Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
РАСТВОРИМЫХ В ИЗБЫТКЕ РАСТВОРА АММИАКА(VI АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГРУППА КАТИОНОВ)» Cu2+, Hg2+, Cd2+, Co2+, Ni2+ Гидроксиды КОН и NaOH с растворами, содержащими катионы Cu2+, Cd2+, Ni2+, дают аморфные осадки гидроксидов, с катионами Hg2+ — оксиды, с катионами Со2+ — основные соли: CuSО4+2KOH ®Cu(OH)2¯ + K2SО4 CdCl2 + 2KOH® Cd(OH)2¯ + 2KCl NiCl2 + 2KOH ® Ni(OH)2¯ + 2KCl HgCl2 + 2KOH ® HgO¯ + 2KCl + H2О CoCl2 + KOH ® CoОНСl + KC1 Все эти осадки растворимы в кислотах (НС1, HNO3 и H2SO4) и в избытке аммиака, кроме соединений двухвалентной ртути, которые растворяются в 25%-ном растворе аммиака лишь при добавлении солей аммония. Опыт. В 5 пробирок налейте по 3 капли раствора соответствующей соли, добавьте по 3 капли раствора щелочи и перемешайте стеклянной палочкой. Обратите внимание на характер и цвет осадка. Затем добавьте в каждую пробирку по 8 капель хлороводородной кислоты, перемешайте стеклянной палочкой, обратите внимание на цвет и растворимость осадков. а) Раствор аммиака с солями, содержащими катионы шестой группы не в избытке, взаимодействуют с образованием разных веществ: 2CuSО4 + 2NH4ОH ® (CuOH)2SО4¯ + (NH4)2SО4 CdCl2 + 2NH4ОH ® Cd(OH)2¯ + 2NH4Cl HgCl2 + 2NH4ОH ® [NH2Hg]Cl¯ + NH4C1 + 2H2O NiCl2 + NH4OH ® NiOHCl¯ + NH4C1 CoCl2 + NH4OH ® CoOHCl¯ NH4C1 б) Концентрированный раствор аммиака в избытке дает: CuSO4 + 4NH4OH ® [Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O HgCl2 +4NH4OH ® [Hg(NH3)4]Cl2 + 4H2O CdCl2 + 4NH4OH ® [Cd(NH3)4]Cl2 + 4Н2O NiCl2 + 6NH4OH ® [Ni(NH3)6]Cl2 + 6H2O CoCl2 + 6NH4OH ® [Co (NН3)6]С12 + 6Н2O Образование аммиаката ртути (II) и кобальта происходит при добавлении хлорида аммония NH4C1 (избыток катиона NH4+ сдвигает реакцию вправо). Растворы аммиакатов довольно устойчивы, за исключением аммиаката кобальта, который постепенно (под влиянием кислорода воздуха) переходит в аммиакат кобальта (III), имеющего вишнево-красный цвет. В присутствии окислителей реакция протекает мгновенно. Опыт. Возьмите 5 пробирок, внесите в каждую из них по 3 капли раствора соответствующей соли, добавьте сначала по 3 капли раствора аммиака, перемешайте стеклянной палочкой. Обратите внимание на цвет осадка, затем добавьте в каждую пробирку по 6 капель концентрированного раствора аммиака, снова перемешайте стеклянной палочкой, кроме того, добавьте в растворы, содержащие катионы Hg2+ и Со2+, несколько кристаллов хлорида аммония NH4C1. Сероводород из нейтральных растворов осаждает все катионы шестой группы в виде сульфидов. Сернистые соединения меди, ртути, никеля и кобальта черного цвета, сульфид кадмия желтого цвета. Сульфид кобальта CoS и сульфид никеля NiS в кислых растворах в осадок не выпадают. CdS выпадает в осадок только в слабокислой (лучше уксуснокислой) среде. Сульфид меди CuS выпадает в осадок в присутствии соляной и серной кислот, но растворяется при нагревании в разбавленной азотной кислоте. Сульфид ртути HgS не растворяется в разбавленных кислотах, но растворяется в концентрированной азотной кислоте и царской водке при нагревании.(Сероводород H2S ядовит! Работать в вытяжном шкафу!) Опыт. Возьмите 5 пробирок и в каждую налейте по 3 — 4 капли раствора соответствующей соли и добавьте по 6 — 8 капель сероводородной воды. Для растворения осадков возьмите по 6 — 7 капель соответствующей кислоты и внесите их в пробирку, тщательно перемешайте стеклянной палочкой. Реакции катиона Cu2+ Растворы солей меди имеют голубую или зеленую окраску. 