Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Реакция высокочувствительна – предел обнаружения 0,8 мкг.

Реакция высокочувствительна – предел обнаружения 0,8 мкг.

3). Окрашивание пламени газовой горелки (фармакопейный тест).

Соли и другие соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет. Методика. На кончике графитового стержня или на нихромовой проволочке вносят в пламя горелки несколько кристалликов соли натрия. Окраска пламени не исчезает в течение нескольких секунд.

1.3. Качественные реакции К+

1). Реакция с гидротартратом натрия (фармакопейная) или (винной кислотой) в присутствии ацетата натрия в нейтральной среде.

К+ + NaHC4Н4O6 = KHC4H4O6 + Na+

Признаки реакции: белый кристаллический осадок.

Методика. В коническую пробирку поместить 4-5 капель раствора соли калия и столько же раствора реактива. Если осадок не выпадет, потереть стеклянной палочкой внутренние стенки пробирки, охлаждая пробирку водой под краном. Трение ускоряет образование осадка, так как оторвавшиеся мелкие кусочки стекла служат центрами кристаллизации. Условия проведения: нейтральная среда, достаточная концентрация ионов калия, реакцию вести при охлаждении.

Предел обнаружения-50 мкг, предельное разбавление 103 мл/г.

2). Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (фармакопейная).

Обнаружение иона К+ с помощью гексанитрокобальтата (III) натрия проводят в нейтральном и слабокислом растворах, так как в щелочной среде и в присутствии сильных кислот реагент разлагается.

+ + Na3[Co(NO2)6] = K2Na[Co(NO2)6] + 2Na+

Признаки реакции: желтый кристаллический осадок.

Методика. В пробирку вносят 2 капли концентрированного раствора соли калия и 2 капли свежеприготовленного раствора реактива Na3[Co(NO3)6]. Если осадок не образуется, дать смеси постоять или потереть стенки пробирки стеклянной полочкой.

Предел обнаружения – 4 мкг, предельное разбавление 104 мл/г.

3). Реакция (микрокристаллоскопическая) с гексанитрокупратом (II) натрия и свинца.

+ + Na2Pb[Cu(NO2)6] = K2Pb[Cu(NO2)6] + 2Na+

Признаки: черные кристаллы кубической формы.

Предел обнаружения 0,15 мкг. Предельное разбавление 6,6*103 мл/г.

Методика. На предметное стекло наносят каплю раствора соли калия, осторожно упаривают над пламенем горелки до образования белой каемки по краям капли, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют каплю раствора реактива. Через 1-2 мин наблюдают под микроскопом образование в жидкости черных кубических кристаллов.

4). Окрашивание пламени газовой горелки (фармакопейный тест).

Соли калия или их растворы окрашивают пламя в фиолетовый цвет.

Методика. На кончике графитового стержня или на нихромовой проволочке вносят в пламя в пламя горелки несколько кристаллов соли калия.

 

1.4. Качественные реакции катионов NH4+

Следует иметь в виду, что приведенные выше реагенты, используемые для исследования растворов на содержание в них ионов калия и натрия, дают аналогичный эффект с катионом аммония. Поэтому использование этих реагентов возможно после предварительного испытания раствора на содержание в нем катиона аммония.

1). Разложение солей аммония щелочами (фармакопейная).

NH4+ + OH- = NH3↑ + H2O

Методика выполнения. В пробирку вносят 8-10 капель раствора соли аммония, прибавляют такой же объем раствора щелочи и осторожно нагревают, не допуская его кипения и разбрызгивания. Над раствором помещают влажную красную лакмусовую бумагу, не касаясь ею стенок пробирки во избежание попадания на бумагу капель щелочного раствора. Пары аммиака окрашивают красную лакмусовую бумагу в синий цвет. Фенолфталеиновую – в красный. Предел обнаружения: 0,01 мкг, предельная концентрация 10-7 г/мл. Реакция специфична и высокочувствительна.

2). Реакция с реактивом Несслера (фармакопейная).

NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH-= [OНg2NH2]I + 7I- + 3H2O

Признаки реакции: красно-бурый осадок.

Методика выполнения. К 1-2 каплям раствора соли аммония прибавляют 2 капли реактива Несслера. Выпадает аморфный красно-бурый (при разбавлении водой - желтый) осадок.

Предел обнаружения – 0,05-0,25 мкг.

ЛАБОРАТРНАЯ РАБОТА № 2.

