- •Аналітичних груп. Виконання аналітичних реацій.
- •Задача №1: відкриття катіонів 1-ої, 2-ї та 3-ї аналітичних групу досліджуваному розчині.
- •4.3. Катіони феруму(іі).
- •4.4. Катіони феруму(ііі).
- •5.4. Катіони хрому(ііі).
- •Задача №2. Відкриття катіонів четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп у досліджуваному розчині.
- •Лабораторна робота №3
- •7. Аналітичні реакції аніонів
- •7.1.Перша аналітична група аніонів
- •7.1.1. Аніони сульфату so42-.
- •7.1.2. Аніони сульфіту so32-
- •7.1.3. Аніони карбонату сo32-
- •7.1.4. Аніони фосфату ро43-.
- •7.2.Друга аналітична група аніонів Cl- , Br-, j-.
- •7.3. Третя аналітична група аніонів: ch3coo-, no2-, no3-.
- •7.3.1. Аніони ацетату ch3coo-
- •7.3.2. Аніони нітриту nо2-.
- •7.3.3. Аніони нітрату no3-
4.3. Катіони феруму(іі).
Гексаціаноферат(ІІІ) калію K3Fe(CN)6 у присутності розведеної НСl утворює з Fe2+ темно – синій осад, склад якого залежить від умов проведення реакції: 3Fe2++2Fe(CN)63- Fe3Fe(CN)62↓.
Виконання: у чисту пробірку взяти 1–2 краплі розведеної НСl, 2–3 краплі розчину солі FeSO4 і додати 2–3 краплі K3Fe(CN)6 (не торкатися піпеткою стінок пробірки!). Спостерігати утворення темно-синього осаду.
Катіони Fe 3+ з цим реативом осаду не дають, але розчин набуває бурого забарвлення. Катіони Cо2+, Mn2+, Ni2+ утворюють осади бурого, червоного і жовто–бурого кольору, але вони не заважають реакції, тільки темно–синій осад Fe3Fe(CN)62 стає темно–зеленим або синьо–чорним.
4.4. Катіони феруму(ііі).
1. Гексаціаноферат(ІІ) калію К4Fe(CN)6 у присутності розведеної НСl дає з іонами Fe3+ темно–синій осад: 4 Fe3+ + 3Fe(CN)64- Fe4Fe(CN)63,
склад якого залежить від умов проведення реакції.
Виконання: у чисту пробірку взяти 1 – 2 краплі розведеної НСl, 2 – 3 краплі розчину FeCl3 додати 2 – 3 краплі K4Fe(CN)6 (не торкатися піпеткою стінок пробірки!). Спостерігати утворення темно-синього осаду.
Катіони Cо2+, Mn2+, Ni2+ дають з реактивом білий, зелений та світло – зелений осади, які не заважають спостерігати утворення темно – синього осаду. Якщо у досліджуваному розчині присутні катіони Fe2+, то вони дають з реактивом білий осад. Але внаслідок окиснення Fe2+ киснем повітря до Fe3+ у розчині, де є Fe2+, завжди буде невелика кількість Fe3+. Тому утворюється світло – синя суміш білого осаду Fe2Fe(CN)6 з невеликою кількістю темно – синього Fe4Fe(CN)63.
2.Роданід амонію NH4SCN (тіоціанат амонію) у кислому середовищі утворює з катіонами Fe3+ розчинну комплексну сполуку криваво – червоного кольору: Fe3+ + nSCN- Fe(SCN)n3-n, де n – від 1 до 6. Можлива зворотня реакція, тому треба додавати надлишок реактиву.
Виконання: у чисту пробірку взяти 1–2 краплі розчину FeCl3, додати краплю розведеної HNO3 і 4 – 5 крапель NH4SCN. Спостерігати утворення криваво – червоної сполуки. Додати дистильованої води і упевнитися, що утворюється не осад, а саме розчинна сполука червоного кольору.
