- •Общие указания к ведению лабораторного журнала
- •Аналитическая кислотно-основная классификация катионов
- •I группа катионов
- •Характерные реакции катионов калия
- •1. Реакция с гексанитрокобальтатом(III) натрия.
- •Характерные реакции катионов аммония
- •1. Реакция с едкими щелочами.
- •2. Реакция с реактивом Несслера.
- •Ход анализа смеси катионов I группы
- •1. Обнаружение катионов аммония.
- •2. Обнаружение катионов натрия.
- •2. Окрашивание пламени.
- •Характерные реакции катионов натрия
- •1. Реакция с гексагидроксостибатом(V) калия.
- •2. Окрашивание пламени.
- •3. Удаление катионов аммония и проверка на полноту удаления.
- •4. Обнаружение катионов калия.
- •II группа катионов
- •Общие реакции катионов второй группы
- •1. Реакция с соляной кислотой, свойства хлоридов.
- •2. Реакции с едкими щелочами.
- •3. Реакция с раствором аммиака.
- •4. Реакция с хроматом калия.
- •5. Реакция с иодидом калия.
- •6. Реакция с карбонатом натрия.
- •Характерные реакции катионов свинца
- •1. Реакция с серной кислотой.
- •Характерные реакции катионов ртути
- •1. Реакция с раствором аммиака.
- •Характерные реакции катионов серебра
- •2. Восстановление катионов серебра до металлического.
- •Ход анализа смеси катионов II группы
- •III группа катионов
- •1. Реакция с серной кислотой.
- •2. Реакция с гипсовой водой.
- •3. Реакция с бихроматом и хроматом калия.
- •4. Окрашивание пламени.
- •Характерные реакции катионов бария
- •1. Реакция с бихроматом калия
- •Характерные реакции катионов стронция
- •1. Осаждение гипсовой водой.
- •Характерные реакции катионов кальция
- •1. Микрокристалоскопическая реакция с серной кислотой.
- •Ход анализа смеси катионов III группы
- •1. Открытие и отделение катионов бария.
- •Вопросы по I-III группам катионов
- •Ход анализа смеси катионов I–III групп
- •1. Предварительные испытания
- •2. Открытие катионов I группы дробным методом
- •3. Систематический ход анализа. Осаждение катионов II–III групп
- •4. Анализ осадка. Обнаружение катионов II группы
- •IV группа катионов
- •Общие реакции катионов IV группы
- •1. Реакция с едкими щелочами, свойства гидроксидов.
- •2. Реакция с раствором аммиака.
- •3. Реакция с карбонатом натрия.
- •Характерные реакции катионов алюминия
- •1. Реакция с ализарином.
- •Характерные реакции катионов хрома
- •1. Реакции окисления Cr(III) до Cr(VI).
- •2. Реакция соосаждения.
- •Характерные реакции катионов цинка
- •1. Реакция с гексоцианоферратом калия (II).
- •2. Реакция с дитизоном.
- •3. Реакция с сероводородной водой.
- •Характерные реакции катионов Sn(II) и Sn(IV)
- •1. Реакции восстановления, проводимые солями олова(II).
- •2. Реакции окисления, производимые Sn(II).
- •4. Реакция с диметилглиоксимом.
- •Ход анализа смеси катионов IV группы
- •V группа катионов
- •Общие реакции катионов V группы
- •1. Реакция с едкими щелочами, свойства гидроксидов.
- •2. Реакция с раствором аммиака.
- •3. Реакция с карбонатом натрия.
- •Характерные реакции катионов железа(II)
- •1. Реакция с гексацианоферриатом калия.
- •2. Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева).
- •Характерные реакции катионов железа(III)
- •1. Реакция с гексацианоферроатом калия.
- •2. Реакция с тиоцианатом аммония (калия).
- •3. Реакция с иодидом калия.
- •Характерные реакции катионов марганца
- •Характерные реакции катионов магния
- •1. Реакция с гидрофосфатом натрия.
- •Характерные реакции катионов висмута
- •2. Реакция с иодидом калия.
- •3. Реакция со щавелевой кислотой.
- •Ход анализа смеси катионов V группы
- •VI группа катионов
- •Общие реакции катионов VI группы
- •1. Реакция с раствором аммиака.
- •2. Реакция с едкими щелочами.
- •Характерные реакции катионов меди
- •1. Реакция с иодидом калия.
- •2. Реакция с гексацианоферроатом калия.
- •3. Реакция с тиосульфатом натрия.
- •Характерные реакции катионов ртути(II)
- •1. Реакция с тиоцианатом аммония (калия).
- •Характерные реакции катионов никеля
- •1. Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева).
- •Характерные реакции катионов кадмия
- •1. Реакция с сероводородом.
