Лабораторна робота №2

Тема заняття: Характерні реакції катіонів другої аналітичної групи.

Мета навчальна: практично вивчити приватні реакції катіонів другої аналітичної групи: Са²⁺ , Ва²⁺ , Мn²⁺.

Розвиваюча: розвивати вміння прогнозувати практичне застосування цих реакцій для виявлення якісних показників харчів, систематизувати навчальну інформацію, робити висновки.

Виховна: продовжити формувати пізнавальний інтерес до дисципліни; виховувати працелюбність, почуття взаємодопомоги та відповідальності, охайності, виховання культури спілкування.

Матеріально-технічне обладнання та посібники для роботи: штатив з пробірками, спиртівка, кристалічні солі СаCl_, ВаCl₂, MgCl₂ та їх розчини, а також розчини реактивів: NH₄OH, NH₄Cl, (NH₄)₂CO₃, K₂CrO₄, NaSO₄, HCl, H₂SO₄, CH₃COOH, NaOH, NaHPO₄, (NH₄)C₂O₄.

Техніка безпеки: Бережіть очі при всіх дослідах! Увага! Ви працюєте з розчинами кислот і лугів, тому слідкуйте, щоб вони не потрапили на шкіру або одяг. Будьте обережні ! дотримуйтесь правил техніки безпеки!

Література: 1. Жванко Ю.Н., Панкратова Г.В., Мамедова З.І., Аналітична хімія і ТХК в громадському харчування, М.., Вища школа, 1989, стор. 32-38

2. Шапіро с.А., Шапіро м.А., Аналітична хімія, м., 1991, стор. 62-70 Зміст та послідовність виконання роботи

1. Вхідний контроль

1. Що називається гідролізом і які солі підлягають гідролізу?

2. Які із наведених нижче солей підлягають гідролізу? Укажіть реакцію середовища водного розчину Na₂CO₃, KCl, NaHSO₃, FeCl₂, (NH₄)₂S.

3. Які катіони відносяться до другої аналітичної групи?

4. Назвіть груповий реактив на катіони другої групи: Ca²⁺, Ba²⁺, Mg²⁺

5. Для чого при осадженні катіонів другої групи груповим реактивом (NH₄)₂CO₃ добавляють гідроксид амонію NH₄OH, хлорид амонію NH₄Cl?

6. В який колір забарвлюють полум’я леткі солі Ca, Bа?

7. В якому середовищі можна вести відкриття катіонів Ba² сульфатною кислотою?

Дослід №1 та методичні рекомендації до його виконання.

Характерні реакції катіонів Ва²⁺

а) Карбонат Амонію (NH₄)2С0₃ з іонами Ва²⁺ утворить аморфний осад карбонату барію ВаС0₃ білі кольори, що при нагріванні перетворюються з аморфного в кристалічний. Реакція рівняння:

BaCl₂ + K₂CrO₄ = BaCrO₄↓+2KCl

Ba²⁺ + CrO₄^2- = BaCrO₄↓

Виконання реакції: У пробірку помістите 3-5 краплі хлориду чи нітрату барію допийте 3-5 краплі 2н розчини карбонату амонію. Уміст пробірки нагрійте, при цьому аморфний осад перетвориться в кристалічний. Залийте рідину з осаду й осад розділіть на дві частини. На одну частину долийте 2н розчином НСІ, на іншу 2н розчином СН₃СООН. Осади розчиняються як у соляній, так і в оцтовій кислотах.

б) Сірчана кислота Н₂SO₄ дає з іонами Ва²⁺ білий осад:

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓+2HCl

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓

Якщо важко розчинна сіль сильної кислоти не розчинне у кислотах і в лугах.

Виконання реакції: Налийте в пробірку 3-5 крапель солі барію. Долийте 3-2 краплі 2н розчини сірчаної кислоти. Утвориться білий осад. Осад розділите на дві частини і подійте 2н розчином НСІ і 2н розчином СН₃СООН. Осади не розчиняються ні в соляній, ні в оцтовій кислотах.

в) Хромат калію К₂Сг0₄ утворить осад хромату барію ясно - жовтого кольору. Реакція осадження хромату барію:

BaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = BaCO₃↓+2NH₄Cl

Ba²⁺ + CO₃^2- = BaCO₃↓

Виконання реакції: У пробірку налийте 3-5 крапель розчину солі барію, долийте 3 - 5 краплі 2н розчину К₂Сr₄,Утвориться осад світло - жовтого кольору. Осад розділіть на дві частини і долийте НСІ і СН₃СООН. Хромат барію розчиняється в соляній кислоті і не розчиняється в оцтовій кислоті.

г) Фарбування полум'я: Летучі солі барію забарвлюють полум'я газу в жовто - зелений колір.

Дослід №2 та методичні рекомендації до його виконання.

Характерні реакції катіонів Са²⁺.

а) Карбонат амонію (NH₄)₂С0₃ з іонами Са²⁺ утворить аморфний осад білого кольору, що при нагріванні перетворюються в кристалічний. Реакція рівняння:

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = CaCO₃↓+2NH₄Cl

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO₃↓

Виконання реакції: В одну пробірку налийте солі кальцію і долийте 3-5 краплі 2н розчини карбонату амонію. Випадає осад білого кольору, підігрійте, він з аморфного перейде в кристалічний осад а потім осад розділіть на дві частини, на одну частину долийте НСІ , а на іншу СН₃СООН. Осад розчиниться як у соляній так і в оцтовій кислоті.

