Опыт 2. Обнаружение хрома

Хром образует два ряда устойчивых солей: соли хрома (III), содержащие катион Сr³⁺, и соли хрома (VI), содержащие либо хромат-ион СrО₄^2–, либо бихромат (дихромат) ион - Сr₂О₇. Растворы солей хрома (III) имеют зеленую или фиолетовую окраску, растворы хроматов - желтую, а растворы бихроматов - оранжевую окраску.

Реакции катиона Сr³⁺

А) Действие группового реагента

Групповой реагент осаждает катион хрома в виде гидроксида хрома Сr(ОН)₃ серо-фиолетового или серо-зеленого цвета, обладающего амфотерными свойствами.

2Сr³⁺ + 3S^2– + 6Н₂О - 2Сr(ОН)₃ + 3Н₂S

Образующиеся при действии щелочей на осадок Сr(ОН)з хромиты окрашены в ярко-зеленый цвет. В отличие от алюминатов они необратимо разлагаются при кипячении (гидролиз) с образованием гидроксида хрома

СrО^2– + 2Н₂О = Сr(ОН)₃ + ОН^–

Сильные основания NаОН и KОН, гидроксид аммония NН₄ОН и соли слабых кислот Na₂СОз, Nа₂SО₃ и др. также осаждают катион хрома (III) в виде гидроксида. Убедитесь в этом на соответствующих опытах.

Б) Окисление хрома (III) в хром (VI)

Многие окислители (Н₂О₂, Na₂О₂, С1₂, KМnО₄ и т.п.) переводят хром (Ш) в хром (VI). При этом в кислой среде образуются анионы Сr₂О₇^2–, а в щелочной - СrО₄^2–. В систематическом ходе анализа предусмотрено окисление иона хрома (III) действием перекиси водорода Н₂О₂ в щелочной среде

2СrО^2– + 2ОН^– + 3Н₂О₂ = 2СrO₄^2– + 4Н₂О

К 2 - 3 каплям раствора соли хрома (III) прибавьте избыток 2 н раствора гидроксида натрия так, чтобы образовавшийся осадок растворился. Затем прилейте 2 - 3 капли 3%-ной перекиси водорода и нагрейте до перехода зеленой окраски раствора в желтую. Раствор подкислите уксусной кислотой и, действуя хлоридом бария, по образованию осадка хромата бария убедитесь в присутствии аниона СrO₄^2–.

Реакции хромат- и бихромат-ионов

В) Образование малорастворимых солей

Хромат-ион СrO₄^2– дает малорастворимые соли с Рb²⁺ и Ва²⁺ желтого цвета, Аg⁺ - кирпично-красного цвета, что может быть использовано для его обнаружения и отделения. Реакцию следует выполнять в присутствии в растворе ацетатной буферной смеси.

Г) Реакция с бензидином

Бензидин С₁₂Н₈(NН₂)₂ в присутствии СН₃СООН окисляется ионами хрома (VI) с образованием продукта, окрашенного в синий цвет. Эта реакция обнаружения хрома выполняется капельным методом после окисления катиона хрома до СrO₄^2– действием Н₂О₂ или Nа₂О₂. Каплю полученного при реакции с перекисью водорода раствора наносят на полоску фильтровальной бумаги и действуют на нее каплей ацетата бензидина. Пятно синеет. Реакция позволяет обнаружить 0,25 мкг хрома. Предельное разбавление 1:200000. Реакции меша-

ет присутствие в растворе сильных окислителей, также способных окислять бензидин.

Д) Образование надхромовой кислоты

При действии Н₂O₂ на подкисленный раствор хромата или бихромата по-

лучается надхромовая кислота Н₂СrO₆, вследствие чего раствор окрашивается в интенсивно синий цвет

Сr₂О₇^2– + 4Н₂О₂ + 2Н⁺ = 2Н₂СrО₆ + 3Н₂О

В водном растворе надхромовая кислота очень неустойчива, и синяя окраска быстро переходит в зеленую. Если, однако, к раствору прибавить амиловый спирт или диэтиловый эфир, то при взбалтывании надхромовая кислота переходит в органическую фазу, что сильно повышает ее устойчивость.

Комбинируя описанную реакцию с какой-либо реакцией окисления хро-

ма (III) до хрома (VI), можно использовать ее для дробного открытия катиона хрома в присутствии всех остальных катионов III группы.