Аналитические реакции катионов II аналитической группы по кислотно-основной классификации: Ag+, Hg22+, Pb2+.

Цель: Провести качественные реакции на катионы первой группы по кислотно-основной классификации.

 

2.1. Качественные реакции катионов Ag+

1). Реакция с соляной кислотой и растворимыми хлоридами (фармакопейная), бромидами и йодидами.

Ag+ + Cl- = AgCl ↓ (белый )

Ag+ + Br- = AgBr ↓ (желтоватый)

Ag+ + I- = AgI ↓ (желтый)

Методика. В I пробирку вносят 2-3 капли 0,5 н. раствора NaCl, во II – 2-3 капли 0,5 н. раствора NaBr (KBr), в III – 2-3 капли 0,5 н. раствора KI. В каждую пробирку добавляют 3-5 капель 0,1 н. раствора AgNO3.. Наблюдается выпадение осадков: AgCl, AgBr и AgI. Записать ионные и молекулярные уравнения реакций.

Испытание на растворимость осадков.

В каждую пробирку с осадком прибавить 5-10 капель концентрированного аммиака.

Отметить наблюдения.

а) Осадок AgCl растворяется полностью вследствие образования комплексного соединения [Ag(NH3)2]Cl . Аммиакат серебра легко разрушается кислотами. Содержание пробирки с аммиакатом серебра делят на 2 равные части. В одну – добавить 5-7 капель 2 н. раствора HNO3 ,в другую – 5-10 капель KI. При этом в первой пробирке осаждается хлорид серебра AgCl; а во второй пробирке осаждается иодид серебра AgI .

б) Осадок бромида серебра AgBr растворяется частично.

в) Осадок иодида серебра AgI – нерастворим в концентрированном аммиаке.

Осадок AgCl растворяется также в концентрированных растворах HCl и хлоридов, в присутствии цианида калия KCN, тиосульфата натрия Na2S2O3 с образованием растворимых комплексов:

AgCl + Cl-→ [AgCl2]-

AgCl + 2 KCN → K [Ag(CN)2] + KCl

AgCl + 2 Na2S2O3 → Na3 [Ag(S2O3)2] + NaCl

Открытию катионов Ag+ реакцией с хлорид - ионами мешают катионы Cu2+, Au+,Ti+, Pb2+ ,Hg22+, также образующие осадки.

2). Реакция с хромат - ионами CrО42- (в нейтральной среде).

2 Ag+ + CrО42- = Ag2CrO4 ↓ (кирпично-красный).

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата серебра, прибавляют 1-2 капли 0,5 н. раствор хромата калия К2CrO4. Выпадает кирпично-красный осадок.

· Осадок растворим в растворах кислот. Проверить растворимость осадка в растворах азотной и уксусной кислот и написать уравнение реакций.

· Осадок также растворяется в концентрированном аммиаке с образованием аммиачного комплекса серебра:

Ag2CrO4 + 4 NH3 → [Ag (NH3)2]2CrO4

Проведению реакции мешают все катионы, образующие мало растворимые хроматы (Sr2+, Ba2+, Hg22+, Pb2+ и др.).

3). Реакция со щелочами и гидрофосфатом натрия.

2 Ag+ + 2 OH- = Ag2O ↓ (бурый или черный) + Н2О

3 Ag+ + 2 HPO42- = Ag3PO4 ↓ (желтоватый) + H2PO4-

Методика. В две пробирки внести 2-3 капли раствора AgNО3, в одну пробирку добавить несколько капель 0,5 н. раствора NaOH, в другую 2-3 капли 0,5 н. раствора Na2HPO4.

· Испытать растворимость осадков в аммиаке и HNO3. Написать уравнение реакций.

4). Реакция серебряного зеркала – с формальдегидом (фармакопейная).

Ag+ + NH3*H2O) = AgOH ↓ + NH4+

2 AgOH = Ag2O + HOH

Ag2O + 4 NH3 + HOH = 2 [Ag(NH3)2]+ + 2 OH-

2 [Ag(NH3)2]+ + HCHO + 2 HOH = 2 Ag + 2 NH4+ + HCOONH4 + NH3* H2O

Методика. В чистую, тщательно промытую раствором хромовой смеси и дистиллированной водой, пробирку вносят 3-4 капли раствора AgNO3, несколько капель раствора аммиака до растворения осадка оксида серебра, несколько капель разбавленного раствора формальдегида и слегка нагревают пробирку (либо погрузить пробирку в теплую воду). Стенки пробирки покрываются тонкой блестящей зеркальной пленкой металлического серебра.