1. Водный раствор аммиака, взятый в некотором избытке, дает аммиакат меди, имеющий красивую сине-фиолетовую окраску: CuSО4 + 4NH4ОH ® [Cu(NH3)4]SО4 + 4H2О Опыт. В фарфоровую чашку возьмите 4 — 5 капель исследуемого раствора, осторожно выпарьте досуха на сетке, охладите и на периферическую часть пятна нанесите одну каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивной сине-фиолетовой окраски говорит о присутствии катиона Сu2+. Эту реакцию удобно использовать для открытия катиона Си2+ в присутствии катионов всех групп. 2. Тиосульфат натрия Na2S2O3, прибавленный к подкисленному раствору соли меди, обесцвечивает раствор, так как образуется комплексная соль. При нагревании полученного раствора образуется темно-бурый осадок Cu2S. Реакция катиона Сu2+ может протекать с тиосульфатом натрия Na2S2O3 по двум направлениям. а) При избытке Na2S2O3 : 2CuSO4 + 2Na2S2O3 ® Na2SO4 + Na2S4O6 + Cu2SO4 Cu2SO4 + Na2S2O3 ® Na2SO4 + Cu2S2O3 Cu2S2O3 + Na2S2O3 ® Na2[Cu2(S2O3)2] Na2[Cu2(S2O3)2] + H2SO4 ® Na2SO4 + H2[Cu2(S2O3)2] H2[Cu2(S2O3)2] + H2O ® H2SO4 + SO2 + S + Cu2S¯ 2CuSO4 + 4Na2S2O3 ® 3Na2SO4 + Na2S4O6 + S¯ + SO2 + Cu2S¯ б) При эквивалентных соотношениях: CuSO4+Na2S2O3 ® CuS2O3 + Na2SO4 CuS2O3 + H2O ® CuS¯ + H2SO4 Опыт. Налейте в пробирку 2 — 3 капли раствора сульфата меди CuSO4, добавьте 4 — 5 капель воды, 2 — 3 капли раствора серной кислоты и бросьте 2 — 3 кристаллика тиосульфата натрия Na2S2O3. Перемешайте стеклянной палочкой и нагрейте. Образуется темно-бурый осадок сульфида меди (I) и серы. Эта реакция может быть использована для отделения катиона Сu2+ от катиона Cd2+ (так как катион Cd2+ тиосульфатом натрия не осаждается) и для отделения катиона Cu2+ от катиона Hg2+. Сульфид меди (II) CuS растворяется в разбавленной азотной кислоте, сульфид ртути HgS не растворяется. 3. Металлический алюминий, железо и цинк восстанавливают катион Сu2+ до свободного металла, имеющего вид красной губчатой массы: Cu2+ + Zn ® Cu¯ + Zn2+ Опыт. На металлическую пластинку (алюминиевую, железную или цинковую) нанесите каплю анализируемого раствора, подкисленного серной кислотой. Через некоторое время появляется красноватое пятнышко меди. Условия проведения опыта: 1. Реакцию следует проводить в кислой среде (рН 1- 2). 2. В присутствии азотной кислоты осаждение меди не происходит. Реакции катиона Hg2+ Соли ртути ядовиты! 1. Сероводород и тиосульфат натрия Na2S2O3 в кислой среде с солями двухвалентной ртути при нагревании дают черный осадок сульфида ртути (II) HgS, нерастворимый в разбавленной азотной кислоте: HgCl2 +H2S ® HgS¯ + 2HCl 2. Иодид калияобразует с катионом Hg2+ красный осадок иодида ртути HgI2, растворимый в избытке иодида калия: Hg(NO3)2 + 2KI ® HgI2¯ +2KNO3 HgI2 + 2KI ® K2[HgI4] Опыт. а) В пробирку возьмите 4 — 5 капель анализируемого раствора и осторожно опустите палочку, смоченную раствором иодида калия KI. Вокруг палочки образуется ярко-красное кольцо иодида ртути, которое быстро исчезает. б) На полоску фильтровальной бумаги нанесите одну каплю разбавленного раствора иодида калия. Затем возьмите в капиллярную пипетку анализируемый раствор, коснитесь осторожно капилляром центра пятна и подержите 5 — 6 сек. При наличии в испытуемом растворе катиона Hg2+ образуется красное пятно. Этими реакциями можно определить катион Hg2+ в присутствии катионов всех аналитических групп, кроме катионов Ag+ и Рb2+, но их можно удалить из анализируемого раствора, добавляя смесь растворов хлорида калия и сульфата калия. Условия проведения опыта: 1. Реакция протекает при рН > 6. 