Аніони роданіду витісняють молекули води з внутрішньої координаційної сфери катіонів заліза(ІІІ): Fe(H2O)63+ + 6SCN- Fe(SCN)63- + 6H2O
Але аніони, які мають більшу спорідненість до заліза(ІІІ), можуть витіснити роданід:
Fe(SCN)63-+ 6F- FeF63- + 6SCN-
При додаванні фториду натрію або фториду амонію червоний розчин знебарвлюється, залізо зв’язується у безбарвний фторидний комплекс. Ця реація використовується для маскування заліза(ІІІ) при відкритті Со2+ за допомогою роданіду.
5.П’ята аналітична група Al3+, Zn2+, Cr3+, Sn2+.
Груповий реактив NаOH осаджує катіони п’ятої аналітичної групи у вигляді осадів гідроксидів Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓,білий
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓,білий
Sn2+ + 2OH- = Sn(OH)2↓,білий
Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓,сіро-зелений(або сіро-фіолетовий).
які є амфотерними і тому розчиняються у надлишку NаOH:
Zn(OH)2↓ + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4],
Al(OH)3↓ + NaOH = Na[Al(OH)4],
Sn(OH)2↓ + 2NaOH = Na2[Sn(OH)4],
Cr(OH)3↓ + NaOH = Na[Cr(OH)4],
з утворенням безбарвних розчинів, хром(ІІІ) дає зелений розчин.
Виконання: у чотири чисті пробірки взяти по 2–3 краплі розчинів солей алюмінію, цинку, стануму та хрому(ІІІ). Додавати у кожну поступово по краплинах 1 М розчин NаOH, спостерігати утворення осадів, які розчиняються у надлишку реактиву. Пробірки залишити для подальших дослідів.
5.1. Катіони алюмінію АІ3+.
АІ3+ дає з NaOH білий осад амфотерного гідроксиду, який розчиняється у надлишку NaOH. Але при додаванні NН4СІ і нагріванні знову утворюється білий осад Al(OH)3↓.
Виконання: у ту пробірку, де у попередньому досліді утворилася безбарвнa комплексна сполука Na[Al(OH)4], додавати NН4СІ (дрібними порціями) і нагрівати майже до кипіння. Спостерігати утворення білого аморфного осаду Al(OH)3↓:
Na[Al(OH)4] +NН4СІ =Al(OH)3↓+ NН3↑+ NaСІ +Н2О.
Таку ж реакцію дає Sn2+, тому треба перевірити присутність Sn2+: з новою порцією досліджуваного розчину виконати реакцію з розчином Н2S (Na2S або сульфідом амонію). Sn2+ на відміну від алюмінію дає коричневий осад.
1.Алізарин S утворює з іонами АІ3+ малорозчинну комплексну сполуку червоного кольору розчинну у розбавлених мінеральних кислотах і нерозчинну в оцтовій кислоті.
Виконання: не капати, а тільки доторкнутися піпеткою з розчином К4Fe(CN)6 до центру фільтрувального паперу і почекати, поки навколо піпетки утвориться кругла пляма. До центру цієї плями доторкнутися піпеткою з розчином, який може містити іони АІ3+ і почекати, поки попередня пляма почне збільшуватись. Потримати папір над слянкою з концентрованим аміаком. За межами плями до сухого паперу доторкнутися піпеткою з розчином алізарину і почекати, поки пляма розчину алізарину, що буде утворюватись навколо піпетки, перетнеться з плямою досліджуваного розчину. Знов потримати папір над слянкою з концентрованим аміаком, а потім обробити СН3СООН. Фіолетовий колір алізарину переходить у жовтий, а червона пляма з алюмінієм залишається. При такому виконанні реакції катіони, що заважають реакції, затримується фероціанідом, що знаходиться у центрі плями, а АІ3+ виходить на периферію плями.
5.2. Катіони цинку Zn2+.
Катіони цинку Zn2+ утворюють з NaOH білий осад амфотерного гідроксиду, який розчиняється у надлишку NaOH. При додаванні сухого NН4СІ (як у досліді з АІ3+) і нагріванні у другій пробірці утворюється комплексний аміакат цинку і розчин залишається прозорим
Na2[Zn(OH)4] + 4NН4СІ + 2NaOH = [Zn(NН3)4](OH)2 + 4NaСІ+ 4Н2О.
