Лабораторная работа 14 Реакции обнаружения катионов s-элементов
Реакции катиона натрия (Na+)
1. Гексагидроксостибиат(v) калия, К[Sb(OH)6] из растворов солей натрия осаждает белый кристаллический осадок гексагидрокостибиата(v) натрия, растворимого в кислотах и щелочах:
Na+ + [Sb(OH)6]– → Na[Sb(OH)6]↓.
К 5–6 каплям раствора соли натрия прибавьте равный объем реагента. Наблюдайте выпадение белого кристаллического осадка. Для ускорения его образования внутреннюю поверхность стенок пробирки потрите стеклянной палочкой. Составьте уравнение в молекулярной форме. Осадок Na[Sb(OH)6] выпадает в нейтральной или слабощелочной среде. В кислой среде реагент взаимодействует не с ионом натрия, а с кислотой, образуя ортосурьмяную кислоту, которая, разлагаясь с выделением воды, образует белый аморфный осадок метасурьмяной кислоты. (Составьте уравнение реакции образования этого осадка). В сильнощелочной среде осадок Na[Sb(OH)6] растворяется с образованием средней соли Na3SbO4 .
2. Реакция окрашивания пламени. Соли натрия окрашивают бесцветное пламя горелки в оранжевый цвет. В кольцо платиновой проволоки поместите кристаллик сухой соли, внесите кольцо в пламя и наблюдайте изменение окраски пламени.
Реакции катиона калия (К+)
1. Гексанитритокобальтат(III) натрия, Na3[Co(NO2)6] образует с ионами К+ жёлтый кристаллический осадок в нейтральной или слабокислой среде:
2К+ + Na+ + [Co(NO2)6]3– → К2Na[Co(NO2)6]↓.
Запишите уравнение данной реакции в молекулярной форме. К 2–3 каплям раствора соли калия прибавьте 3 капли реактива и наблюдайте выпадение осадка. В щелочной среде реагент Na3[Co(NO2)6] разлагается с образованием осадка гидроксида кобальта(III). Составьте уравнение реакции действия щелочи на раствор реагента. В сильнокислой среде реагент разрушается с образованием простых солей натрия и кобальта. Составьте уравнение реакции действия сильной кислоты (HCl или HNO3) на раствор реагента.
2. Микрокристаллоскопическая реакция с Na2Pb[Cu(NO2)6]. Реактив дает с солями калия черные или коричневые кубические кристаллы К2Pb[Cu(NO2)6]:
2К+ + Pb2+ + [Cu(NO2)6]4– → К2Pb[Cu(NO2)6].
На предметное стекло нанесите каплю раствора соли К+ и выпарьте досуха. Рядом поместите каплю реактива и смешайте палочкой с сухим остатком. Рассмотрите форму и цвет кристаллов под микроскопом. Реакцию выполняют в нейтральной среде.
3. Проба на окрашивание пламени. Летучие соли калия (например, КСl) окрашивают пламя в фиолетовый цвет.
Реакции катиона аммония (nh4+)
1. Щелочи (NaОН, КОН) при нагревании с раствором соли аммония выделяют газообразный аммиак:
nh4+ + ОН– → nh3↑ + H2O.
В пробирку прибавьте 1–2 капли раствора соли аммония, 3–4 капли раствора щелочи и нагрейте на водяной бане. Выделяющийся аммиак обнаружьте по запаху, а также по посинению влажной лакмусовой бумаги, которую необходимо поднести к отверстию пробирки, не касаясь её стенок.
2. Реактив Несслера (водный раствор смеси K2[HgI4] и КОН) с солями аммония образует красно-бурый осадок:
n
h4Cl
+ 2K2[HgI4]
+ 4кон
→
+ 7KI + KCl +
3H2O.
К капле разбавленного раствора соли аммония прибавьте 1–2 капли реактива и наблюдайте выпадение осадка.
Реакции катиона магния (Mg2+)
1. Гидрофосфат натрия в присутствии nh4он и nh4Cl образует с солями магния белый кристаллический осадок двойной соли:
Mg2+ + nh4он + hРО42– → Mgnh4РО4↓ + H2O.
К 2 каплям раствора соли магния (MgCl2, MgSO4) прибавьте 3–4 капли 2М раствора nh4Cl и 2–3 капли Na2нРО4. к полученной смеси по каплям прибавьте разбавленный раствор аммиака и наблюдайте выпадение кристаллов фосфата аммония-магния. Запишите уравнение реакции в молекулярном виде.
2. Щелочи (Naон или КОН) из растворов солей магния выделяют белый аморфный осадок гидроксида магния:
Mg2+ + 2он– → Mg(он)2↓.
К 2–3 каплям раствора соли магния прилейте раствор гидроксида натрия или калия. Наблюдайте выпадение осадка. Проверьте растворимость полученного осадка в избытке щелочи и растворе кислоты. Обладает ли гидроксид магния амфотерными свойствами?
Реакции катиона кальция (Сa2+)
1. Растворимые оксалаты (Na2C2O4, К2C2O4 или (nh4)2C2O4) выделяют из растворов, содержащих ионы Сa2+ белый кристаллический осадок оксалата кальция:
Сa2+ + C2O42– → СaC2O4↓.
К 1–2 каплям раствора соли кальция прибавьте такое же количество оксалата аммония, натрия или калия и наблюдайте выпадение осадка. Проверьте растворимость осадка в минеральной и уксусной кислотах. Составьте уравнение происходящей реакции.
2. Микрокристаллоскопическая реакция. К капле раствора соли кальция на предметном стекле добавьте каплю раствора H2SO4 (Сэ H2SO4 = 2 моль/л) и упарьте до появления каёмки по краям. Рассмотрите в микроскоп игольчатые кристаллы гипса:
Сa2+ + SO42– + 2H2O → СaSO4·2H2O↓.
Реакции катиона бария (Ba2+)
1. Дихромат калия (K2Cr2O7) c ионами бария образует жёлтый осадок хромата бария:
Cr2O72– + 2Ва2+ + H2O → 2ВаCrO4↓ + 2H+.
К 2–3 каплям соли бария добавьте 1–2 капли раствора ацетата натрия (СН3СООNa – для связывания выделяющихся при реакции ионов водорода) и 2–3 капли раствора K2Cr2O7. Образуется желтый осадок. Испытайте его растворимость в сильных (HCl или hno3) и уксусной кислотах.
2. Серная кислота и растворимые сульфаты c катионами Ва2+ образуют белый мелкокристаллический осадок сульфата бария:
Ва2+ + SO42– → ВаSO4↓.
К 2–3 каплям раствора соли бария прибавьте равный объем разбавленной H2SO4, наблюдайте появление белого кристаллического осадка сульфата бария, нерастворимого в кислотах.
3. Проба на окрашивание пламени. Соли бария окрашивают пламя горелки в желто-зеленый цвет.