Мешают катионы Hg22+, Hg2+.

5). Микрокристаллическая реакция с K2Cr2O7.

2 Ag+ + K2Cr2O7 = Ag2Cr2O7 + 2 K+

Методика. В каплю исследуемого раствора, подкисленного уксусной кислотой, внести кристаллик бихромата калия. Образуются крупные красно-бурые или оранжевые кристаллы Ag2Cr2O7.

Катионы серебра Ag+ реагируют также с другими веществами с образованием осадков: с сероводородом H2S – черно-коричневый осадок сульфида серебра Ag2S; с тиосульфатом натрия Na2S2O3 – белый осадок Ag2S2O3, растворимый в избытке реактива и т.д.

2.2. Качественные реакции катионов Hg22+.

1). Реакция с соляной кислотой и хлорид – ионами.

Hg22+ + 2 Cl- = Hg2Cl2 (каломель – белого цвета)

Методика. В пробирку вносят 5 капель 0,2 н. раствора нитрата одновалентной ртути и прибавляют 5-6 капель соляной кислоты или 0,5 н. раствора NaCl.

· На свету осадок постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной металлической ртути:

Hg2Cl2 = HgCl2 + Hg.

· Такой же эффект наблюдается при действии (добавляют 5-6 капель) аммиака на осадок Hg2Cl2:

Hg2Cl2 + 2 NH4OH = [NH2Hg]Cl ↓ + Hg + NH4Cl + 2 H2O

Осадок Hg2Cl2 растворяется в концентрированной азотной кислоте HNO3.

2). Восстановление Hg22+ до металлической ртути хлоридом олова (II).

Hg2(NO3)2 + SnCl2 = Hg2Cl2 ↓ + Sn(NO3)2

Hg2Cl2 + SnCl2 = 2 Hg + SnCl4

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора Hg2(NO3)2 и прибавляют по каплям 0,5 н. раствора SnCl2 до появления белого осадка каломели, постепенно чернеющей за счет выделения металлической ртути.

3). Восстановление Hg22+ металлической медью.

Hg22+ + Cu → 2 Hg + Cu2+

Методика. На свежеочищенную медную поверхность наносят каплю раствора Hg2(NO3)2. Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после обмыва и протирания фильтровальной бумагой, становится блестящим.

4). Реакция с водным раствором аммиака.

2 Hg2(NO3)2 + 4 NH3 + H2O = [OНg2NH2]NO3 + 2 Hg +3 NH4NO3.

Методика. В пробирку с 2-мя каплями раствора Hg2(NO3)2 прибавляют 5 капель раствора аммиака. Выпадает черный осадок.

5). Реакция со щелочами.

Hg22+ + 2 OH- = Hg2O ↓ + H2O

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора Hg2(NO3)2 и прибавляют 2-3 капли 2 н. раствора NaOH или КОН. Выпадает черный осадок Hg2O. Осадок растворяется в азотной и концентрированной уксусной кислотах.

6). Реакция с йодидами.

Hg2(NO3)2 +2 KI = Hg2I2 (желто-зеленый) + 2 KNO3

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли ртути и добавляют 1 каплю 0,5 н. раствора йодида калия. Выпадает зеленый осадок Hg2I2, который в избытке при добавлении 5-10 капель KI переходит в черный осадок вследствие образования металлической ртути:

Hg2I2 +2 I- =[ HgI4]2- + Hg ↓.

7). Реакция с хромат – ионами.

Hg22+ + CrO42- = Hg2CrO4 ↓ (красный)

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли ртути и добавляют 1-2 капли 0,5 н. раствора K2CrO4. Выпадает кирпично-красный осадок хромата ртути (I), растворимый в азотной кислоте.

Мешают все катионы образующие мало растворимые хроматы (Sr2+, Ba2+, Pb2+).

2.3. Качественные реакции катионов Pb2+.

1). Реакция с хлорид – ионами.

Pb2+ + 2 Сl- = PbCl2 ↓ (белый)

Методика.К 4-5 каплям 0,5 н. раствора Pb(NO3)2 или Pb(CH3COO)2 прибавляют 4-5 капель соляной кислоты или NaCl. Выпадает белый осадок. К полученной смеси приливают 1,5-2 мл воды и нагревают до растворения осадка. При охлаждении раствора из него снова выпадает осадок хлорида свинца в виде игл.

