WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |

[Ag(NH3)2]+ + 2H+ = AgCI + 2NH4+ Мешают катионы Pb2+ и Hg22+.

Выполнение реакции: к 3-4 каплям раствора AgNO3 добавляют столько же 2 М HCI. Проверяют растворимость полученного осадка AgCI в HCI, HNO3 и в растворе NH4OH. К образовавшемуся раствору комплексной соли хлорида диамминсеребра добавляют HNO3 до pH = 1-2. Выпадает белый осадок.

2. Бромид и иодид калия KBr и KI образуют с катионом Ag+ бледно-желтый осадок бромида серебра AgBr и желтый осадок иодида серебра AgI. Напишите уравнения соответствующих реакций.

Катионы Hg22+ и Hg2+ Для ртути более устойчивым ионом является Hg2+.

Ион Hg22+ можно рассматривать как комплексное соединение, в котором Hg2+ является комплексообразователем, а Hg – лигандом.

При образовании иона Hg22+ валентные электроны Hg переходят с 6s-орбитали на вакантную 6s-орбиталь иона Hg2+. Образуется ион -Hg-Hg-, в котором ртуть двухвалентна, но одна единица валентности затрачивается на соединение с другим атомом ртути.

Ион Hg22+ легко диспропорционирует. В водных растворах солей ртути (I) существует равновесие:

Hg22+ Hg2+ + Hg Стандартный потенциал E0 (Hg Hg2+) = -1,31В довольно низок, что определяет легкую окисляемость ионов Hg22+ до Hg2+.

Соли ртути (I) и ртути (II) в значительной степени подвержены гидролизу.

Гидратированные ионы Hg22+ и Hg2+ сами по себе не придают характерной окраски растворам. Тем не менее, большинство соединений ртути интенсивно окрашено.

Катион Hg22+ 1. Соляная кислота и растворимые хлориды осаждают катионы Hg22+ в виде белого аморфного осадка Hg2CI2. Осадок чернеет на свету вследствие разложения с выделением металлической ртути. Осадок Hg2CI2 нерастворим в кислотах и щелочах. При действии раствора аммиака образуется осадок хлорида димеркураммония [Hg2NH2]CI. Это соединение неустойчиво и разлагается на малорастворимый меркураммоний [HgNH2]CI и металлическую ртуть, которая придает осадку черный цвет. Это позволяет отделить катион Hg22+ от катиона Ag+.

Выполнение реакции: к 3-4 каплям раствора Hg2(NO3)добавляют 2-3 капли 2 н. HCI до появления белого осадка каломели Hg2CI2, затем по каплям добавляют раствор NH4OH до появления черного осадка. Напишите уравнения протекающих реакций.

2. Иодид калия KI с катионами Hg22+ образует зеленый осадок иодида ртути (I), растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного тетраиодомеркурат(II)-иона [HgI4]2- и черного осадка тонкодисперсной металлической ртути:

Hg2(NO3)2 + 2KI Hg2I2 + 2KNOHg2I2 + 2 KI K2[HgI4] + Hg Выполнение реакции: к 3-4 каплям раствора Hg2(NO3)добавляют одну каплю раствора KI. К полученному осадку Hg2Iприбавляют избыток (5-10 капель) раствора KI. На дне пробирки под бесцветным раствором остается черный осадок металлической ртути.

Катион Hg2+ 1. Сульфат железа (II) FeSO4 восстанавливает ионы Hg2+ до металлической ртути:

2Fe2+ + Hg2+ 2Fe3+ + HgОбнаружению ртути с помощью этой реакции мешают ионы Ag+.

Выполнение реакции: к 3-4 каплям раствора Hg(NO3)добавляют 2-3 кристаллика FeSO4 и нагревают пробирку на водяной бане 1-2 минуты.

2. Металлическая медь восстанавливает ионы Hg2+ до металлической ртути, образующей с медью амальгаму меди.

Выполнение реакции: На свежеочищенную (промытую раствором аммиака и затем дистиллированной водой или протертую наждачной бумагой) медную пластинку наносят каплю раствора Hg(NO3)2. Через 2-3 минуты после нанесения раствора на пластинке образуется черно-серое пятно металлической ртути.

Чтобы пятно металлической ртути стало блестящим его надо потереть мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой.

Проведению реакции мешают ионы Ag+, Bi3+, Hg22+.