2. Избыток иодида калия KI приводит к растворению осадка. 3. Хлорид олова (II) SnCl2 восстанавливает Hg2+ до [Hg2]2+ а затем до металлической ртути: 2HgCl2 + SnCl2 ® Hg2Cl2¯ + SnCl4 Hg2Cl2 + SnCl2 ® 2Hg¯ + SnCl4 Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю свежеприготовленного раствора хлорида олова SnCl2 и в центр пятна поместите сначала каплю раствора нитрата серебра AgNO3, а затем каплю анализируемого раствора соли ртути (II).. В присутствии катионов Hg2+ образуется черное пятно (восстановленное серебро): 2Hg2+ + Sn2+ + Ag+ + 2Cl- ® Sn+4 + Ag+¯ + Hg2Cl2 Условия проведения опыта: 1. Реакцию проводят при рН < 5. 2. При выполнении опыта необходимо использовать свежеприготовленный раствор хлорида олова SnCl2. 3. Сильные окислители мешают проведению реакции. 4. Восстановление катиона Hg2+ до свободной ртути можно производить металлической медью. Опыт. На медную пластинку нанесите каплю испытуемого раствора. Через 4 — 5 мин на поверхности пластинки появляется черное пятно металлической ртути. Условия проведения опыта: 1. Выполнению этой реакции мешают ионы Ag+, Bi3+, [Hg2]2+ и Sb+3. 2. При наличие в испытуемом растворе Sb+3 и Bi3+ реакция может протекать в присутствии анилина. Реакции катиона Cd2+ 1. Сероводород в уксуснокислой среде с катионом Cd2+ дает желтый осадок сульфида кадмия CdS: H2S + CdCl2® 2HCl + CdS¯ Так как открытию катиона Cd2+ мешают катионы шестой группы, то реакцию открытия проводят следующим образом. Опыт. В пробирку возьмите 3 — 4 капли раствора, содержащего катион Cd2+, добавьте 6 капель серной кислоты и 2 — 3 кристаллика тиосульфата натрия Na2S2O3 и нагрейте на водяной бане 2 — 3 мин. При этом сульфид ртути (II) HgS и сульфид меди (I) Cu2S выпадают в осадок. В растворе остаются катионы Со2+, Ni2+ и Cd2+. Осадок отделите. В другую пробирку возьмите 5 — 6 капель сероводородной воды и добавьте 2 — 3 капли фильтрата. При наличии катиона Cd2+ сейчас же выпадает желтый осадок сульфида кадмия CdS. Проверьте его растворимость в хлороводородной и уксусной кислотах. Условия проведения опыта: 1. Реакцию образования сульфида кадмия проводят в уксусно-кислой среде. 2. Окислители мешают проведению реакции. 2. Тиомочевина образует с солями кадмия легкорастворимые комплексные соли: CdCl2 ® 4CS(NH2)2 ® Cd(CSN2H4)4]Cl2 Комплексные соли кадмия легко разлагаются сероводородом даже при избытке тиомочевины. Комплексы других катионов устойчивы и сероводородом не разлагаются. Опыт. В пробирку налейте 3 — 4 капли соли кадмия, добавьте 3 — 4 кристаллика тиомочевины, перемешайте палочкой, дайте постоять 2 — 3 мин и затем добавьте 5 — 6 капель свежеприготовленной сероводородной воды. В присутствии катиона Cd2+ выпадает желто-оранжевый осадок. Реакции катионов Со2+ Катион Со2+ имеет в водных растворах розово-фиолетовую окраску. 1. Роданид аммония (или калия) NH4SCN (KSCN) образует с катионом Со2+ комплексную соль: CoCl2 + 4NH4SCN « (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl Тетрародано-(II) кобальт аммония (NH4)2[Co(SCN)4] имеет красивую сине-голубую окраску; ион [Co(SCN)4]2- неустойчив и легко распадается в водных растворах, но если к раствору прибавить амиловый спирт (или смесь его с эфиром) и взболтать, то это комплексное переходит в смесь растворителей (оно боле растворимо в них, чем в воде) и окрашивает спиртовой слой в синий цвет. При проведении данной реакции необходимо иметь в виду, что для уменьшения ионизации [Co(SCN)4]2- следует ввести избыток ионов SCN-. [Co(CNS)4]2- ® Co2+ + 4SCN- Опыт. В пробирку налейте 2 — 3 капли раствора соли кобальта (II), добавьте 8 — 10 капель насыщенного раствора роданида аммония, 5 — 6 капель смеси эфира с амиловым спиртом и взболтайте. Окрашивание верхнего слоя в ярко-синий цвет — признак присутствия катиона Со2+.