2). Реакция с йодид – ионами (фармакопейная).

Pb2+ + 2 I- = PbI2 ↓ (желтый)

Методика.В пробирку вносят 3-5 капель раствора соли свинца, прибавляют 3 капли раствора КI. Выпадает желтый осадок.

К смеси прибавляют 5-6 капель воды (можно подкислить уксусной кислотой) и нагревают до полного растворения осадка. Охладить раствор водой под краном – выпадают красивые блестящие золотисто – желтые чешуйчатые кристаллы PbI2 (реакция «золотого дождя»).

· В избытке раствора KI осадок растворяется с образованием тетрайодоплюмбат (II) – ионов. Проведите данную реакцию и запишите ее уравнение.

Проведению реакции мешают катионы Cu2+, Ag+, Hg22+,Hg2+,Bi2+, Fe3+.

3). Реакция с хромат - и дихромат – ионами.

Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 ↓ (желтый)

2 Pb2+ + Cr2O72- + 2 СН3СОО- + НОН = 2 PbCrO4 ↓ + 2 СН3СООН

Методика.В пробирку вносят 2-3 капли соли свинца, 2-3 капли 1 н. раствора ацетата натрия и 3 капли 0,5 н. раствора хромата или 1,5 н. раствора дихромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок PbCrO4.

Испытание на растворимость.

· К одной части осадка добавить капли аммиака или уксусной кислоты, к другой по каплям раствор. Отметить растворение осадка во второй пробирке.

· При растворении NaOH или КOH образуется комплексный ион [Pb(ОН)4]2-.

Проведению реакции мешают катионы (Ba2+, Hg2+ и др.), образующие нерастворимые хроматы.

4). Реакция с сульфат – ионами.

Pb2+ + SO42- = Pb SO4 ↓ (белый)

Методика.В пробирку вносят 5-7 капель раствора соли свинца, прибавляют 5 капель 0,5 н. сульфата калия или натрия (или 5-6 капель 2 н. раствора Н2SO4).

· Осадок делят на 3 части, к одной – добавить раствор щелочи, к другой – 30% раствор ацетата аммония, к третьей – концентрированную соляную кислоту. Наблюдать растворение осадков. Написать уравнения реакций.

Проведению реакции мешают катионы образующие мало растворимые сульфаты (Са2+, Sr2+, Ва2+, Hg22+ и др.).

5). Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

Pb2+ + S2- = PbS ↓ (черный)

Методика.В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли свинца (II) и прибавляют 2-3 капли сульфида натрия. Выпадает черный осадок, который растворяется в НNO3.

6). Реакция с родизонатом натрия Na2C6O6.

Катионы свинца образуют с родизонатом Na окрашенный комплекс синего цвета (Pb3(C6O6)2(OH)2), который в слабо кислой среде (рН = 2,8) изменяет окраску на красную.

Методика.На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора соли свинца и каплю свежеприготовленного 0,2%-го раствора Na2C6O6. Образуется синее пятно или кольцо. Затем на пятно наносят каплю тартратного буфера. Цвет пятна изменяется на красный.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.

Аналитические реакции катионов III аналитической группы по кислотно-основной классификации: Ca2+, Sr2+, Ba2+.

Цель: Провести качественные реакции на катионы первой группы по кислотно-основной классификации.

Групповой реагент - H2SO4.

3.1. Качественные реакции катионов Са2+

1). Реакция с сульфат – ионами.

Са2+ + SO42- + 2 H2O → CaSO4 * 2 H2O ↓ /белый/

Методика.

1). Каплю раствора хлорида кальция СаСl2 наносят на предметное стекло, прибавляют каплю раствора серной кислоты Н2SO4 и слегка упаривают смесь. Под микроскопом наблюдают образовавшиеся игольчатые кристаллы гипса СаSO4*2H2O в виде красивых сросшихся пучков или звездочек.

2). В пробирку вносят 3-5 капель 0,5 н. раствора соли кальция и прибавляют по каплям раствор Н2SO4 до образования осадка.

· Испытание на растворимость. Осадок нерастворим в кислотах и щелочах, но растворяется:

а) в насыщенном водном растворе сульфата аммония с образованием комплекса (NH4)2[Ca(SO4)2], что позволяет отделить Ca2+ от Sr2+ и Ва2+;

CaSO4 + (NH4)2SO4 → (NH4)2[Ca(SO4)2]

б) в растворе соды Na2CO3 белый осадок сульфата кальция переходит в белый осадок карбоната кальция, который в дальнейшем растворяется в кислотах. Написать уравнение реакции.

