- •1.1. Систематический анализ катионов и анионов по группам. Лабораторная работа № 1.
- •Лаборатрная работа № 2.
- •Лабораторная работа № 3.
- •Испытание на растворимость. Осадок нерастворим в кислотах и щелочах, но растворяется:
- •Лабораторная работа № 4
- •4.3. Аналитические реакции катиона олова (II).
- •4.4. Аналитические реакции олова (IV).
- •4.5. Аналитические реакции мышьяка (III) и мышьяка ( V).
- •Увеличение кислотности среды препятствует образованию осадка
- •Лабораторная работа № 5
- •Проба на растворимость. Осадок Mn(oh)2 растворяется в разбавленных растворах сильных кислот и в насыщенном растворе хлорида аммония:
- •«Турнбуллевая синь» (темно-синий)
- •Реактив Чугаева розово-красный комплекс
- •(Темно-синий)
- •5.5. Аналитические реакции висмута (III).
- •Осадок Bi2s3 растворяется в присутствии хлорида железа (III) FeCl3 – также с выделением свободной серы:
- •Лабораторная работа № 6
- •Осадок Cd(oh)2 растворяется в кислотах:
- •1.2. Систематический анализа катионов при их совместном присутствии.
- •Лабораторная работа №7
- •Результаты систематического хода анализа оформляют в таблицу.
- •Лабораторная работа № 8.
- •Результаты систематического хода анализа оформляют в таблицу.
- •Лабораторная работа № 9.
- •Результаты систематического хода анализа оформляют в таблицу.
- •Лабораторная работа № 10. Анализ смеси катионов первой, второй и третьей группы.
- •Результаты систематического хода анализа оформляют в таблицу.
- •Лабораторная работа № 11 Анализ смеси катионов всех шести групп.
- •Результаты систематического хода анализа оформляют в таблицу.
Лаборатрная работа № 2.
Аналитические реакции катионов II аналитической группы по кислотно-основной классификации: Ag+, Hg22+, Pb2+.
Цель: Провести качественные реакции на катионы первой группы по кислотно-основной классификации.
2.1. Качественные реакции катионов Ag+
-
Реакция с соляной кислотой и растворимыми хлоридами (фармакопейная), бромидами и йодидами.
Ag+ + Cl- = AgCl ↓ (белый )
Ag+ + Br- = AgBr ↓ (желтоватый)
Ag+ + I- = AgI ↓ (желтый)
Методика. В I пробирку вносят 2-3 капли 0,5 н. раствора NaCl, во II – 2-3 капли 0,5 н. раствора NaBr (KBr), в III – 2-3 капли 0,5 н. раствора KI. В каждую пробирку добавляют 3-5 капель 0,1 н. раствора AgNO3.. Наблюдается выпадение осадков: AgCl, AgBr и AgI. Записать ионные и молекулярные уравнения реакций.
Испытание на растворимость осадков.
В каждую пробирку с осадком прибавить 5-10 капель концентрированного аммиака.
Отметить наблюдения.
а) Осадок AgCl растворяется полностью вследствие образования комплексного соединения [Ag(NH3)2]Cl . Аммиакат серебра легко разрушается кислотами. Содержание пробирки с аммиакатом серебра делят на 2 равные части. В одну – добавить 5-7 капель 2 н. раствора HNO3 ,в другую – 5-10 капель KI. При этом в первой пробирке осаждается хлорид серебра AgCl; а во второй пробирке осаждается иодид серебра AgI .
б) Осадок бромида серебра AgBr растворяется частично.
в) Осадок иодида серебра AgI – нерастворим в концентрированном аммиаке.
Осадок AgCl растворяется также в концентрированных растворах HCl и хлоридов, в присутствии цианида калия KCN, тиосульфата натрия Na2S2O3 с образованием растворимых комплексов:
AgCl + Cl-→ [AgCl2]-
AgCl + 2 KCN → K [Ag(CN)2] + KCl
AgCl + 2 Na2S2O3 → Na3 [Ag(S2O3)2] + NaCl
Открытию катионов Ag+ реакцией с хлорид - ионами мешают катионы Cu2+, Au+,Ti+, Pb2+ ,Hg22+, также образующие осадки.
2). Реакция с хромат - ионами CrО42- (в нейтральной среде).
2 Ag+ + CrО42- = Ag2CrO4 ↓ (кирпично-красный).
Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата серебра, прибавляют 1-2 капли 0,5 н. раствор хромата калия К2CrO4. Выпадает кирпично-красный осадок.
-
Осадок растворим в растворах кислот. Проверить растворимость осадка в растворах азотной и уксусной кислот и написать уравнение реакций.
