Частные реакции на катионы V аналитической группы

Реакции на катион- Mg⁺²

Растворы солей катиона магния бесцветны.

1.Действие щелочей KOH или NaOH. К 2-3 каплям раствора сульфата магния прибавьте 2 капли раствора щелочи, выпадает белый аморфный осадок. MgSO₄ + 2KOH ® Mg(OH)₂¯ + K₂SO₄ (Запишите уравнение в ионном виде).

Проверить осадок на растворимость в растворе сильной минеральной кислоты и щелочи. Mg(OH)₂¯ + 2HCl ® MgCl₂ + Н₂О

Mg(OH)₂¯ + 2КОН® (Запишите уравнение в ионном виде).

К части осадка прибавьте насыщенный раствор NH₄Cl. Осадок растворяется. Mg(OH)₂¯ + 2NH₄Cl ® MgCl₂ + 2NН₄ОH

2. Действие гидроксида аммония. К 2 каплям раствора сульфата магния прибавьте 3-4 капли раствора гидроксида аммония. Выпадает небольшой белый аморфный осадок. MgSO₄ + 2NH₄OH Û Mg(OH)₂ ¯ + (NH₄)₂SO₄(Запишите уравнение в ионном виде). Реакция обратима, осадок гидроксида магния частично растворяется.

3. Действие гидрофосфата натрия - Na₂HPO₄. К 2 каплям сульфата магния прибавьте 1 каплю насыщенного раствора хлорида аммония и раствора NH₄ОН до растворения осадка, перемешайте, затем прибавьте по капле раствор Na₂HPO₄. Перемешайте, дайте постоять несколько минут, (если осадок не образуется, потрите стеклянной палочкой). Образуется белый кристаллический осадок (магния – аммония – фосфат). MgSO₄ + Na₂HPO₄ + 2NH₄OH ®^NH4Cl MgNH₄PO₄¯ + Na₂SO₄ + H₂O Mg⁺² + HPO₄ ^2- + NH₄OH ® MgNH₄PO₄¯ + H₂O Осадок растворяется в кислотах.

4. Действие дигидроантимоната калия - KH₂SbO₄ К 2 каплям раствора сульфата магния прибавить 2 капли раствора KH₂SbO₄, потрите стеклянной палочкой. Выпадает белый кристаллический осадок.

MgSO₄ + KH₂SbO₄ ® Mg(H₂SbO₄)₂¯ + K₂SO₄

(Запишите уравнение в ионном виде).

Осадок аналогичен осадку дигидроантимоната натрия. Катион магния мешает открытию катиона натрия.

5.Реакция ПЕТРАШЕНЯ К 2 каплям иодной воды (I₂) прибавьте 1 каплю щелочи, перемешайте раствор до обесцвечивания, затем прибавьте 1 каплю раствора сульфата магния. Образуется красно – бурый осадок.

MgSO₄ + 2KOH + I₂ ® Mg(OH)₂I₂¯+ K₂SO₄

Реакции на катион –Mn⁺²

Растворы солей Mn⁺² магранца (II) бесцветны.

1. Действие щелочей KOH или NaOH. К 2-3 каплям раствора сульфата марганца (II) прибавьте 2 капли раствора щелочи, выпадает белый аморфный осадок. MnSO₄ + 2NaOH ® Mn(OH)₂¯ + Na₂SO₄ (Запишите уравнение в ионном виде).

Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи.

Осадок гидроксида марганца на воздухе буреет, т.к. кислород воздуха переводит Mn⁺²®Mn⁺³ и Mn⁺⁴ 4Mn(OH)₂¯(белый) + O₂ +2H₂O®4Mn(OH)₃¯(бурый)

Если кроме щелочи на соль Mn (II) подействовать окислителем, например Н₂О₂, то сразу образуется темно-бурый осадок.

MnSO₄¯(белый) + H₂O₂ +2KOH® K₂SO₄ + 2H₂O + MnO₂¯(бурый)

Часть осадка гидроксида марганца (II) хорошо встряхнуть и прибавить несколько капель раствора щавелевой кислоты (Н₂С₂О₄). Осадок растворяется с образованием раствора комплексной соли землянично – красного цвета.

4Mn(OH)₂¯(белый) + O₂ +2H₂O®4Mn(OH)₃¯(бурый)Mn(OH)₃¯+ 3KOH + 3 Н₂С₂О₄ ® K₃[Mn(C₂O₄)₃] ( земл.–кр.) + 6H₂OЭта реакция используется для обнаружения катиона Mn (II).

2. Действие гидроксида аммония –NH₄OH. К 2 каплям раствора сульфата марганца (II) прибавьте 3-4 капли раствора гидроксида аммония. Выпадает белый аморфный осадок. MnSO₄ + 2NH₄OH ® Mn (OH)₂ ¯ + (NH₄)₂SO₄(Запишите уравнение в ионном виде).