2). Реакция с оксалатом аммония (фармакопейная).

Са2+ + С2О42- → СаС2О4 ↓ (белый кристаллический)

Методика.В пробирку вносят 3 капли раствора соли кальция, прибавляют каплю раствора уксусной кислоты и 3 капли раствора оксалата аммония. Выпадает белый кристаллический осадок оксалата кальция.

· Испытание на растворимость. Осадок нерастворим в растворе аммиака, но растворяется в разбавленных минеральных кислотах с образованием щавелевой кислоты. Написать уравнение реакций.

3). Реакция с углекислым натрием (Na2CO3).

Са2+ + Na2CO3 = CaCO3 ↓ (белый) + 2Na+

Методика.К 5-6 каплям раствора соли кальция прилить 5-6 капель реактива. Смесь слегка нагреть. Выпадает белый осадок СаСО3, который легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах (испытать!).

4). Реакция с гексацианоферратом (II) калия.

Ca2+ + 2 NH4+ + [Fe (CN)6]4- = (NH4)2Ca[Fe(CN)6]↓

Методика.К 3-5 каплям насыщенного раствора соли кальция прибавить по 3-5 капель растворов NH4Cl и NH4OH. Нагревают раствор до кипения и прибавляют 5-6 капель 1 н. свежеприготовленного раствора К4[Fe(CN)6]. Выпадает белый кристаллический осадок смешанного гексацианоферрата (II) аммония и кальция, который не растворяется в уксусной кислоте (испытать!).

5).Реакция с гидрофосфатом натрия (Na2HPO4).

Са2+ + НРО42- = СаНРО4 ↓ (белый).

Методика. К 3-5 каплям Са2+ прибавить по каплям до образования осадка 0,5 н. раствор реактива, нагреть. Выпадает белый осадок. Испытать осадок на действие кислот (уксусной и соляной).

6). Реакция с родизонатом натрия.

Na2C6O6 + 2 Ca2+ + 2 OH- → Ca2С6O6(OH)2 + 2 Na+.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли Са2+, 3-4 капли раствора NaOH и 2 капли свежеприготовленного 0,2%-го раствора родизоната натрия. Выпадает фиолетовый осадок.

7). Окрашивание пламени (фармакопейный тест).

Соли и другие соединения кальция окрашивают бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет.

Методика. На кончике нихромовой проволоки, смоченной раствором НСl, вносят в пламя горелки несколько кристалликов соли кальция или каплю раствора Са2+.

 

3.2. Качественные реакции катионов Sr2+

1). Реакция с серной кислотой и растворимыми сульфатами.

Sr2+ + SO42- = SrSO4 ↓ (белый кристаллический)

Методика.

а) Реакция с «гипсовой водой». В пробирку вносят 4 капли раствора хлорида стронция SrCl2, прибавляют 5-6 капель «гипсовой воды», нагревают на водяной бане и оставляют на 15 мин. Постепенно выделяется белый осадок SrSO4.

б). Реакция с серной кислотой. В пробирку вносят 1-2 капли раствора SrCl2, прибавляют 2-3 капли раствора Н2SO4.

Выпадает белый кристаллический осадок SrSO4.

· Осадок SrSO4 нерастворим в щелочах, в растворе сульфата аммония (в отли-чие от сульфата кальция).

Мешают катионы Ва2+.

2. Реакция с карбонат - ионами.

Sr2+ + CO32- = SrCO3 ↓ (белый кристаллический)

Методика. В пробирку вносят 3-5 капель раствора Sr2+, прибавляют 3-5 капель раствора карбоната натрия и осторожно нагревают пробирку с раствором. Выпадает белый осадок SrCO3, растворимый в кислотах (испытать!).

3. Реакция с оксалатом аммония.

Sr2+ + C2O42- = SrC2O4 ↓ (белый)

Методика. К 3 каплям раствора соли стронция добавить несколько капель оксалата аммония до образования белого осадка. Осадок частично растворя-ется в уксусной кислоте (испытать!).

4. Реакция с гидрофосфатом натрия (Na2HРО4).

Sr2+ + HPO42- = SrHPO4 ↓ (белый)

Методика. К 3-5 каплям раствора соли стронция добавить до выпадения осадка раствор Na2HPO4. Осадок растворяется в минеральных и уксусной кислотах (испытать!).