Открытию катиона Со2+ может мешать присутствие катионов Cu2+, Fe3+, Bi3+ поэтому ниже приводится способ, который позволяет открывать катион Со2+ в присутствии катионов всех аналитических групп. Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю концентрированного раствора роданида аммония, а на полученное пятно — одну каплю испытуемого раствора, затем бумажку подержите в парах аммиака (над горлышком склянки с концентрированным раствором аммиака) и подсушите над пламенем горелки. Если имеется катион Со2+, то периферическая часть пятна окрашивается в интенсивно синий цвет. 2. Тетрародано-(II) меркурат аммония (NH4)2[Hg(SCN)4] при действии на катион Со2+ образует синий осадок комплексной соли Co[Hg(SCN)4]. Реакция идет в присутствии катиона цинка: 2(NH4)2[Hg(SCN)4] + ZnSO4 + CoSO4® Zn[Hg(SCN)4] + Co[Hg(CNS)4] + 2(NH4)2SO4 Наличие катиона Сu2+ мешает проведению реакции, так как катион Сu2+ в присутствии катионов Zn2+ дает оливково-зеленый осадок, кроме того, и другие катионы (Fe3+, Ni2+) отрицательно влияют на ход реакции. Опыт. В пробирку возьмите 2 — 3 капли тетрародано-(II) меркурата аммония, прибавьте 2 капли 2 н. раствора серной кислоты и прилейте 2 капли раствора сульфата цинка ZnSO4 и 2 капли анализируемого раствора. Перемешайте стеклянной палочкой, при наличии катиона Со2+ выпадает осадок сине-голубого цвета. Реакция катиона Ni2+ В водных растворах соли никеля имеют зеленую окраску. 1. Диметилглиоксим (реактив Чугаева) в аммиачной среде даёт с катионом Ni2+ осадок внутрикомплексной соли: NiSO4 + 6NH4OH ® [Ni(NH3)6]SO4 + 6H2O [Ni(NH3)6]SO4 + 2C4H8N2O2 + 4H2O ® Ni(C4H7N2O2)2¯ +(NH4)2SO4 + 4NH4OH NiSO4 + 2NH4OH + 2C4H8N2O2 ® Ni (C4H7N2O2)2¯ + +(NH4)2SO4 + 2H2O Опыт. В пробирку внесите 4 капли раствора соли никеля, добавьте 1 — 2 капли раствора пероксида водорода (окисление Fe2+ в Fe3+) и 5 — 6 капель концентрированного раствора аммиака; осадок, если он не растворился, отфильтруйте. Одну каплю фильтрата поместите на фарфоровую пластинку (или фарфоровую чашку) и добавьте каплю диметилглиоксима. Если присутствует катион Ni2+, то раствор окрашивается в интенсивно розовый цвет, а затем образуется красный осадок. Условия проведения опыта: 1. Реакция проводится при рН 6 – 9. 2. При наличие Fe2+ его предварительно окисляют пероксидом водорода до Fe3+. 3. Ионы Cu2+ и Co2+ мешают проведению определений и должны быть удалены, так как образуют с диметилглиоксимом окрашенные соединения. Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю раствора гидрофосфата натрия Na2HPО4, затем в центр пятна — каплю испытуемого раствора (при наличии в растворе катиона Fe2+ прибавьте каплю пероксида водорода), после этого добавьте еще каплю гидрофосфата натрия и каплю диметилглиоксима. В присутствии катиона Ni2+ все пятно или его периферическая часть окрашивается в розово-красный цвет. Проделав реакции открытия катионов Со2+ и Ni2+, как указано в тексте, напишите уравнения реакций и дайте объяснение. |
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-11 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |