Общая характеристика катионов четвертой аналитической группы. Значение катионов четвертой аналитической группы в осуществлении химико-технологического контроля.

Групповой и подгрупповой реактивы и условия их применения. Частные реакции катионов четвертой аналитической группы. Реакции катионов серебра (действие группового реактива - сероводорода, соляной кислоты, хромата калия); свинца (действие группового реактива - сероводорода, соляной кислоты, иодида калия); меди (действие группового реактива - сероводорода, гидроксида аммония, реакция окрашивания пламени).

Ход работы

Опыт №1. Реакции иона алюминия

Реакция с гидроксидом. К 2-3 каплям раствора А1С13 прибавьте 2 капли гидроксида натрия. Растворите осадок в избытке щелочи. Прилейте к полученному раствору равный объем насыщенного раствора NН4С1 и нагрейте реакционную смесь на водяной бане. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

Образование тенаровой сини. Возьмите полоску фильтровальной бумаги и смочите ее разбавленным раствором нитрата кобальта Со(N03)2 и раствором сульфата алюминия А12(S04)3. После подсушивания сожгите полоску. Рассмотрите оставшийся пепел, отметьте цвет. Окраска пепла объясняется образованием алюмината кобальта Со(АIO2)2, называемого тенаровой синью. Реакцию следует проводить под тягой.

Опыт №2. Реакции иона хрома.

Реакция с гидроксидом. К 3-4 каплям раствора хлорида хрома СгС13 прибавьте 2 М раствор NаОН до растворения образовавшегося осадка. Обратите внимание на цвет осадка и образовавшегося комплекса. Нагрейте полученный раствор на водяной бане. Что при этом происходит? Напишите уравнения реакций.

Реакция с пероксидом. К 2-3 каплям раствора СгС13 прибавьте 3-4 капли 3_процентного раствора Н202, затем 4 капли 8 М раствора NаОН. Нагрейте реакционную смесь на водяной бане. Что при этом происходит? Напишите уравнения реакции?

Реакция с перманганатом. Налейте в пробирку по 4-5 капель растворов сульфата хрома Сг2(S04)3, 2 М Н2S04 и КМn04. Нагрейте реакционную смесь в течение нескольких минут на водяной бане. Что наблюдаете?

Опыт №3. Реакции иона цинка.

Реакция с гидроксидом. Поместите в пробирку 2-3 капли раствора ZпС12. Прибавьте каплю раствора щелочи. Напишите уравнение реакции. Растворите осадок в избытке щелочи, затем попытайтесь вновь осадить Zп(ОH)2 прибавлением концентрированного раствора NН4С1. Если осадок гидроксида цинка не образуется, то объясните, почему.

Реакция с гексацианоферратом (II) калия. В две пробирки поместите по 2-3 капли раствора ZпСI2. Затем прибавьте в первую пробирку 2-3 капли раствора К3[Fе(СN)6]. Рассмотрите выпавший осадок.

Получение ринманоевой зелени. Возьмите полоску фильтровальной бумаги и смочите ее раствором нитрата пинка Zn(NO3)2 и разбавленным раствором нитрата кобальта Со(NO3)2. После подсушивания сожгите полоску. Рассмотрите оставшийся пепел. Окраска пепла объясняется образованием цинката кобальта СоZп02, который называют ринмановой зеленью (в ходе реакции также выделяется диоксид азота N02 - газ бурого цвета и газообразный кислород). Реакцию следует проводить под тягой.

Результаты проведенных опытов занесите в таблицу

Лабораторная работа №10.

«Анализ смеси катионов 4 аналитической группы»

Цель работы: научиться выявлять катионы 4 группы из смеси.

Оборудование: анализируемый раствор, NаОН, раствора Н2О2, кристаллический NН4С1, 2 М НС1, ализарин, 1 М H 2 SO4, К4 [Fe(CN)6], азот. кислота, смесь эфира с изоамиловым спиртом, водяная баня, спиртовка, хим. стаканчики, стеклянные палочки, пробирки, держатель.

Перед выполнением лабораторной работы необходимо усвоить материал:

Групповой и подгрупповой реактивы и условия их применения. Частные реакции катионов четвертой аналитической группы. Реакции катионов серебра (действие группового реактива - сероводорода, соляной кислоты, хромата калия); свинца (действие группового реактива - сероводорода, соляной кислоты, иодида калия); меди (действие группового реактива-сероводорода, гидроксида аммония, реакция окрашивания пламени). Систематический ход анализа смеси катионов четвертой аналитической группы.

Ход работы

Ход анализа смеси катионов 4 группы обусловлен следующими факторами:

в результате действия на катионы 4 группы избытка щелочи в присутствии пероксида водорода все ионы переменной степени окисления находятся в растворе в высшей степени окисления; при этом катионы Сг3+ превращаются в.анионы СrO42-;

амфотерный гидроксид хрома Сг(ОН)3 не растворяется в избытке щелочи в присутствии ионов Zn2 - (в ходе реакции образуется цинкат хрома Сг.2(Zn02)3, нерастворимый в избытке осадителя NаОН; для предотвращения этого процесса в раствор добавляют пероксид водорода);

различная способность алюминат-, хромат- и цинкат-ионов взаимодействовать с солями аммония (осаждение ионов алюминия в виде А1 (ОН)3);

предварительный анализ смеси катионов 4 группы можно проводить дробным методом: катион А13+ открыть реакцией с ализарином; катион Сг3+ - окислением до Н2СrO6 пероксидом водорода; катион Zn2+ - при помощи дитизона; окончательную проверку наличия тех или иных катионов проводят систематическим ходом анализа (см. схему).

Опыт №1.

Систематический анализ. К 15 каплям исследуемого раствора прибавьте 20%-ный раствор NаОН до растворения выпавших в осадок гидроксидов, несколько капель 3%-ного раствора Н2О2, перемешайте и нагрейте. Если в исследуемом растворе присутствует хром (111), то нагревайте до полного перехода цвета раствора из зеленого в желтый. Избыток Н202 удалите кипячением. Раствор теперь содержит комплексные ионы алюминия, цинка и хрома. Для отделения катионов алюминия к раствору небольшими порциями при перемешивании прибавляйте кристаллический NН4С1 до запаха выделяющегося аммиака. Смесь нагрейте. При наличии в растворе соли алюминия выпадает осадок его гидроксида.

Осадок I отделите осаждением, промойте 2-3 раза холодной водой и растворите в горячей 2 М НС1 (раствор II).

Обнаружение АI3+. В растворе II откройте А13+ реакцией с ализарином.

Обнаружение Zn2+. К отдельной пробе раствора I прибавьте 1 М H 2 SO4 до кислой реакции и обнаруживайте ионы Zn2+ реакцией с К4 [Fe(CN)6].

Обнаружение Сг3+. Желтый цвет раствора 1 говорит о присутствии в нем Сг042-и, следовательно, ионов Сг3+ в исследуемом растворе. Для подтверждения этого проведите реакцию перевода ионов Сг042-в Н2СгО6 Для этого к раствору прибавьте серную и азотную кислоты и смесь эфира с изоамиловым спиртом, а затем пероксид водорода до появления синего окрашивания, обусловленного образованием пероксидного соединения надхромовой кислоты Н2Сг06.

Результаты проведенных опытов занесите в таблицу

Тема 1.5. Анионы. Анализ сухой соли

Лабораторная работа №11.

«Проведение частных реакций анионов 1,2,3 аналитической групп»

Цель работы: выявить анионы1,2,3 аналитических групп.

Оборудование: сульфат натрия, хлорид бария, нитрат серебра, карбонат натрия, соляная кислота, фосфат натрия, хлорид натрия, бромид калия, иодид калия, нитрат свинца, сульфид натрия, ацетат натрия, серная кислота, хлорид железа (III), спиртовка, держатель пробирки.

Перед выполнением лабораторной работы необходимо проработать материал:

Классификация анионов. Значение анионов в осуществлении химико-технологического контроля.

