АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ IV АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ
Групповым реагентом на катионы IV аналитической группы является 2 М раствор гидроксида натрия NaOH. При действии NaOH на раствор, содержащий ионы IV аналитической группы, сначала образуются аморфные осадки соответствующих гидроксидов: серо-зеленый Cr(OH)3, белые Zn(OH)2, Al(OH)3 и Sn(OH)2. Так как гидроксиды хрома (III), цинка, алюминия и олова(II) проявляют амфотерные свойства, то они растворяются в избытке щелочи с образованием соответствующих гидроксосоединений: Zn2+ + 2 OH- ® ¯ Zn(OH)2 Al3+ + 3 OH- ® ¯ Al(OH)3 Cr3+ + 3 OH- ® ¯ Cr(OH)3 Sn2+ + 2 OH- ® ¯ Sn(OH)2 ¯ Zn(OH)2 + 2 OH- ® [Zn(OH)4]2- ¯ Al(OH)3 + OH- ® [Al(OH)4]- ¯ Cr(OH)3 + OH- ® [Cr(OH)4]- ¯ Sn(OH)2 + OH- ® [Sn(OH)3]- 1. Аналитические реакции катиона цинка, Zn2+ 1.1. Реакция с раствором аммиака. Ионы Zn2+ с раствором аммиака образуют белый осадок гидроксида цинка, который растворяется в избытке аммиака с образованием аммиаката цинка: Zn2+ + 2 NH3 + 2 H2O ® ¯ Zn(OH)2 + 2 NH4+ ¯ Zn(OH)2 + 4 NH3 → [Zn(NH3)4]2+ + 2 OH- Выполнение реакции: поместите в пробирку 4-5 капель раствора соли цинка. Прилейте к нему по каплям 2 М раствора аммиака до образования белого осадка. К полученному осадку прилейте избыток раствора NH3 до растворения осадка. Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде. 1.2. Реакция с дитизоном. Ионы Zn2+ с дитизоном C6H5-NH-N=С(SН)-N=N-C6H5 (дифенилтиокарбазоном) образуют внутрикомплексную соль красного цвета, растворимую в хлороформе (CHCl3). Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли цинка, добавьте 2-3 капли ацетатного буфера и затем 2-3 капли 10% раствора дитизона в хлороформе. Энергично встряхните пробирку. Образующаяся в результате реакции внутрикомплексная соль экстрагируется в слой хлороформа, и он окрашивается в красный цвет. Запишите наблюдения в тетрадь.
2. Аналитические реакции катиона алюминия, Al3+ 2.1. Реакция с раствором аммиака. Ионы Al3+ образуют с раствором аммиака белый аморфный осадок гидроксида алюминия Al(OH)3, нерастворимый в избытке аммиака: Al3+ + 3 NH3 + 3 H2O ® ¯ Al(OH)3 + 3 NH4+ Выполнение реакции: поместите в пробирку 4-5 капель раствора соли алюминия и прибавьте к нему 5-6 капель 2 М раствора NH3. Проверьте растворимость гидроксида алюминия в избытке раствора аммиака. Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде. 2.2. Реакция с ализарином. Ализарин - C14H6O2(OH)2, образует с Al(OH)3 внутрикомплексную соль красного цвета (алюминиевый лак). Выполнение реакции: возьмите кусочек фильтровальной бумаги и нанесите на него пипеткой 1 каплю раствора соли алюминия. Подержите бумагу в течение 1-2 мин. над открытой склянкой с концентрированным (25%) раствором NH3. На бумаге образуется Al(OH)3. В центр влажного пятна нанесите каплю ализарина и еще 1-2 мин. подержите фильтровальную бумагу над склянкой с концентрированным раствором NH3. Подсушите фильтровальную бумагу над пламенем газовой горелки. При этом исчезает фиолетовая окраска ализарина, а красное пятно алюминиевого лака остается. Запишите наблюдения в тетрадь.
3. Аналитические реакции катиона хрома (III), Cr3+ 3.1 Реакция со щелочами. Гидроксиды натрия и калия осаждают ионы Cr3+ в виде гидроксида Cr(OH)3 серо-зеленого цвета, который растворяется в избытке щелочи с образованием зеленого раствора тетра- или гексагидроксохромата(III). Cr3+ + 3 OH- → ¯ Cr(OH)3 ¯ Cr(OH)3 + OH- → [Cr(OH)4]- 3.2 Реакция с пероксидом водорода в щелочной среде. Ионы Cr3+ в избытке щелочи окисляются пероксидом водорода Н2О2 до хромат-ионов CrO42- - желтого цвета: 2 Cr3+ + 10 OH- + 3 Н2О2 → 2 CrO42- + 8 Н2О Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли хрома (III) и прибавьте 6-7 капель 2 М раствора NaOH до образования зеленого раствора гидроксокомплекса хрома (III). К полученному раствору прибавьте 3-4 капли 10% раствора Н2О2 и нагрейте смесь на водяной бане в течение 2-3 минут. Окрашивание раствора в желтый цвет свидетельствует об образовании иона CrO42-. Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
4. Аналитические реакции катиона олова, Sn2+ 4.1 Реакция с солями висмута (III) в щелочной среде. Ионы Sn2+ в щелочной среде окисляются солями висмута (III) до Sn4+ с образованием черного осадка металлического висмута: 2 Bi3+ + 3 [Sn(OH)3]- + 9 OH- →→ ¯ 2 Bi + 3 [Sn(OH)6]2- Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора соли Sn2+ добавьте избыток раствора NaOH (4 М) – до растворения образовавшегося белого осадка Sn(OH)2. К полученному раствору прибавьте по каплям раствор соли Bi3+ до появления черного осадка. Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
Лабораторная работа № 6
|