-
Осадок также растворяется в концентрированном аммиаке с образованием аммиачного комплекса серебра:
Ag2CrO4 + 4 NH3 → [Ag (NH3)2]2CrO4
Проведению реакции мешают все катионы, образующие мало растворимые хроматы (Sr2+, Ba2+, Hg22+, Pb2+ и др.).
3). Реакция со щелочами и гидрофосфатом натрия.
2 Ag+ + 2 OH- = Ag2O ↓ (бурый или черный) + Н2О
3 Ag+ + 2 HPO42- = Ag3PO4 ↓ (желтоватый) + H2PO4-
Методика. В две пробирки внести 2-3 капли раствора AgNО3, в одну пробирку добавить несколько капель 0,5 н. раствора NaOH, в другую 2-3 капли 0,5 н. раствора Na2HPO4.
-
Испытать растворимость осадков в аммиаке и HNO3. Написать уравнение реакций.
4). Реакция серебряного зеркала – с формальдегидом (фармакопейная).
Ag+ + NH3*H2O) = AgOH ↓ + NH4+
2 AgOH = Ag2O + HOH
Ag2O + 4 NH3 + HOH = 2 [Ag(NH3)2]+ + 2 OH-
2 [Ag(NH3)2]+ + HCHO + 2 HOH = 2 Ag + 2 NH4+ + HCOONH4 + NH3* H2O
Методика. В чистую, тщательно промытую раствором хромовой смеси и дистиллированной водой, пробирку вносят 3-4 капли раствора AgNO3, несколько капель раствора аммиака до растворения осадка оксида серебра, несколько капель разбавленного раствора формальдегида и слегка нагревают пробирку (либо погрузить пробирку в теплую воду). Стенки пробирки покрываются тонкой блестящей зеркальной пленкой металлического серебра.
Мешают катионы Hg22+, Hg2+.
5). Микрокристаллическая реакция с K2Cr2O7.
2 Ag+ + K2Cr2O7 = Ag2Cr2O7 + 2 K+
Методика. В каплю исследуемого раствора, подкисленного уксусной кислотой, внести кристаллик бихромата калия. Образуются крупные красно-бурые или оранжевые кристаллы Ag2Cr2O7.
Катионы серебра Ag+ реагируют также с другими веществами с образованием осадков: с сероводородом H2S – черно-коричневый осадок сульфида серебра Ag2S; с тиосульфатом натрия Na2S2O3 – белый осадок Ag2S2O3, растворимый в избытке реактива и т.д.
2.2. Качественные реакции катионов Hg22+.
1). Реакция с соляной кислотой и хлорид – ионами.
Hg22+ + 2 Cl- = Hg2Cl2 (каломель – белого цвета)
Методика. В пробирку вносят 5 капель 0,2 н. раствора нитрата одновалентной ртути и прибавляют 5-6 капель соляной кислоты или 0,5 н. раствора NaCl.
-
На свету осадок постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной металлической ртути:
Hg2Cl2 = HgCl2 + Hg.
-
Такой же эффект наблюдается при действии (добавляют 5-6 капель) аммиака на осадок Hg2Cl2:
Hg2Cl2 + 2 NH4OH = [NH2Hg]Cl ↓ + Hg + NH4Cl + 2 H2O
Осадок Hg2Cl2 растворяется в концентрированной азотной кислоте HNO3.
2). Восстановление Hg22+ до металлической ртути хлоридом олова (II).
Hg2(NO3)2 + SnCl2 = Hg2Cl2 ↓ + Sn(NO3)2
Hg2Cl2 + SnCl2 = 2 Hg + SnCl4
Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора Hg2(NO3)2 и прибавляют по каплям 0,5 н. раствора SnCl2 до появления белого осадка каломели, постепенно чернеющей за счет выделения металлической ртути.
3). Восстановление Hg22+ металлической медью.
Hg22+ + Cu → 2 Hg + Cu2+
Методика. На свежеочищенную медную поверхность наносят каплю раствора Hg2(NO3)2. Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после обмыва и протирания фильтровальной бумагой, становится блестящим.
4). Реакция с водным раствором аммиака.
2 Hg2(NO3)2 + 4 NH3 + H2O = [OНg2NH2]NO3 + 2 Hg +3 NH4NO3.
Методика. В пробирку с 2-мя каплями раствора Hg2(NO3)2 прибавляют 5 капель раствора аммиака. Выпадает черный осадок.
5). Реакция со щелочами.
