
	1,482	1,362			1,622
	1,503	1,373			1,643
	1,535	1,384
	1,547	1,394
	1,571	1,403
	1,594	1,412
	1,617	1,421
	1,640	1,,429
	1,664	1,437
	1,687	1,445
	1,710	1,453
	1,732	1,460
	1,755	1,467
	1,776	1,474
	1,793	1,480
	1,808	1,486
	1,819	1,491
	1,830	1,496
	1,837	1,500
	1,840	1,504
	1,841	1,510
	1,838	1,522

РАСТВОРИМОСТЬ ОСНОВАНИЙ И СОЛЕЙ В ВОДЕ ПРИ 18⁰

Ани- оны	К А Т И О Н Ы
K^▪	Na^▪	Li^▪	Ag^▪	Ti^▪	Ba^▪▪	Sr^▪▪	Ca^▪▪	Mg^▪▪	Zn^▪▪	Pb^▪▪
Cl^/	32,95 3,9	35,86 5,42	77,79 13,3	0,0316 0,0410	0,3 0,013	37,24 1.7	51,09 3,0	73,19 5,4	55,81 5,1	203,9 9,2	1,490,,05
Br^/	65,86 4,5	88,76 6,9	168,7 12,6	0,041 0,066	0,04 0,0215	103,6 2,9	96,52 3,4	143,3 5,2	103,1 4,6	478,2 9,8	0,598 0,02
J^/	137,5 6,0	177,9 8,1	161,5 8,5	0,0635 0,071	0,006 0,0317	201,4 3,8	169,2 3,9	4,8	148,2 4,1	6,9	0,08 0,022
F^/	92,56 12,4	4,44 1,06	0,27 0,11	195,4 13,5	72,05	0,16 0,0292	0,012 0,001	0,0016 0,032	0,0076 0,0214	0,005 0,025	0,07 0,003
NO3^/	30,34 2,6	83,97 7,4	7,43 7,3	213,4 8,4	8,91 0,35	8,74 0,33	66,27 2,7	121,8 5,2	74,31 4,0	117,8 4,7	51,66 1,4
ClO3^/	6,6 0,52	97,16 6,4	313,4 15,3	12,25 0,6	3,69 0,13	35,42 1,1	174,9 4,6	179,3 5,3	126,4 4,77	183,9 5,3	150,6 3,16
BrO3^/	6,38 0,38	36,67 2,2	152,5 8,20	0,59 0,025	0,30 0,009	0,8 0,02	30,0 0,9	85,17 2,3	42,86 1,5	58,43 1,8	1,3 0,03

РАСТВОРИМОСТЬ ОСНОВАНИЙ И СОЛЕЙ В ВОДЕ ПРИ 18⁰

Ани- оны	К А Т И О Н Ы
K^▪	Na^▪	Li^▪	Ag^▪	Ti^▪	Ba^▪▪	Sr^▪▪	Ca^▪▪	Mg^▪▪	Zn^▪▪	Pb^▪▪
JO2^/	7,62 0,35	8,33 0,4	80,43 3,84	0,004 0,0214	0,059 0,0216	0,05 0,001	0,25 0,0257	0,25 0,007	6,87 0,26	0,83 0,02	0,002 0,043
OH^/	142,9	116,4	12,04 5,0	0,01 0,001	40,04 1,76	3,7 0,22	0,77 0,063	0,17 0,02	0,001 0,022	0,035 0,034	0,01 0,034
SO4^//	11,11 0,62	16,83 1,15	35,64 2,8	0,55 0,020	4,74 0,09	0,0223 0,0410	0,011 0,036	0,20 0,015	35,43 2,8	53,12 3,1	0,0041 0,0313
CrO4^//	63,1 2,7	61,21 3,30	111,6 6,5	0,0025 0,0215	0,006 0,021	0,0238 0,0415	0,12 0,006	0,4 0,03	73,0 4,3	…. ….	0,042 0,065
C2O4^//	30,27 1,6	3,34 0,24	7,22 0,69	0,0035 0,032	1,48 0,030	0,0086 0,0338	0,0046 0,0326	0,0356 0,0443	0,03 0,0027	0,036 0,044	0,0315 0,055
CO2^//	108,0 5,9	19,39 1.8	1,3 0,17	0,003 0,031	4,95 0,10	0,0023 0,0311	0,011 0,047	0,0013 0,0313	0,1 0,01	0,004? 0,033?	0,024 0,043
В каждом квадрате верхнее число показывает, сколько граммов безводной соли растворяется в 100 мл воды. Нижнее число представляет молекулярную растворимость, т.е. число молей, содержащихся в одном литре насыщенного раствора. Числа, показывающие малую растворимость, написаны в сокращенном виде, например: 0,064= 0,0000004.

АТОМНЫЕ ВЕСА ВАЖНЕЙШИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Азот	…	N		Медь	…	Cu	63,54
Алюминий	…	Al		Мышьяк	…	As	74,9
Барий	…	Ba	137,4	Натрий	…	Na
Бор	…	B	10,8	Никель	…	Ni	58,7
Бром	…	Br	79,9	Олово	…	Sn	118,7
Висмут	…	Bi		Платина	…	Pt	195,2
Водород	…	H	1,008	Ртуть	…	Hg	200,6
Железо	…	Fe	55,9	Свинец	…	Pb	207,2
Золото	…	Au		Сера	…	S	32,1
Йод	…	J	126,9	Серебро	…	Ag	107,9
Кадмий	…	Cd	112,4	Сурьма	…	Sb	121,8
Калий	…	K	39,1	Углерод	…	C
Кальций	…	Ca	40,1	Фосфор	…	P
Кислород	…	O		Фтор	…	F
Кремний	…	Si	28,1	Хлор	…	Cl	35,5
Магний	…	Mg	24,32	Хром	…	Cr
Марганец	…	Mn	54,9	Цинк	…	Zn	65,4

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие……………………………………………………………………3

Введение

1. Общие указания работающим в лаборатории….. ……………………. 4

2. Ведение лабораторного журнала………………………………………. 5

3. Требования при сдаче зачета по лабораторному практикуму…………………………………………………………………………… 5

Глава 1. Важнейшие операции при лабораторных работах

1. Нагревание………………………………………………………………. 6
2. Весы и взвешивание…………………………………………………….. 9
3. Очистка твердых веществ……………………… ………………………12

Работа№1. Очистка медного купороса кристаллизацией ………………… 12