б) Щавеливокислий Амоній (NH₄)₂С₂0₄ осаджує іон Са²⁺. і СаС₂0₄^2- розчинного в сильних кислотах, але не розчинного в СН₃СООН. Розглянемо рівняння реакції:

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O₄↓+2NH₄Cl

Ca²⁺ + C₂O₄^2- = CaCO₄↓

Іони барію дають аналогічні осади і тому заважають відкриттю Са²⁺.

Виконання реакції: Налийте в пробірку солі кальцію і долийте 3-5 краплі 2н розчини (NH₄)₂С₂0₄. Випадає осад білого кольору. Осад розділіть на дві частини і подійте на долийте НСІ , а на іншу СН₃СООН. У соляній кислоті осад розчиняється, а в оцтовій на холоді не розчиняється. При кип'ятінні оксалат кальції також не розчинний в оцтовій кислоті.

в) Фарбування полум'я: Летучі солі кальцію забарвлюють полум'я газу в жовто - гарячо - червоний колір.

Проведення реакції: На хромовий дріт опустити в полум'я пальника. Якщо полум'я офарблюється, то дріт необхідно чистити для цього її варто замочувати в соляній

кислоті і проколоти до повного зникнення фарбування полум'я. Чистий дріт опустити чи в розчин солі чи кальцію набрати небагато твердого кальцію. Внести сіль у верхню частину полум'я пальника і спостерігати інтенсивне і тривале жовте фарбування полум'я.

Дослід №3 та методичні рекомендації до його виконання.

Характерні реакції катіонів Мд²⁺.

а) Карбонат Амонію (NH₄)₂С0з з іонами Мд²⁺ утворить аморфний осад білон кольору основної солі карбонату магнію. Реакція рівняння:

2MgCl₂ + 2(NH₄)₂CO₃ + H₂O ↔ (MgOH)₂CO₃↓ +4NH₄Cl + CO₂↑

2MgCl²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O ↔ (MgOH)₂CO₃↓ + CO₂↑

Переконайтеся в розчинності осаду в кислотах і амонійних солях.

(MgOH)₂CO₃ + NH₄Cl = 2MgCl₂ +2NH₄OH + (NH₄)₂CO₃

Осад основної солі магнію також розчинний в розчинах соляної, азотної оцтової кислот:

(MgOH)₂CO₃ + 4HCl = 2MgCl₂ +3H₂O + CO_2↑

(MgOH)₂CO₃ + 4CH₃COOH = 2Mg(CH₃COOH)₂+3H₂O + CO_2↑

Проведення реакції. У пробірку долити 2 – З каплі розчину солі магнію і стільки ж розчину карбонату амонію, суміш нагріти до кипіння. Спостерігати випадання осаду білого кольору. Осад розділити на три частини. До першої частини осадку додати розчин хлориду амонію, до другої - розчин соляної кислоти, до третьої частини - розчин оцтової кислоти. Спостерігати розчинення опадів.

б) Реакції з сильними лугами NаОH або КОН. Катіон магнію із сильними лугами утворює осад гідроксиду магнію білого кольору:

MgCl₂ + 2KOH = Mg(OH)₂ ↓+2KCl

Mg^{2 +} + 2OH = Mg(OH)_2↓

Проведення реакції: У пробірку пролити 2-3 краплі розчину солі магнію і стільки ж розчину сильного лугу. Спостерігати випадання осаду. Осад розділити на три частини. До першої частина осадку додати розчин солі амонію, до другої - розчин соляної кислоти, до третьої частини - розчин оцтової кислоти. Спостерігати розчинення осадків.

в) Реакція з гідро фосфату натрію Na₂HР0₄ . Катіон Мд²⁺ в присутності гідроксиду амонію утворює білий кристалічний осад подвійної солі фосфату магнію амонію:

MgCl₂ + Na₂HPO₄ + NH₄OH = MgNH₄PO₄ ↓+ H₂O

Mg²⁺ + HPO₄^2- + NH₄OH = MgNH₄PO₄ ↓+ H₂O

При осадження МgNН₄Р0₄ слід додавати невеликий надлишок розчину солі амонію МН₄СІ, щоб не утворився аморфний осад Мд(ОН)₂. Катіони Са²⁺ і Ва²⁺ з гідрофосфатом натрію дають аналогічний осадок.

Проведення реакції: У пробірку долити 2-3 краплі розчину солі магнію і стільки ж розчину хлориду амонію, потім 3-5 капель розчину гідрофасфата натрію. Ретельно перемішати вміст і додати водний розчин аміаку до лужної реакції. Спостерігати випадання осаду білого кольору.

Вихідний контроль

1. Яким реактивом та яких умов можна виявити катіонів Ва²⁺при наявності інших катіонів цієї групи?

2. Що будемо спостерігати при дії на суміш катіонів другої групи групового реактиву в присутності NH₄OH і NH₄Cl? Які катіони будуть в осаді , а які в розчині?

3. Чому при аналізі катіонів другої групи першим виявлять барій, а не кальцій?

4. Обчисліть, скільки грамів в літрі води розчинено ВаСО₃ при 250С, якщо добуток розчинності дорівнює 8∙10^-9. (1,76∙10^-2).

Після виконання роботи студент повинен

Знати: Характерні реакції катіонів другої аналітичної групи.

Вміти: практично вивчити приватні реакції катіонів другої аналітичної

групи: Са2+ , Ва2+ , Мд2+.

Завдання додому: Закінчити оформлення лабораторної роботи №2

І Н С Т Р У К Ц І Й Н А К А Р Т К А