Характерные реакции катионов ЦИНКА
Во всех соединениях степень окисления цинка равна двум. Ион Zn3+ бесцветен.
1. Реакция с гексоцианоферратом калия (II).
K4[Fe(CN)6] образует с Zn2+ белый осадок двойной соли:
3Zn2++2K++2[Fe(CN)6]4- ⇆ K2Zn3[Fe(CN)6]2↓.
Осадок растворим в щелочах с образованием гидроксокомплекса. K3[Fe(CN)6] осаждает коричнево-жёлтый осадок Zn3[Fe(CN)6]2 , растворимый в соляной кислоте и аммиаке.
Выполнение реакции. В две пробирки с несколькими каплями соли Zn2+ добавить реагенты. Отметить цвет образующихся осадков. Проверить действие растворов HCl, NaOH, NH3. Записать уравнения происходящих реакций.
2. Реакция с дитизоном.
Раствор дитизона в хлороформе или четырёххлористом углероде образует с Zn2+ в щелочной среде внутрикомплексную соль, окрашенную в малиново-красный цвет. В отличие от дитизонатов других элементов эта соль окрашивает в щелочной среде не только слой CHCl3, но и водный слой. В кислых растворах дитизонат цинка растворим. Дитизон или дифенилтиокарбазон имеет следующий состав и строение:
Цинк проявляет координационное число, равное четырём:
 C6H5 –– NH – N –– Zn –– N – NH –– C6H5 С=S S =С C6H5 –– N = N N = N –– C6H5 |
Предел обнаружения – 1 мкг. Мешают Ag(I), Bi(III), все катионы VI группы. Их маскируют тиосульфатом, цианидом, либо осаждают в виде сульфидов.
Выполнение реакции. Реакцию удобно проводить следующим образом: на полоску фильтровальной бумаги нанести каплю соли цинка, 2–3 капли раствора NaOH. Затем влажное пятно обвести по периферии капилляром с раствором дитизона. Отметить цвет кольца, характерный для Zn2+. Если ионы Zn2+ отсутствуют, образуется кольцо оранжевого цвета, характерное для дитизона в щелочной среде. Параллельно провести холостой опыт: нанести рядом 2 капли раствора NaOH и подействовать каплей дитизона.
3. Реакция с сероводородной водой.
H2S осаждает Zn2+ в виде белого осадка уже в кислой среде при рН ³ 2,5. Более полное осаждение достигается при добавлении ацетата натрия, связывающего катионы водорода:
Zn2+ + H2S+2CH3COO- ⇆ ZnS↓ + 2CH3COOH
Выполнение реакции. К нескольким каплям раствора соли цинка добавить равный объём ацетата натрия и небольшой избыток сероводородной воды. Наблюдать образование осадка. Проверить его растворимость при рН < 1.
Характерные реакции катионов Sn(II) и Sn(IV)
Олово образует два типа соединений, в которых проявляет степени окисления +2 и +4. Растворы солей бесцветны.
1. Реакции восстановления, проводимые солями олова(II).
E0Sn(IV)/Sn(II) = 0,15 В, соответственно этому Sn2+-ион является довольно сильным восстановителем.
Реакция с нитратом висмута. В щелочной среде Bi3+ восстанавливается солями Sn2+ до свободного состояния, металлический висмут выпадает в виде чёрного осадка:
Sn2+ + 4OH- ⇆ [Sn(OH)4]2-
3[Sn(OH)4]2- +2Bi3+ + 6OH- ⇆ 2Bi↓ + 3[Sn(OH)6]2-
В щелочной среде восстановительная способность Sn2+ возрастает. Подумать, почему? Следует избегать нагревания, так как станнит может разлагаться и выпадать в виде чёрного металлического Sn0:
2[Sn(OH)4]2- ⇆ [Sn(OH)6]2- + Sn↓ + 2OH-
Выполнение реакции. К 3–4 каплям Sn2+ прилить 6–8 капель раствора щелочи до образования станнита и 1–2 капли раствора соли висмута. Написать уравнения реакций и объяснить их.
2. Реакции окисления, производимые Sn(II).
Металлический цинк восстанавливает олово(II) до свободного состояния. Металлическое олово осаждается в виде серого губчатого слоя. В отличие от сурьмы олово растворимо в НСl, поэтому раствор не должен быть слишком кислым.
4. Реакция с диметилглиоксимом.
Диметилглиоксим (ДМГ) или реактив Чугаева образует с ионами олова(II) или олова(IV) в присутствии ионов железа(II) смешанное комплексное соединение красного цвета, экстрагируемое бутанолом.
Выполнение реакции. К 1 мл солянокислого раствора Sn(IV) добавить железные опилки и нагреть до появления пузырьков газа. Олово восстанавливается до степени окисления (II) и в раствор переходят ионы железа(II). Добавить 1 мл раствора ДМГ,
1 мл раствора гидроксида натрия и 1–2 мл бутанола, смесь взболтать. Органический слой окрашивается в красный цвет.