Частные реакции анионов первой группы. Реакции сульфат-иона (действие хлорида бария); сульфит-иона (действие хлорида бария, окислителей: растворов иода или перманганата калия); карбонат-иона (действие хлорида бария, кислот).

Частые реакции анионов второй группы. Реакции хлорид-иона (действие нитрата серебра); сульфид-иона (действие нитрата серебра, соляной кислоты).

Частные реакции анионов третьей группы. Реакции нитрат-иона (действие сульфата железа (II) в кислой среде); нитрит-иона (действие перманганата калия в кислой среде).

Ход работы

Опыт №1. Анионы первой аналитической группы

Реакции сульфат-иона

Реакция с хлоридом бария. В три пробирки поместите но 2-3 капли раствора Nа2S04 и столько же ВаС12. Рассмотрите выпавшие осадки. Напишите уравнения реакции.

Реакция с нитратом серебра. В четыре пробирки поместите по 3-5 капель раствора Nа2S04 и столько же капель раствора АI(N03)3. Рассмотрите выпавший осадок. Напишите уравнения реакции.

Реакции карбонат-иона

Реакция с хлоридом бария. К 3-4 каплям раствора Nа2С03 прибавьте несколько капель раствора ВаС12. Рассмотрите выпавший осадок. Какой состав он имеет? Прилейте к осадку 3-4 капли 2 Л/ НС1. Что при этом происходит? Напишите уравнение реакции.

Реакция с кислотами. Налейте в пробирку 5-6 капель Nа2СО3. В пипетку наберите известковую воду и опустите на дно пробирки. Быстро прилейте в пробирку 5-6 капель 2 М НС1. Наблюдайте за изменениями, происходящими с известковой водой в пипетке. Объясните это явление. Напишите уравнения реакций.

Реакция с нитратом серебра. Поместите в 2 пробирки но одной кайле раствора Nа2С03 и по 1 капле нитрата серебра. Рассмотрите выпавший осадок. Напишите уравнения реакций.

Реакции фосфат-иона

Реакция с хлоридом бария. В пробирку внесите 2-3 капли раствора Nа3РО4 и прибавьте столько же капель раствора ВаС12 Рассмотрите выпавший осадок. Напишите уравнение реакции.

Реакция с нитратом серебра. К одной капле раствора Nа3РО4 добавьте 1 каплю раствора нитрата серебра. Рассмотрите выпавший осадок. Напишите уравнение реакции.

Опыт №2. Анионы второй аналитической группы

Реакции хлорид-иона

Реакция с нитратом серебра. К 2-3 каплям раствора NaС1 прибавьте равный объем раствора нитрата серебра. Напишите уравнения реакций.

Реакции бромид-иона

Реакция с нитратом серебра. В пробирку внесите 2-3 капли раствора КВг. Прибавьте 1-2 капли раствора нитрата серебра. Напишите уравнения реакций.

Реакции иодид-иона

Реакция с нитратом серебра. В пробирку внесите 2-3 капли раствора КI, прибавьте 1-2 капли раствора нитрата серебра. Напишите уравнения реакций.

Реакция с нитратом свинца. В пробирку внесите 2-3 капли раствора К1, прибавьте 1-2 капли раствора нитрата свинца. Напишите уравнение реакции.

Реакции сульфид-иона

Реакция с нитратом серебра. В пробирку внесите 2-3 капли раствора Nа2S, прибавьте 1-2 капли нитрата серебра. Отметьте цвет осадка. Напишите уравнения реакций.

Опыт №3. Анионы третьей аналитической группы.

Реакции ацетат-иона.

Реакция с кислотами. К 6-7 каплям раствора СН3СООNа добавьте 3 капли концентрированной Н2S04 и осторожно нагрейте реакционную смесь. Обратите внимание на запах выделяющихся паров из пробирки. Что выделяется? Объясните явление.

Реакция с хлоридом железа (III). В пробирку поместите 5-6 капель раствора FеС13, прибавьте столько же капель раствора СН3СООNа, разбавьте смесь 1-2 мл воды и нагрейте до кипения. Наблюдайте за изменениями, происходящими в пробирке. Отметьте цвет осадка.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8