АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ V АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ
Групповым реагентом на катионы V аналитической группы является 25% раствор NH3. При действии раствора аммиака на раствор, содержащий катионы V аналитической группы, образуются аморфные осадки соответствующих гидроксидов: белые Mg(OH)2, Fe(OH)2, Sb(OH)3, красно-бурый Fe(OH)3 и желто-розовый Mn(OH)2, которые нерастворимы в избытке NH3. Mg2+ + 2 NH3 + 2 H2O ® ¯ Mg(OH)2 + 2 NH4+ Fe2+ + 2 NH3 + 2 H2O ® ¯ Fe(OH)2 + 2 NH4+ Fe3+ + 3 NH3 + 3 H2O ® ¯ Fe(OH)3 + 3 NH4+ Mn2+ + 2 NH3 + 2 H2O ® ¯ Mn(OH)2 + 2 NH4+ Sb3+ + 3 NH3 + 3 H2O ® ¯ Sb(OH)3 + 3 NH4+ Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соответствующей соли и 2-3 капли 25% раствора аммиака. Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде. Гидроксиды Mg(OH)2, Fe(OH)2 и Mn(OH)2 растворяются в насыщенном растворе NH4Cl: ¯ Mg(OH)2 + 2 NH4+ à Mg2+ + 2 NH3 + 2 H2O Основания Mg(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3 и Mn(OH)2 не растворяются в растворах щелочей и аммиака, но легко растворяются в сильных кислотах. Гидроксид железа (II) в щелочной среде быстро окисляется кислородом воздуха до гидроксида железа (III): ¯ 4 Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O ® ¯ 4 Fe(OH)3 Гидроксид сурьмы Sb(OH)3 растворяется в растворах щелочей и концентрированной соляной кислоте с образованием соответствующих комплексных ионов [Sb(OH)4]- и [SbCl4]-. 1. Аналитические реакции катиона магния, Mg2+ 1.1 Реакция с 8-оксихинолином, (C9H6NOH). Ионы Mg2+ в аммиачной среде (рН = 9-10) с 8-оксихинолином образуют зеленовато-желтый осадок оксихинолята магния Mg(C9H6NO)2: Mg2+ + 2 C9H6NOH → Mg(C9H6NO)2 + 2 H+ Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли магния, 3-4 капли аммиачного буферного раствора и 3-4 капли раствора 8-оксихинолина. Перемешайте смесь палочкой. Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде. 1.2 Реакция с гидрофосфатом натрия, Na2HPO4. Катионы магния Mg2+ в присутствии аммиака и хлорида аммония образуют белый кристаллический осадок фосфата магния и аммония MgNH4PO4, который легко растворяется в уксусной и сильных кислотах: Mg2+ + NH3 + HPO42- → ¯ MgNH4PO4 ¯ MgNH4PO4 + 3 H+ → Mg2+ + NH4+ + H3PO4 ¯ MgNH4PO4 + CH3COOH → Mg2+ + NH4+ + CH3COO- + HPO42- Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли магния, добавьте 2-3 капли раствора HCl (2 М) и 2-3 капли раствора Na2HPO4. Затем добавьте в пробирку 1 каплю раствора фенолфталеина и по каплям раствор аммиака (2 М), перемешивая содержимое пробирки стеклянной палочкой, до появления розовой окраски фенолфталеина (рН» 9). В присутствии иона Mg2+ выпадает белый кристаллический осадок. Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде. 1.3. Реакция с растворами щелочей. Ионы Mg2+ с раствором NaOH или KOH образуют белый аморфный осадок Mg(OH)2, нерастворимый в избытке щелочи, но растворимый в концентрированном растворе NH4Cl: ¯ Mg(OH)2 + 2 NH4+ → Mg2+ + 2 NH3 + 2 H2O Выполнение реакции: поместите в пробирку 4-5 капель раствора соли магния и прибавьте к нему 4-5 капель раствора NaOH (2 М), а затем 5-7 капель раствора NH4Cl. Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
2. Аналитические реакции катиона железа (II), Fe2+ 2.1. Реакция с гексацианоферратом (III) калия, K3[Fe(CN)6]. Ионы Fe2+ в кислой среде с гексацианоферратом (III) калия образуют синий осадок – калия-железа (II) гексацианоферрат (III) (турнбулева синь): Fe2+ + K+ + [Fe(CN)6]3- → ¯ KFe[Fe(CN)6] Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли железа (II), добавьте 1-2 капли 2 М раствора HCl и 1-2 капли раствора K3[Fe(CN)6]. Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
3. Аналитические реакции катиона железа (III), Fe3+ 3.1. Реакция с гексацианоферратом (II) калия, K4[Fe(CN)6]. Ионы Fe3+ в кислой среде с гексацианоферратом (II) калия образуют темно-синий осадок калия-железа (III) гексацианоферрат (II) (берлинская лазурь): Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6]4- → ¯ KFe[Fe(CN)6] Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли железа (III), добавьте 1-2 капли 2 М раствора HCl и 1-2 капли раствора K4[Fe(CN)6]. Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде. 3.2. Реакция с роданидом аммония, NH4SCN, или роданидом калия, KSCN. Ионы Fe3+ в кислой среде (pH = 2) с роданидом аммония или калия образуют комплексное соединение, которое окрашивает раствор в кроваво-красный цвет: Fe3+ + 6 SCN- → [Fe(SCN)6]3- Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли соли железа (III). Универсальным индикатором проверьте рН. При необходимости прибавьте 1-2 капли 2 М раствора HCl. Прибавьте 2-3 капли насыщенного раствора роданида аммония (или калия) или сухую соль. Обратите внимание на окраску раствора. Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
4. Аналитические реакции катиона марганца (II), Mn2+ 4.1. Реакция с висмутатом натрия, NaBiO3. Ионы Mn2+ в азотнокислой среде окисляются висмутатом натрия до ионов MnO4-, окрашивающих раствор в малиновый цвет: 2 Mn2+ + 5 NaBiO3 + 4 H+ → 2 MnO4- + 5 BiO+ + 5 Na+ + 2 H2O Выполнение реакции: внесите в пробирку на кончике шпателя немножко порошка висмутата натрия. Прибавьте 2 мл 2 М раствора азотной кислоты и 1-2 капли раствора соли марганца (II). Малиновый цвет раствора указывает на образование иона MnO4-. Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
5. Аналитические реакции катиона сурьмы (III), Sb3+ 5.1. Реакция с тиосульфатом натрия, Na2S2O3. Катионы Sb3+ при нагревании с тиосульфатом натрия образуют осадок красного цвета (сероксид сурьмы (III) Sb2OS2): 2 Sb3+ + 2 S2O32- + 3 H2O → ¯ Sb2OS2 + 2 SO42- + 6 H+ Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора хлорида сурьмы, добавьте несколько капель серной кислоты (1 М), бросьте кристаллик Na2S2O3 и нагрейте на водяной бане. Образуется красный осадок Sb2OS2. Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.
Лабораторная работа № 7
|