3. Действие диоксида свинца PbO₂ в азотнокислой среде. (Mn⁺² окисляется до Mn⁺⁷). Возьмите стеклянной лопаточкой немного порошка PbO₂.в пробирку добавьте 4 –5 капель раствора азотной кислоты с концентрацией 6 моль/л. Нагрейте до кипения. Затем прибавьте очень немного(меньше одной капли, при помощи стеклянной палочки) раствор MnSO₄. Перемешайте и нагрейте до образования розовой или фиолетово – малиновой окраски раствора. 2MnSO₄ +6HNO₃ +5PbO₂ ®2HMnO₄ +2PbSO₄ +3Pb(NO₃)₂ +2H₂O Mn⁺² –5ē®Mn⁺⁷ ê2- восстановитель

Pb ⁺⁴ +2ē ®Pb⁺² ê5- окислитель

! Избыток Mn⁺² может восстанавливать MnО₄^-1.

2HMnO₄ + 3MnSO₄ + 7H₂O®5H₂MnO₃¯ + 3H₂SO₄

Реакции на катион железа (III) –Fe⁺³

Растворы солей железа (III) имеют желтую окраску.

1.Действие щелочей KOH или NaOH и гидроксида аммония. В одну пробирку к 2-3 каплям раствора хлорида железа (III) прибавьте 2-3 капли раствора щелочи, в другую пробирку к 1-2 каплям раствора хлорида железа (III) прибавьте 1-2 капли гидроксида аммония. В первой и второй пробирках выпадает одинаковый красно – бурый аморфный осадок. FeCl₃ + 3NaOH ®Fe(OH)₃¯ +3NaCl FeCl₃ + 3NH₄OH ®Fe(OH)₃¯ +3NH₄Cl(Запишите уравнения в ионном виде).

Проверить полученные осадки на растворимость в кислотах и щелочах. Fe(OH)₃¯ +3HCl® FeCl₃ + 3H₂O (Запишите уравнение в ионном виде).

2. Действие гексоцианоферрата (III) калия –K₄[Fe(CN)₆] К 1 капле раствора хлорида железа (III) прибавьте 1-2 капли раствора HCl и 1 каплю раствора K₄[Fe(CN)₆]. Выпадает темно-синий осадок берлинской лазури. 4FeCl₃ +3K₄[Fe(CN)₆] ® Fe₄[Fe(CN)₆]₃¯ + 12KCl 4Fe⁺³ + 3[Fe(CN)₆]^-4® Fe₄[Fe(CN)₆]₃¯ К части осадка прибавить несколько капель щелочи. Осадок в щелочной среде разлагается. Fe₄[Fe(CN)₆]₃¯ + 12КОН® 4Fe(OH)₃¯ + 3K₄[Fe(CN)₆] Fe₄[Fe(CN)₆]₃¯ + 12ОН^-1 ® 4Fe(OH)₃¯ + 3 [Fe(CN)₆]^-4

3. Действие роданида аммония NH₄SCN.К 1 капле раствора хлорида железа (III) добавьте 5 капель воды и 1 –2 капли раствора роданида аммония. Раствор приобретает кроваво-красное окрашивание. FeCl₃ + NH₄SCN® Fe(SCN)₃ +3NH₄Cl

ОбнаружениюFe⁺³ мешают, F^-, C₂O₄^2- фосфорная кислота, соли лимонной и винной кислот, т.к. связываютFe⁺³ в комплекс.

4.Действие иодида калия KI . К 1 капле раствора иодида калия прибавить 1-2 капли раствора HCl и 1 каплю раствора хлорида железа (III), раствор буреет, т.к. выделяется свободный иод. Для доказательства выделяющегося йода к раствору прибавляют 2-3 капли хлороформа CHCl₃ . Взболтайте. Слой хлороформа окрасится в фиолетовый цвет. 2FeCl₃ +2KI® I₂ +2FeCl₂ +2KCl Fe⁺³ + ē ®Fe⁺² ê 1- окислитель 2I^-1- ē ®I₂⁰ ê1- восстановитель

Fe⁺³ –слабый окислитель, поэтому более слабые восстановители (Br^-, Cl^-) не окисляются.

Реакции на катион железа (II) –Fe⁺²

Растворы солей железа (II) имеют светло-желтую окраску, разбавленные растворы бесцветны.

1.Действие щелочей KOH или NaOH и гидроксида аммония. В две пробирки прибавить 2-3 каплям раствора сульфата железа (II), в одну прибавьте 2-3 капли раствора щелочи, а в другую –2-3 капли раствора NH₄OH. Выпадает грязно - зеленый аморфный осадок. FeSO₄ + 2NaOH ®Fe(OH)₂¯ +Na₂SO₄ (Запишите уравнения в ионном виде).

FeSO₄ +2NH₄OH ÛFe(OH)₂¯ + (NH₄)₂SO₄

Проверить осадок на растворимость в кислотах и щелочах. Fe(OH)₂¯ +2HCl® FeCl₂ + 2H₂O (Запишите уравнение в ионном виде).

Осадок гидроксида железа (II) быстро буреет на воздухе, т.к. Fe⁺² под действием кислорода воздуха переходит Fe⁺³. 4Fe(OH)₂¯ + O₂ +2H₂O®4Fe(OH)₃¯(красно-бурый) Fe⁺² - ē ®Fe⁺³ ê4 - окислитель O₂ ⁰ +4ē ®2O ^2- ê1- восстановитель

2. Действие гексоцианоферрата (II) калия -K₃[Fe(CN)₆] К 1 капле раствора сульфата железа (II) прибавить 1 каплю раствора HCl и 1 каплю раствора K₃[Fe(CN)₆]. Выпадает темно-синий осадок турнбулевой сини. 3FeSO₄ +2K₃[Fe(CN)₆] ® Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯ + 3K₂SO₄3Fe⁺² + 2[Fe(CN)₆]^-3® Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯

К части осадка прибавить несколько капель щелочи. Осадок в щелочной среде разлагается. Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯ + 6КОН® 3Fe(OH)₂¯ + 2K₃[Fe(CN)₆] Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯ + 6ОН^-1 ® 3Fe(OH)₃¯ + 2[Fe(CN)₆]^-3

3.Действие перманганата калия в кисдой среде. К 2 –3 каплям раствора сульфата железа (II) прибавьте 2 капли раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора перманганата калия. Происходит обесцвечивание раствора перманганата. 2KMnO₄ +10FeSO₄ +8H₂SO₄® 2MnSO₄ +5Fe₂(SO₄)₃ +K₂SO₄ +8H₂O Mn⁺⁷ +5ē ® Mn⁺² ê2 - окислитель 2Fe⁺² –2ē ®2Fe⁺³ ê5- восстановитель

4.Реакция образования «Бурого кольца». К 2-3 каплям насыщенного раствора сульфата железа (II) добавьте 2-3 капли раствора нитрата натрия, перемешайте раствор и осторожно по стенкам добавьте концентрированную серную кислоту. На границе слоев образуется «бурое» кольцо.

6FeSO₄ + 2NaNO₃+ 4H₂SO₄® 2NO +3Fe₂(SO₄)₃ +Na₂SO₄ +4H₂O N⁺⁵ +3ē ® N⁺² ê2 - окислитель 2Fe⁺² –2ē ®2Fe⁺³ ê3 – восстановитель FeSO₄ +NO ®[Fe(NO)]SO₄ (бурое кольцо)

Реакции на катион Bi³⁺

Растворы солей катиона Bi³⁺ бесцветны

1.Действие щелочи NaOH или KOH и гидроксида аммония- NH₄OH .В одну пробирку поместить 2-3 капли раствора Bi(NO₃)₃ или BiCl₃ прибавьте 2-3 капли раствора NaOH, в другую пробирку к 1-2 каплям Bi(NO₃)₃ раствора прибавьте 2-3 капли NH₄OH. В первой пробирке и во второй пробирке образуется одинаковый белый осадок. Bi(NO₃)₃ +3NaOH®Bi(OH)₃¯ +3NaNO₃ Bi(NO₃)₃ +3NH₄OH®Bi(OH)₃¯ +3NH₄NO₃

(Записать уравнения в ионном виде).

Проверить осадки на растворение в кислотах и щелочах. Bi(OH)₃¯ +3HCl Û BiCl₃ + 3H₂O (Записать уравнения в ионном виде).

2.Действие иодида калия – KI.К 1 капле раствора Bi(NO₃)₃ прибавьте 2-3 капли раствора KI. Образуется оранжевый раствор комплексной соли.Bi(NO₃)₃ + 3KI ® BiI₃¯ + 2KNO₃ BiI₃¯ + KI ® K[BiI₄] (оранжевый раствор).

3.Действие хлорида олова SnCl₂ в щелочной среде. К 2-3 каплям раствора SnCl₂ прибавить по каплям щелочь, чтобы первоначально образовавшийся осадок растворился, к полученному раствору добавите каплю Bi(NO₃)₃. Образуется черный осадок металлического висмута Bi⁰. 2Bi(NO₃)₃ + 3SnCl₂ +18KOH ®2Bi¯ + 3Na₂SnO₃ +6NaCl + 6NaNO₃ + 9H₂O Bi⁺³ +3 ē ® Bi⁰ ê2 - окислитель Sn⁺² -2 ē ® Sn⁺⁴ ê3 - восстановитель

4.Действие воды – гидролиз висмута. К 1 капле раствора BiCl₃ добавьте воды до появления белого осадка основной соли. BiCl₃ +2НОН Û Bi(OH)₂Cl+2HNO₃

(BiOCl¯+H₂O)

Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи.

Занятие 8