Осадок растворим в разведенных минеральных кислотах

Лабораторная работа № 8.

Тема: «ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ

V АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ».

Содержание типовой

задачи деятельности:

Разрабатывать и обосновывать новые методы по внедрению новых технологий.

Умения:

Отработать практические навыки и углубить теоретические знания по частным реакциям катионов пятой группы.

Организация и оснащения рабочего места:

Штатив с пробирками, пробиркодержатели, спиртовки, спички, хими - ческая посуда.

Реактивы:

(NH4)2S, FeCL3, MnSO4, NaBiO3 (кристалл.), NaOH, H2O , NH4OH, Na2S, HCl, MgCL2, HNO3, NH4Cl (крист), NH4CNS, K4[Fe (CN)6], K3 [Fe (CN)6 ],

CH3COOH.

Правила техники безопасности:

В химической лаборатории необходимо соблюдать осторожность, поддерживать порядок и чистоту на рабочем месте. Выполнять следует только те опыты, которые предусмотрены заданием. Избыток реактивов нельзя высыпать или выливать из пробирки в общую реактивную склянку.

Межпредметная связь:

Неорганическая химия, технологический контроль в общественном питании, основы экологии.

Критерий оценивания: Результат:

Задание № 1. – баллов. баллов – «5»

Задание № 2. – баллов. баллов – «4»

Задание № 3. – баллов. баллов – «3»

Оформление – баллов.

Соблюдение техники безопасности – баллов.

Теоретические основы:

К пятой аналитической группе катионов относятся ионы Fe2+ , Fe+3 , Mg+2 , Mn+2 . Ионы Fe+2 , Fe+3 , и Mn+2 являются катионами d – элементов, ион Mg+2 – катион s – элемента. Ионы Mn+2 , Mg+2 – бесцветные, ионы Fe+2 – бледно-зеленые, а ионы Fe+3 – желтые.

Нитраты, хлориды, сульфаты и ацетаты катионов пятой группы хорошо растворимы в воде. Соли других катионов этой же группы также подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию среды. Карбонаты катионов Fe+2 , Fe+3 , Mn+2 и Mg+2 не растворяются в воде. Из–за гидролиза они переходят в гидроксиды, если растворимость гидроксидов меньше растворимости карбонатов. Фосфаты катионов пятой группы менее растворимы в воде, чем их гидрофосфаты. Среди катионов пятой группы ионы железа и марганца имеют переменную степень окисления, а ионы магния – постоянную. Для ионов железа и марганца характерны окислительно-восстановительные реакции. Наибольшую окислительную способность соединения марганца проявляют в кислой среде. Катионы Fe+2 , Fe+3 и Mn+2 легко образуют комплексные соединения.

Групповым реагентом на катионы пятой аналитической группы является гидроксид натрия. При действии гидроксида натрия все катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде гидроксиды. Гидроксиды катионов пятой группы не растворяются в избытке щелочи и в растворе аммиака в отличие от гидроксидов катионов четвертой и шестой групп.

На воздухе эти гидроксиды окисляются кислородом и осадки становятся бурыми:

4Fe (OH) 2 + O2 + H2O = 4Fe (OH) 3¯

2Mn (OH) 2 + O2 + H2O ® 2Mn (OH) 4 ® MnO (OH)

При взаимодействии едких щелочей с солями Fe3+ выпадает бурый студенистый осадок Fe(OH)3 , а с солями магния – белый аморфный осадок Mg(OH)2.

FeCl3 +3KOH = Fe (OH)3 ¯ +3KCl

MgCl2 +2KOH = Mg (OH)2 ¯ +2KCl

Осадок гидроксида магния Mg(OH) хорошо растворяется в кислотах и растворах аммонийных солей:

Mg (OH)2 +2H+ = Mg +2H2O

Mg (OH)2 +2NH4+ = Mg +2NH4OH

Многие свежеосажденные гидроксиды и сульфиды катионов пятой группы часто получаются в коллоидном состоянии.

Ход работы:

Задание №1.

Действие группового реактива на катионы пятой группы.

1. Взять 4 пробирки с растворами солей катионов пятой группы (Fe2+, Fe+3, Mg+2, Mn+2).

В каждую пробирку добавить 1 мл. группового реактива NaOH.

3. Ваши наблюдения_______________

Записать уравнения реакций в молекулярном и ионном видах.

FeCL2 + NaOH =

_______________

FeCL3 + NaOH =

_______________

MnCL2 + NaOH =

_______________

MgCL2 + NaOH =

_______________

Задание №2.

Частные реакции на катионы пятой группы.

I. Реакции катиона Fe+2

а) Гексацианоферрат (III) калия K3 [Fe(CN)6] окисляется Fe2+ в Fe3+:

Fe2+ + [Fe(CN)6 ]3_ ® Fe3+ + [Fe(CN)6 ]4- .

Образовавшиеся ионы Fe образуют с анионами гексацианоферрат (II) новый комплексный анион:

Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6 ]4- ® KFe3+ [Fe2+ (CN)6 ] ¯ .

Соединения KFe3+ [Fe2+ (CN)6 ]¯ носит название турнбулевой сини из – за темно – синего цвета.

Реакция проводится в кислой среде для подавления гидролиза солей железа. Осадок разлагается щелочам. Реакция является самой чувствительной на ионы Fe2+ и фармакопейной.

1. Налить в пробирку соль Fe+2 и добавить

2. Ваши наблюдения:

_______________

3. Напишите формулу осадка_________________________________________

Реакция с сульфидом аммония.

б) Сульфид аммония (NH4)2 S или сульфид натрия образуют с солями железа (II) черный осадок сульфида железа (II):

Fe2++ S2- = FeS ¯

Осадок растворим в разведенных минеральных кислотах.

1. Налить в пробирку 1-2 мл соли Fe2+ и добавить 1-2 мл сульфида аммония.

2. Ваши наблюдения:

_______________

3. Записать уравнение реакции в молекулярном и ионном видах:

Fe SO4 + (NH4)2S =

_______________

в) Действие окислителей.

Ионы железа Fe2+ – довольно сильные восстановители и способны окисляться под действием ряда окислителей, таких, как пероксид водорода, дихромат калия, перманганат калия в кислой среде. Например, взаимодействия сульфата железа (II) с перманганатом калия заканчивается обесцвечиванием раствора перманганата вследствие образования бесцветных ионов марганца Mn2+:

Расставьте коэффициенты в уравнениях окислительно-восстановительных реакциях, составив электронный баланс:

FeSO4 +KМnO4 +H2SO4 = MnSO4 + K2SO4 +Fe 2(SO4)3 +H2O

_______________

В щелочной среде окисление ионов железа (II) в растворе может быть осуществлено с помощью пероксида водорода:

2FeSO4 + H2O2 +4KOH = 2K2SO4 + 2Fe (OH) ¯

_______________

II. Реакции катиона Fe+3.

а) Реакция с сильными щелочами NaOH или KOH.

Катионы Fe+3 с сильными щелочами образуют осадок красно – бурого цвета. Fe (OH)3 – является амфотерным гидроксидом.

1. Возьмите пробирку с Fe(OH)3 (см. задание 1).

Наши рекомендации