Амфотерлі гидроксидтер тобы катиондарының анализ әдістері және сапалық реакциялары (төртінші аналитикалық топ катиондары)

Мақсаты: Қоспа құрамында ажырату мақсатымен бесінші топ катиондарын талдайтын сипаттамалық реакцияларды жасау.

Құралдар мен реактивтер: штатив, пробиркалар, спирт шамы, темір, марганец, висмут, сурьма тұздары.

Төртінші аналитикалық топқа Fe²⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Mg²⁺, Bi³⁺, Sb⁺³, Sb⁺⁵ катиондары жатады.

Висмут пен магнийден басқа элементтер айнымалы тотығу дәрежесін көрсетеді және комплекс түзуге бейім келеді. Төртінші топ катиондарының (қалайыдан (ІІІ) басқа) гидроксидтері амфотерлік қасиет көрсетпейді және ерімтал аминокомплекстер түзбейді. Олар NаОН және КОН гидроксидтерінің артық мөлшерімен тұнбаға түседі.

Темір

Негізінен руда құрамына кіреді. Маңызды рудалары темір(II), (III) оксидтері, сульфидтері, карбонаттары түрінде болады: гематит Fе₂О₃, магнитті железняк Fе₃О₄, гетит FеО(ОН), лимонит Fе₄Н₆О₉, пирит FeS₂, сидерит FeCO₃ және т.б.

Қосылыстарда темір +2,+3 тотығу дәрежелерін көрсетеді. Fe³⁺ - катионы сары түсті, ерітінділері сары немесе қызыл-күрең түсті. Fe²⁺ катионы түссіз, ауада тез арада Fe³⁺ ионына тотығады. Fe³⁺ және Fe²⁺ катиондары әртүрлі қасиет көрсетеді.

Темір (II) Fe²⁺ катионына тән реакциялар

Темір (II) тұздары ерітінділері ашық жасыл түсті, сұйытылған ерітінділері түссіз.

1. КОН немесе NаОН сілтілерімен реакция. Fe²⁺ катионымен сілтілер темір (II) гидроксиді Fe(ОН)₂ ақ тұнбасын түзеді. Ол ауада Fe(ОН)₃-ке дейін тотығып, өзіне тән күрең түске боялады.

Тәжірибе. Пробиркаға 2 – 3 капли тамшы темір (II) сульфаты ерітіндісін құйыңыз, 5 тамшы дистилденген су және 2 тамшы натрий гидроксидін қосыңыз. Тұнбаның түсі мен сипатына назар аударыңыз.

2. Калий гексацианоферратымен (III) К₃[Fe(CN)₆] реакция (сипаттамалық реакция). Темір (II) тұзына К₃[Fe(CN)₆] ерітіндісін қосқанда, турнбул көгі тұнбасы Fe₃[Fe(CN)₆]₂ түзіледі.

3FeSO₄ + 2К₃[Fe(CN)₆] = Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓ + 3К₂ SO₄

Fe₃[Fe(CN)₆]₂ қышқылдарда ерімейді, бірақ сілтілермен темір гидроксидін түзе әрекеттеседі.

Fe₃[Fe(CN)₆]₂ + 6КОН = 3Fе(ОН)₂↓ + 2К₃[Fe(CN)₆]

Демек, Fe²⁺ катионын калий гексацианоферратымен қышқылдық ортада рН<7 болғанда ашуға болады.

3. Аммиак ерітіндісі Fе²⁺ катионымен темір (II) гидроксидінің тұнбасын береді:

2NH₄OH + FeSO₄ →Fe(OH)₂↓ + (NH₄)₂SO₄

4. Диметилглиоксим (Чугаев реактиві) Fе²⁺ катионымен кармин-қызыл түсті ішкі комплексті тұз түзеді:

[Fe(C₄H₇N₂O₂)₂] + NH₃

Темір (III) Fe³⁺ катионына тән реакциялар

Fe³⁺ катионы бар тұздар ерітінділері сары немесе қызыл-күрең түске боялады.

1. КОН немесе NаОН сілті ерітінділерімен реакция. Бұл реакция А1³⁺катионының реакциясы тәрізді өткізіледі. Темір (III) тұзының ерітіндісіне сілті қосқанда темір (III) гидроксидінің Fе(ОН)₃ қызыл-күрең түсті тұнбасы түзіледі.

2. Калий гексацианоферратымен (II) К₄[Fe(CN)₆] (сипаттамалық реакция). Темір тұзы ерітіндісіне К₄[Fe(CN)₆] ерітіндісін қосқанда берлин лазуры деп аталатын қою-көк тұнба Fe₄[Fe(CN)₆]₃ түзіледі:

4FeCl_{3 + 3} К₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓ + 12КС1

Тұнба қышқылдарда ерімейді және өзінің түсін өзгертпейді. Демек, Fe³⁺ ионын К₄[Fe(CN)₆] көмегімен қышқыл ортада рН<7 болғанда анықтауға болады.

Сілтілерде берлин лазуры қызыл-күрең тұнба Fe(ОН)₃ түзіле ыдырайды:

Fe₄[Fe(CN)₆]₃ + 12NаОН = 4 Fe(ОН)₃↓ + 3 Na₄[Fe(CN)₆]

3. Калий KNCS немесе аммоний NH₄NCS тиоцианатымен (роданидімен) реакция (сипаттамалық реакция). Аз диссоциацияланатын темір (III) тиоцианаты [Fe(NCS)₃] түзілуіне байланысты ерітінді қан-қызыл түске боялады:

FeCl₃ + 3 KNCS = [Fe(NCS)₃] + 3КС1