5. Реакция с родизонатом натрия.

Sr2+ + Na2C6O6 = SrC6O6 + 2 Na+

Методика. На лист фильтровальной бумаги наносят каплю раствора Sr2+ и каплю свежеприготовленного 0,2%-го раствора родизоната натрия. Наблюдается образование красно-бурого пятна. На пятно наносят каплю раствора HCl. Окраска пятна исчезает (в присутствии катионов Ва2+ окраска не исчезает, а переходит в ярко - красную).

6. Окрашивание пламени газовой горелки.

Соли стронция при внесении в бесцветное пламя горелки окрашивают пламя в карминово-красный цвет.

Методика. На кончике нихромовой проволоки, смоченной раствором НСl, вносят в пламя горелки несколько кристалликов соли стронция или каплю раствора Sr2+.

 

3.3. Качественные реакции катионов Ва2+

1). Реакция с серной кислотой и растворимыми сульфатами.

Ва2+ + SO42- = BaSO4 ↓ (белый)

Методика. В пробирку вносят 3-5 капель 0,5 н. раствора соли бария и прибавляют по каплям раствор H2SO4 до образования осадка. Выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария BaSO4.

· Осадок нерастворим в щелочах и кислотах (испытать!), за исключением концентрированной H2SO4, в которой он заметно растворяется с образованием гидросульфата бария:

BaSO4 + H2SO4 → Ba(HSO4)2.

· При нагревании с раствором карбонатов (Na2CO3) сульфат бария превращается в мало растворимый в Н2О карбонат бария ВаСО3, который растворяется в кислотах (испытать!).Написать уравнения реакций.

Мешают проведению реакции Са2+, Sr2+, Pb2+.

2). Реакции с углекислым натрием, гидрофосфатом натрия и оксалатом аммония.

Методика.В три пробирки внести 5-6 капель раствора бария, в одну из них добавить 5 капель раствора Na2CO3 и слегка нагреть, в другую – 5 капель (NH4)2C2O4 и в третью 5-7 капель Na2HPO4. Выпадают белые осадки, растворимые в соляной, азотной и уксусной кислотах (ВаС2О4 с уксусной кислотой при нагревании).

· Испытать на растворимость и отметить полноту растворения. Написать ионные и молекулярные уравнения реакций.

3). Реакция с родизонатом натрия.

Ва2+ + Na2C6O6 = BaC6O6 + 2 Na+

Методика. На лист фильтровальной бумаги наносят каплю раствора Ва2+ и каплю свежеприготовленного 0,2%-го раствора родизоната натрия. Наблюдается образование красно-бурого пятна. На пятно наносят каплю раствора HCl. Пятно краснеет в следствии перехода родизоната в гидрородизонат.

4). Реакция с хроматом и дихроматом калия.

Ва2+ + СrO42- = BaCrO4 ↓ (желтый)

2 Ba2+ + Cr2O72- + 2 CH3COO- + HOH = 2 BaCrO4 + 2 CH3COOH

Методика. В две пробирки внести по 5-6 капель раствора соли бария, в первую прилить равный объем 0,5 н. раствора К2CrO4, во вторую 5 капель раствора К2Cr2O7 и 4-5 капель 1н. раствора ацетата натрия. Выпадает желтый кристаллический осадок BaCrO4.

· Осадок хромата бария растворяется в сильных кислотах (кроме H2SO4), но не растворяется в уксусной кислоте (испытать!). Написать уравнения реакций.

· При реакции с дихромат – ионами в присутствии ацетат – ионов катионы бария осаждаются практически полностью (количественно), так как хромат бария менее растворим в воде, чем дихромат бария.

5. Окрашивание пламени горелки.

Соли и другие соединения бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет.

Методика. На кончике нихромовой проволоки, смоченной раствором НСl, вносят в пламя горелки несколько кристалликов соли бария или каплю раствора Ва2+.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема: Аналитические реакции катионов IV аналитической группы по кислотно-основной классификации: Zn2+, Al3+, Sn2+, Sn4+, As3+, As5+, Cr3+.

Цель: провести качественные реакции на катионы четвертой группы по кислотно-основной классификации.

Групповой реагент гидроксид натрия или калия в присутствии Н2О2

 

4.1. Аналитические реакции катиона цинка Zn2+.

1. Реакция с щелочами.

