Лабораторная работа 15 Реакции обнаружения катионов р-элементов

Реакции катиона алюминия (А1³⁺)

1. Щелочи (NaOH, КОН) с солями алюминия выделяют белый аморфный осадок гидроксида алюминия:

А1³⁺ + 3ОН^– → А1(ОН)₃↓.

К 4–5 каплям раствора соли алюминия добавляют 2М раствор гидроксида натрия до появления осадка. Полученную смесь делят на 2 части, чтобы убедиться в амфотерности гидроксида алюминия. Для этого к одной части осадка добавляют соляную кислоту, к другой – избыток гидроксида натрия. В обоих случаях наблюдают растворение осадка. Затем записывают уравнения реакций в ионно-молекулярном и молекулярном виде, учитывая, что с раствором щелочи образуется комплексное соединение – тетрагидроксоалюминат натрия.

2. Ализарин с ионами алюминия в щелочной среде образует осадок (лак) ярко-красного цвета. На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора соли алюминия и обрабатывают газообразным аммиаком, помещая образец над открытой склянкой с концентрированным раствором аммиака. На получившееся пятно гидроксида алюминия наносят каплю раствора реагента оранжевого цвета и снова обрабатывают аммиаком. В процессе высушивания пятно приобретает красный цвет.

Реакции катиона свинца (Рb²⁺)

1. Хромат или бихромат калия в нейтральной или уксуснокислой среде образует лимонно-желтый осадок хромата свинца (РbСrО₄):

Pb²⁺ + CrO₄^2– → РbСrО₄↓.

К 2–3 каплям раствора соли свинца добавляют такое же количество 2М раствора уксусной кислоты, ацетата натрия и К₂СrО₄ (или К₂Сr₂О₇). Наблюдают выпадение желтого осадка, который практически нерастворим в разбавленной азотной кислоте, но растворим в гидроксиде натрия.

2. Растворимые йодиды с ионами свинца образуют желтый осадок:

Рb²⁺+2I^– → РbI₂↓,

который растворяется при нагревании и вновь выпадает при охлаждении раствора в виде блестящих тонких шестигранных призм.

К 2–3 каплям раствора соли свинца добавляют 2 капли 2М раствора уксусной кислоты и 2–3 капли раствора KI. В пробирку с образовавшимся осадком добавляют дистиллированной воды до 70–80 % от ее общего объема, нагревают на водяной бане и затем охлаждают в раздробленном льду или под струей холодной воды. Наблюдают образование золотисто-желтых кристаллов. Каплю полученной взвеси можно рассмотреть под микроскопом.

Реакции катиона висмута (Bi³⁺)

Хлорид олова(II) в щелочной среде восстанавливает ионы висмута(III) до металлического висмута. К 4–5 каплям раствора хлорида олова(II) прибавляют по каплям 20 % раствор NaOH (или КОН) до появления осадка гидроксида олова(II):

SnCl₂ + 2NaOH → Sn(ОH)₂↓ + 2NaCl.

К полученному осадку прибавляют избыток 20 % щелочи до полного растворения осадка гидроксида с образованием станнита натрия:

Sn(OH)₂↓ + 2NaOH → Na₂SnО₂ + 2H₂О.

К полученному раствору станнита натрия добавляют 3–4 капли раствора соли висмута. Первоначально образуется гидроксид висмута:

Bi(NО₃)₃ + 3NaOH → Bi(OH)₃↓ + 3NaNО₃,

который затем восстанавливается до элементного висмута (осадок черного цвета):

2Bi(OH)₃↓+ 3Na₂SnО₂ → 2Bi↓ + 3Na₂SnО₃ + 3H₂О.

Реакции катиона олова(IV)

Восстановление олова(IV) до олова(II) металлами. К 2–3 каплям соляно-кислого раствора олова(IV) добавляют 1 каплю концентрированной соляной кислоты, железные опилки и нагревают до появления пузырьков:

[SnCl₆]^2– + Fe↓ → [SnCl₄]^2– + Fe²⁺ + 2Cl^–

(начинают восстанавливаться ионы Н⁺ до газообразного водорода). Полученный раствор сливают в другую пробирку и добавляют 2 капли Hg(NО₃)₂. Выпадает белый шелковистый осадок Hg₂Cl₂:

[SnCl₄]^2– + 2Hg²⁺ + 4Cl^– → Hg₂Cl₂↓ + [SnCl₆]^2–.

При этом восстановителем служит именно олово(II), а окислителем – ртуть(II).