Hg22+ + 2 OH- = Hg2O ↓ + H2O
Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора Hg2(NO3)2 и прибавляют 2-3 капли 2 н. раствора NaOH или КОН. Выпадает черный осадок Hg2O. Осадок растворяется в азотной и концентрированной уксусной кислотах.
6). Реакция с йодидами.
Hg2(NO3)2 +2 KI = Hg2I2 (желто-зеленый) + 2 KNO3
Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли ртути и добавляют 1 каплю 0,5 н. раствора йодида калия. Выпадает зеленый осадок Hg2I2, который в избытке при добавлении 5-10 капель KI переходит в черный осадок вследствие образования металлической ртути:
Hg2I2 +2 I- =[ HgI4]2- + Hg ↓.
7). Реакция с хромат – ионами.
Hg22+ + CrO42- = Hg2CrO4 ↓ (красный)
Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли ртути и добавляют 1-2 капли 0,5 н. раствора K2CrO4. Выпадает кирпично-красный осадок хромата ртути (I), растворимый в азотной кислоте.
Мешают все катионы образующие мало растворимые хроматы (Sr2+, Ba2+, Pb2+).
2.3. Качественные реакции катионов Pb2+.
1). Реакция с хлорид – ионами.
Pb2+ + 2 Сl- = PbCl2 ↓ (белый)
Методика. К 4-5 каплям 0,5 н. раствора Pb(NO3)2 или Pb(CH3COO)2 прибавляют 4-5 капель соляной кислоты или NaCl. Выпадает белый осадок. К полученной смеси приливают 1,5-2 мл воды и нагревают до растворения осадка. При охлаждении раствора из него снова выпадает осадок хлорида свинца в виде игл.
2). Реакция с йодид – ионами (фармакопейная).
Pb2+ + 2 I- = PbI2 ↓ (желтый)
Методика. В пробирку вносят 3-5 капель раствора соли свинца, прибавляют 3 капли раствора КI. Выпадает желтый осадок.
К смеси прибавляют 5-6 капель воды (можно подкислить уксусной кислотой) и нагревают до полного растворения осадка. Охладить раствор водой под краном – выпадают красивые блестящие золотисто – желтые чешуйчатые кристаллы PbI2 (реакция «золотого дождя»).
-
В избытке раствора KI осадок растворяется с образованием тетрайодоплюмбат (II) – ионов. Проведите данную реакцию и запишите ее уравнение.
Проведению реакции мешают катионы Cu2+, Ag+, Hg22+,Hg2+,Bi2+, Fe3+.
3). Реакция с хромат - и дихромат – ионами.
Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 ↓ (желтый)
2 Pb2+ + Cr2O72- + 2 СН3СОО- + НОН = 2 PbCrO4 ↓ + 2 СН3СООН
Методика. В пробирку вносят 2-3 капли соли свинца, 2-3 капли 1 н. раствора ацетата натрия и 3 капли 0,5 н. раствора хромата или 1,5 н. раствора дихромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок PbCrO4.
Испытание на растворимость.
-
К одной части осадка добавить капли аммиака или уксусной кислоты, к другой по каплям раствор. Отметить растворение осадка во второй пробирке.
-
При растворении NaOH или КOH образуется комплексный ион [Pb(ОН)4]2-.
Проведению реакции мешают катионы (Ba2+, Hg2+ и др.), образующие нерастворимые хроматы.
4). Реакция с сульфат – ионами.
Pb2+ + SO42- = Pb SO4 ↓ (белый)
Методика. В пробирку вносят 5-7 капель раствора соли свинца, прибавляют 5 капель 0,5 н. сульфата калия или натрия (или 5-6 капель 2 н. раствора Н2SO4).
-
Осадок делят на 3 части, к одной – добавить раствор щелочи, к другой – 30% раствор ацетата аммония, к третьей – концентрированную соляную кислоту. Наблюдать растворение осадков. Написать уравнения реакций.
Проведению реакции мешают катионы образующие мало растворимые сульфаты (Са2+, Sr2+, Ва2+, Hg22+ и др.).
5). Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).
Pb2+ + S2- = PbS ↓ (черный)
Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли свинца (II) и прибавляют 2-3 капли сульфида натрия. Выпадает черный осадок, который растворяется в НNO3.
6). Реакция с родизонатом натрия Na2C6O6.
Катионы свинца образуют с родизонатом Na окрашенный комплекс синего цвета (Pb3(C6O6)2(OH)2), который в слабо кислой среде (рН = 2,8) изменяет окраску на красную.
Методика. На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора соли свинца и каплю свежеприготовленного 0,2%-го раствора Na2C6O6. Образуется синее пятно или кольцо. Затем на пятно наносят каплю тартратного буфера. Цвет пятна изменяется на красный.