Zn2+ + 2 OH- → Zn(OH)2 ↓ (белый)

Zn(OH)2 + 2 OH- → [Zn(OH)4]2- (бесцветный)

Методика. В пробирку вносят 5-6 капель раствора хлорида цинка ZnCl2, прибавляют 1-2 капли раствора NaOH. Выпадает белый осадок гидроксида цинка. Продолжают прибавлять по каплям раствор NaOH при перемешива-нии содержимого пробирки. Осадок растворяется.

2. Реакция с раствором аммиака.

Zn2+ + 2 NH3*H2O → Zn(OH)2 ↓ (белый) + 2 NH4+

Zn(OH)2 + 4 NH3 → [Zn(NH3)4] (OH)2 (бесцветный)

Методика. В пробирку вносят 5-6 капель раствора хлорида цинка ZnCl2, прибавляют 1-2 капли раствора аммиака. Выпадает белый осадок гидроксида цинка.

3. Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

Реакцию проводят в нейтральной, слабокислой или слабощелочной среде (2≤ рН ≤ 9).

Zn2+ + S2- → ZnS ↓ (белый)

Методика.К 2-3 каплям раствора ZnCl2 прибавляют 1-2 капли свежеприготовленного раствора сульфида аммония (NH4)2S или натрия Na2S. Выпадает белый осадок сульфида цинка.

· Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в растворах HCl и других минеральных кислот. Реакцию часто проводят в уксуснокислой среде, так как в этих условиях открытию Zn2+ не мешают остальные катионы четвертой аналитической группы, за исключением олова (II).

4. Реакция с гексацианоферратом (II) калия (фармакопейная).

Реакцию проводят в нейтральной или слабокислой среде, а для ускорения – при нагревании.

2 К+ + 3 Zn2+ +2 [Fe(CN)6]4- → K2Zn3 [Fe(CN)6]2↓ (белый)

Методика. В пробирке к 5-6 капелям раствора ZnCl2 прибавляют 5-6 капель раствора K4[Fe(CN)6]. Смесь нагревают до кипения. Выпадает белый осадок гексацианоферрата (II) калия и цинка.

· Осадок нерастворим в разбавленной HCl; растворяется в щелочах, поэтому реакцию нельзя проводить в щелочной среде. Мешают все катионы, образующие малорастворимые ферроцианиды. Катионы Al3+ и Сr3+ не мешают.

5. Реакция с дитизоном (дифенилтиокарбазоном).

В растворах дитизона устанавливается таутомерное равновесие между тионной и тиольной формами:

N = N – C6H5 N = N – C6H5

S = C<=>НS

NH – NH – C6H5 N – NH – C6H5

 

Тионная форма тиольная форма

Тиольная форма представляет собой слабую двухосновную кислоту, способную отщеплять ионы водорода, в первую очередь – от группы SH, и образовывать комплексы с ионами металлов – комплексообразователей. Если отщепляется только один протон, то в результате реакции с катионами цинка возникает внутрикомплексное соединение, содержащее два дитизонатных аниона:

 

N = N - C6H5 C6H5 – HN – N = C – N = N - C6H5

2HS – C + Zn2+ ↔ ↓

N – NH - C6H5 S - Zn - S +2 Н+

C6H5 – N = N – C = N – NH - C6H5 (красный)

Наличие щелочи способствует смещению равновесия вправо вследствие связывания выделяющихся ионов водорода в молекуле воды.

Методика. В пробирку вносят 5-10 капель раствора ZnCl2, прибавляют постепенно несколько капель раствора NaOH до растворения выпавшего белого осадка гидроксида цинка и 5 капель хлороформного раствора дитизона. Образуется дитизонатный комплекс цинка красного цвета, экстрагирующийся из водной фазы в органическую. Пробирку встряхивают несколько раз. После расслоения смеси хлороформный слой окрашивается в красный цвет.

Проведению реакции мешают катионы, также образующие дитизонатные комплексы (Cd2+, Рb2+, Sn2+ и др.).

6. Реакция образования «зелени Ринмана».

Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 → CoZnO2 (зеленый) + 4 NO2 +O2.

«Зелень Ринмана» - смешанный оксид кобальта и цинка CoZnO2 зеленого цвета.

Методика.В пробирке или в фарфоровом тигле смешивают ~ 5 капель раствора Zn(NO3)2 и ~ 5 капель раствора Co(NO3)2 . Смесь нагревают до кипения и кипятят около минуты. Горячим раствором смачивают полоску фильтровальной бумаги, высушивают ее и озоляют в фарфоровом тигле на газовой горелке. Образуется зола зеленого цвета.