- •Ход анализа смеси катионов VI группы
- •Характерные реакции катионов кобальта
- •Вопросы по IV-VI группам катионов
- •I. Предварительные испытания
- •II. Обнаружение некоторых катионов дробным методом (в растворе задачи)
- •III. Систематический ход анализа (раствор задачи)
- •1.4. Удаление PbSo4.
- •1.5. Переведение сульфатов катионов III группы в карбонаты.
- •1.6. Растворение карбонатов III группы.
- •2.4. Отделение катионов VI группы.
- •IV. Систематический ход анализа (осадок задачи)
IV группа катионов
К IV группе относятся катионы амфотерных элементов: Al3+, Cr3+, Zn2+, Sn2+, Sn4+. Групповой реагент – избыток едкой щелочи, растворяющий первоначально осаждающиеся гидроксиды с образованием гидроксокомплексов:
Меn+ + nOH- ⇆ Me(OH)n↓
Me(OH)n↓ + (m-n)OH- ⇆ [Me(OH)]m-n
Подобным образом ведут себя катионы Pb2+ (II группа) и Sb3+ (V группа). Для солей катионов IV группы характерен гидролиз:
Sn2+ + 2H2O ⇆ Sn(OH)2↓ + 2H+
2ZnCO3↓ + 2H2O ⇆ Zn2(OH)2CO3↓ + H2O + CO2↑
↓Al2(CO3)3 + 3H2O ⇆ 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
Общие реакции катионов IV группы
1. Реакция с едкими щелочами, свойства гидроксидов.
Небольшие количества NaOH или KOH осаждают при действии на растворы солей катионов IV группы аморфные гидроксиды, проявляющие амфотерные свойства. Образующиеся при действии избытка щелочи комплексные анионы имеют состав: [Al(OH)4]-, [Cr(OH)4]-, [Zn(OH)4]2-, [Sn(OH)4]2-. Действие кислот вызывает обратную реакцию. Например:
[Al(OH)4]- + H+ ⇆ Al(OH)3↓ + H2O
↓Al(OH)3 + 3H+ ⇆ Al3+ + 3H2O
Интервал рН осаждения гидроксидов дан в справочной литературе. Гидроксохромит-ионы при кипячении легко подвергаются гидролизу:
[Сr(OH)4]- + H2O ⇆ Cr(OH)3↓ + OH-
Гидроксоалюминаты при нагревании разлагаются только в присутствии аммонийных солей:
[Al(OH)4]- + NH4+ ⇆ Al(OH)3↓ + NH3 + H2O
Выполнение реакции. К нескольким каплям растворов солей катионов IV группы в пробирках осторожно по каплям добавлять разбавленный раствор NaOH. Наблюдать образование осадков, отметить их цвет. Испытать действие кислот (HCl) и избытка щелочи NaOH. Записать уравнения происходящих реакций. Выписать значения ПР гидроксидов и Куст. соответствующих комплексных ионов. Какой из гидроксидов начинает растворяться в избытке ОН--ионов первым?
2. Реакция с раствором аммиака.
NH3·H2O осаждает из растворов солей катионы IV группы в виде гидроксидов аналогично действию щелочи на первой ступени. В избытке реагента хорошо растворяется только Zn(OH)2 с образованием аммиаката [Zn(NH3)4]2+; Al(OH)3 и Cr(OH)3 незначительно растворяются лишь в избытке концентрированного NH3.
Выполнение реакции. К нескольким каплям растворов солей Al3+, Cr3+, Zn2+ и Sn2+ добавлять по каплям NH3.Что наблюдается? Продолжить добавлять NH3.Что произойдет? Записать уравнения происходящих реакций.
3. Реакция с карбонатом натрия.
Na2CO3 осаждает катионы Al3+, Cr3+, Sn2+ в виде гидроксидов, Zn2+ – в виде гидроксосолей переменного состава Zn2(OH)2CO3, Zn3(OH)2(CO3)2. Образование осадков указанного состава связано с гидролизом карбонатов. Осадки растворимы в избытке щелочей, кислотах, а гидроксокарбонат цинка, кроме того, в аммиаке.
Выполнение реакции. К растворам солей катионов IV группы добавить равный объём Na2CO3. Отметить цвет выпавших осадков, выделение газа. Испытать растворимость осадков в растворах HCl, NaOH, NH3. Записать уравнения реакций.
Характерные реакции катионов алюминия
Алюминий во всех соединениях проявляет степень окисления +3. Образует большое число стабильных комплексных ионов: [AlF6]3-, [Al(C2O4)3]3-, [AlОН(Н2С4О6)2]6-. Большое значение имеют устойчивые внутрикомплексные ионы с органическими реагентами, содержащими OH- (тартраты, цитраты). Большинство солей алюминия сильных кислот хорошо растворимо в воде.