Виконання: у ту пробірку, де у попередньому досліді утворилася безбарвнa комплексна сполука Na2[Zn(OH)4], додавати NН4СІ (дрібними порціями) і нагрівати майже до кипіння. Розчин залишається прозорим і безбарвним (залишити для подальших дослідів).
1. Сульфід натрію Na2S осаджує катіони цинку у вигляді білого осаду сульфіду цинку навіть із лужного середовища Na2[Zn(OH)4] + Na2S = ZnS↓ + + 4Na(OH).
Виконання: у ту пробірку, де у попередньому досліді з надлишком NН4СІ не утворився білий осад, додати розчин Н2S (Na2S або сульфідом амонію): [Zn(NН3)4](OH)2 + H2S = 2H2О+ 4NН3↑ + ZnS↓.
Спостерігати утворення білого осаду.
2. Гексаціаноферат(ІІ) калію К4Fe(CN)6 у присутності розведеної НСl дає з іонами Zn2+ білий осад подвійної солі: 3Zn2+ + 2К+ + 2Fe(CN)64- К2Zn3Fe(CN)62
склад якого залежить від умов проведення реакції. Осад розчиняється у NaOH і NН4OH. АІ3+ з цим реактивом осаду не дає.
Виконання: у чисту пробірку взяти 1–2 краплі розведеної НСl, 2 – 3 краплі розчину солі цинку і додати 2 – 3 краплі K4Fe(CN)6. Спостерігати утворення білого осаду.
Катіони Mn2+, Cо2+, Ni2+ дають з реактивом білий, зелений та світло – зелений осади, які заважають відкриттю цинку. Cu2+ дає з цим реактивом червоно-коричневий осад.
5.3. Катіони олова (стануму) Sn2+.
Sn2+ дає з NaOH білий осад амфотерного гідроксиду, який розчиняється у надлишку NaOH. Але при додаванні NН4СІ і нагріванні знову утворюється білий осад, як з Al(OH)3↓.
Виконання: у ту пробірку, де у попередньому досліді з груповим реактивом утворилася безбарвнa комплексна сполука Na2[Sn(OH)4], додавати NН4СІ (дрібними порціями) і нагрівати майже до кипіння. Спостерігати утворення білого аморфного осаду Sn(OH)2↓:
Na2[Sn(OH)4] + 2NН4СІ = Sn(OH)2↓ + 2NН3↑+ 2NaСІ +2Н2О.
Залишити для подальших дослідів.
1. Pозчин Н2S (Na2S або сульфід амонію) осаджує катіони Sn2+ у вигляді шоколадно-коричневого осаду сульфіду олова(ІІ) SnСІ2 + Na2S = SnS↓ + + 2NaСІ,
навіть із лужного середовища Na2[Sn(OH)4] + Na2S = SnS↓ + + 4Na(OH).
Виконання: у чисту пробірку взяти 5 крапель 2 М розчину HCl, краплю розчину SnСІ2, додати розчин розчин Н2S (Na2S або сульфід амонію): SnСІ2 + H2S = 2HСІ + SnS↓.
Спостерігати утворення коричневого осаду.
2.Sn2+ є сильним відновником, легко окиснюється до Sn (IV).
Хлорид феруму (ІІІ) FeCl3 з гексаціанофератом(ІІІ) калію K3Fe(CN)6 дає жовто-бурий розчин. При додаванні SnCl2 іон Fe3+ відновлюється до іона Fe2+, який з K3Fe(CN)6 утворює темно-синій осад:
2Fe3+ + Sn2+ = 2Fe2+ + Sn4+; 3Fe2+ + 2Fe(CN)63– = Fe3Fe(CN)62
Виконання: у чисту пробірку взяти 5-10 крапель 2 М розчину HCl, краплю розчину FeCl3 і 2 краплі розчину K3Fe(CN)6, перемішати. Спостерігати забарвлення розчину у жовто-бурий колір (без утворення осаду). Додати 2-3 краплі розчину SnCl2 і спостерігати утворення темно-синього осаду. Якщо осад утворюється перед додаванням SnCl2, це означає, що реактиви забруднені: FeCl3 має домішки Fe2+, або K3Fe(CN)6 має домішку K4Fe(CN)6. Дослід потрібно повторити з чистими реактивами.