Другие реакции катионов цинка.

Катионы Zn2+ при взаимодействии с различными другими реактивами образуют осадки: с Na2HPO4 – белый Zn3(PO4)2 (растворяется в кислотах и в аммиаке); с K2CrO4 – желтый ZnCrO4 (растворяется в кислотах и щелочах); с CoCl2 и (NH4)2[Hg (SCN)4] – голубой ZnCo[Hg (SCN)4]; а также с различными органическими реагентами.

4.2. Аналитические реакции катиона алюминия Al3+.

1. Реакция с щелочами.

Al3+ + 3 OH- → Al(OH)3 ↓ (белый)

Al(OH)3 + 3 OH- → [Al(OH)6]3-

Методика.В пробирку вносят 3-5 капель раствора AlCl3 и прибавляют по каплям раствор NaOH. Выпадает белый осадок гидроксида алюминия. Продолжают прибавление по каплям раствора NaOH. Осадок растворяется.

После растворения гидроксида алюминия и образования гидроксокомплексов алюминия к раствору прибавляют несколько кристаллов соли аммония (NH4Cl). Смесь нагревают. Гидроксокомплексы разрушаются и снова выпадает осадок Al(OH)3:

[Al(OH)6]3- + 3 NH4+ → Al(OH)3 + 3 NH3 + 3 H2O

Наиболее полное осаждение гидроксида алюминия происходит при рН~ 5-6.

· Осадок Al(OH)3 растворяется в кислотах, но не растворяется в аммиаке (испытать!).

2. Реакция с аммиаком.

Al3+ + 3 NH3*H2O → Al(OH)3 ↓ (белый аморфный) + 3 NH4+

В избытке раствора аммиака осадок не растворяется, в отличие от действия щелочей.

Методика: В пробирку вносят 3-5 капель раствора AlCl3 и прибавляют по каплям раствор аммиака. Выпадает белый осадок гидроксида алюминия.

3. Реакция с нитратом кобальта – образование «тенаровой сини» (фармакопейная).

«Тенаровая синь» - смешанный оксид алюминия и кобальта (алюминат кобальта) Со(АlO2)2 синего цвета.

2 Al2(SO4)3 + 2 Co(NO3)2 → 2 Cо(AlO2)2 + 4 NO2 + 6 SO3 + O2.

Методика.Полоску фильтровальной бумаги смачивают вначале 1-2 каплями раствора сульфата алюминия Al2(SO4)3, а затем 1-2 каплями разбавленного раствора нитрата кобальта. Бумагу высушивают, помещают в фарфоровый тигель и озоляют на газовой горелке. Получают золу синего цвета – «тенаровую синь».

4. Реакция с алюминоном.

Катионы Al3+ при взаимодействии с алюминоном – аммонийной солью ауринтрикарбоновой кислоты (для краткости NH4L) образует в уксуснокис-лой или аммиачной среде комплекс красного цвета (по-видимому, состава Al(OH)2L. Точное строение комплекса неизвестно.

Методика.В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли алюминия, 2-3 капли раствора уксусной кислоты и 3-5 капель 0,01%-го раствора алюминона. Смесь нагревают на водяной бане, прибавляют несколько капель раствора аммиака до щелочной реакции (по лакмусовой бумаге) и 2-3 капли раствора карбоната аммония. Выпадает красный хлопьевидный осадок.

Мешают катионы Са2+, Сr3+, Fe3+, также образующие окрашенные комплексы

С алюминоном.

5. Реакция с ализарином (1,2 – диоксиантрахинон).

Катионы Al3+ с ализарином и его производными в аммиачной среде образует комплексы ярко красного цвета называемые «алюминиевыми лаками».

HO - Al - OH

О ОН О О

|| | || |

ОН ОН

Al(OH)3 + → + Н2О

|| ||

О О

 

Комплекс устойчив в уксусной среде. Реакция высокочувствительна: предел обнаружения 0,5 мкг. Мешают катионы, также образующие комплексы с ализарином (Zn2+, Sn(II), Cr3+, Mn2+, Fe3+ и др.).

Реакцию можно выполнять капельным методом на фильтровальной бумаге.

Методика. На лист фильтровальной бумаги наносят 1-2 капли раствора соли алюминия. Бумагу держат 1-2 мин. в парах аммиака (над склянкой с концентрированным раствором аммиака). Пары

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-29

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...