3. Иодид калия KI с катионами Hg2+ при pH=4-6 образует яркокрасный осадок иодида ртути (II), растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного тетраиодомеркурат(II)иона [HgI4]2-. Обнаружению ионов ртути (II) с помощью данной реакции мешают ионы Ag+, Pb2+, Hg22+, Bi3+,образующие окрашенные осадки иодидов. А также ионы Fe3+, Cu2+, SbO3-, которые реагируют с иодид-ионами с выделением свободного иода. Образовавшийся иод окрашивает раствор в желтый цвет.

Выполнение реакции: к 1-2 каплям раствора соли ртути (II) добавляют раствор иодида калия по каплям до образования осадка HgI2 и избыток до растворения осадка и образования [HgI4]2-. К полученному раствору добавляют 1-2 капли раствора хлорида аммония и 1-2 капли 30%-ного раствора гидроксида калия.

Образуется красно-бурый осадок.

I. 4. Лабораторная работа 2. Реакции обнаружения анионов Цель работы: изучить реакции обнаружения анионов и условия их выполнения.

Реакции обнаружения анионов могут быть выполнены пробирочным или капельным методом.

Сульфат-ион SO42--ион является анионом серной кислоты. H2SOпредставляет собой сильную кислоту. Ее соли – сульфаты – хорошо растворимы в воде, кроме солей Ba2+, Sr2+, Pb2+ и Ca2+.

1. Хлорид бария с сульфат-ионом образует белый кристаллический осадок BaSO4, практически нерастворимый в кислотах:

SO42- + Ba2+ = BaSOЭто наиболее характерная реакция для открытия сульфат-иона.

Мешают обнаружению анионы SO32-, S2O32- и смесь SO32- и S2-. При подкислении раствора, содержащего S2O32- и смесь SO32- и S2-, выделяется белый осадок серы, нерастворимый в кислотах, который можно принять за BaSO4:

S2O32- + 2H+ = S + SO2 + H2O SO32- + 2S2- + 6H+ = 3 S+ 3H2O Отличить BaSO4 от серы можно, используя способность сульфата бария к образованию с KMnO4 смешанных кристаллов розового цвета за счет соосаждения.



Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора, содержащего сульфат-ионы, подкисленного несколькими каплями 2 М HCI, добавляют 5 капель 0,01 н. раствора KMnO4 и 1-2 капли раствора BaCI2. Затем избыток KMnO4 восстанавливают раствором пероксида водорода. При этом раствор обесцвечивается, а осадок окрашивается в розовый цвет, что служит доказательством образования осадка BaSO4.

2. Открытие сульфат-ионов в нерастворимых сульфатах.

Реактив – насыщенный раствор карбоната натрия Na2CO3:

BaSO4 + CO32- BaCO3 + SO42- Выполнение реакции: нерастворимый сульфат нагревают с насыщенным раствором карбоната натрия. Для полноты протекания реакции обработку раствором карбоната натрия повторяют 2-3 раза, сливая с осадка раствор, содержащий сульфатион. Полученный раствор подкисляют и делают в нем испытание на присутствие сульфат-иона.

Сульфит-ион SO32--ион является анионом сернистой кислоты H2SO3.

Сернистая кислота – двухосновная кислота, образующая кислые и средние соли.

Из солей сернистой кислоты в воде растворимы лишь соли щелочных металлов и аммония. Большинство сульфитов нерастворимо в воде, но растворяются в кислотах, например, в HCI. При вытеснении из солей сернистая кислота разлагается на SO2 и H2O. Сернистая кислота относится к кислотам средней силы.

В большинстве реакций SO32--ион является восстановителем и в водных растворах постепенно окисляется до SO42-.

1. Минеральные кислоты разлагают как растворимые в воде, так и нерастворимые сульфиты с выделением SO2, который имеет запах горящей серы, является восстановителем, поэтому обесцвечивает растворы I2 и KMnO4:

BaSO3 + 2HCI = BaCI2 + H2O + SOSO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI 5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2KHSO4 + 2MnSO4 + H2SOПроведению реакции мешают S2O32- и S2- ионы. При подкислении раствора, содержащего ион S2O32-, также выделяется SO2. А при подкислении раствора, содержащего S2- _ ионы, образуется H2S, который обесцвечивает растворы I2 и KMnO4.

Таким образом, в присутствии S2O32- и S2- обнаружение SO32- этой реакцией невозможно.

Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора, содержащего сульфит-ионы, прибавляют 2-3 капли 2 н. H2SO4 и 1-2 капли разбавленного раствора KMnO4. После нагревания раствор KMnOобесцвечивается. Вместо KMnO4 можно использовать раствор I2, к которому добавлено несколько капель крахмала. Наблюдается исчезновение синей окраски.

2. Хлорид бария с сульфит-ионом образует белый осадок BaSO3, растворимый в кислотах.

Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора, содержащего сульфит-ионы, добавляют 2-3 капли раствора хлорида бария.

Образуется белый осадок.

Тиосульфат-ион Тиосерная кислота H2S2O3 в водном растворе неустойчива и разлагается с выделением SO2 и S. Из тиосульфатов хорошо растворимы в воде соли щелочных металлов, а также соли Co(II), Sr(II), Zn(II), Ni(II), Cd(II), Mn(II), Fe(II). Остальные тиосульфаты малорастворимы.

1. Кислоты разлагают тиосульфаты с выделением тиосерной кислоты, которая распадается на SO2 и S:

S2O32- + 2H+ = H2S2OH2S2O3 = S + SO2 + H2O В растворе появляется белая муть серы. Этой реакцией можно обнаружить S2O32- в присутствии всех анионов. Не должны одновременно присутствовать SO32- и S2- ионы, так как при подкислении идет реакция:

SO32- + 2S2- + 6H+ = 3 S+ 3H2O Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора, содержащего тиосульфат-ионы, прикапывают 2-3 капли 2 н. HCI. Раствор мутнеет вследствие выделения серы.

2. Раствор иода в кислой, нейтральной и слабощелочной (pH<8) средах окисляет тиосульфат-ион S2O32- до тетратионат-иона S4O62- :

2S2O32- + I2 S4O62- + 2I- Обнаружению S2O32- мешают SO32- и S2-.

Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора I2 прибавляют каплю раствора крахмала, 3-5 капель раствора, содержащего тиосульфат-ионы. Синий раствор обесцвечивается.

Карбонат-ион CO32- - ион является анионом угольной кислоты H2CO3, которая неизвестна в свободном состоянии. При получении из солей она разлагается на CO2 и H2O. H2CO3 очень слабая кислота. Из средних солей растворимы в воде только соли K+, Na+, NH4+.

Остальные катионы образуют нерастворимые в воде средние и основные карбонаты, а AI3+, Cr3+, Ti4+ - в виде гидроксидов.

Кислоты, в том числе и CH3COOH, разлагают карбонаты с выделением CO2:

2H+ + CO32- = H2O + COУглекислый газ можно обнаружить по помутнению известковой или баритовой воды, т.е. насыщенных растворов Ca(OH)2 или Ba(OH)2:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O При пропускании больших количеств CO2 осадок может раствориться:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)Обнаружению CO32- мешает присутствие SO32-, S2O32- - ионов, так как SO2, выделяющийся при подкислении раствора, образует осадки CaSO3 и BaSO3 с известковой и баритовой водой.

Мешающее действие этих ионов устраняют прибавлением окислителей KMnO4, K2Cr2O7, H2O2 перед добавлением кислоты.

Выполнение реакции: в пробирку с газоотводной трубкой вносят 5-6 капель раствора Na2CO3 и 5-6 капель 2 н. раствора HCI.

Опускают конец газоотводной трубки в пробирку с небольшим количеством известковой воды. Наблюдается помутнение раствора.

Фосфат-ион PO43- - ион является анионом ортофосфорной кислоты H3PO4.

Из солей ортофосфорной кислоты в воде растворимы соли щелочных металлов и катиона аммония, а также дигидрофосфаты щелочно-земельных металлов. Остальные соли нерастворимы в воде, но растворяются в минеральных кислотах, а многие также в уксусной кислоте (нерастворимы FePO4, AIPO4).

Для открытия фосфат-ионов используют магнезиальную смесь (смесь MgCI2, NH4CI и NH4OH). С фосфат-ионами она образует белый кристаллический осадок MgNH4PO46H2O, растворимый в HCI и CH3COOH, но нерастворимый в водном аммиаке:





HPO42- + Mg2+ + NH4OH = MgNH4PO4 + H2O MgNH4PO4 + 3HCI = MgCI2 + NH4CI + H3POMgNH4PO4 + 2 CH3COOH = Mg(CH3COO)2 + NH4H2POВыполнение реакции: к 2-3 каплям раствора Na2HPO4 добавляют 4-5 капель раствора магнезиальной смеси и перемешивают.

Образуется осадок.

Силикат-ион Свободная кремниевая кислота почти нерастворима в воде, но очень легко образует коллоидные растворы. Основной формой существования кислоты в растворе является H2SiO3.

Растворимы в воде только силикаты щелочных металлов.

Нерастворимые силикаты переводят в раствор обработкой кислотами или сплавлением с карбонатом натрия.

1. Разбавленные кислоты образуют с концентрированными растворами силикатов белый студенистый осадок кремниевой кислоты:

2HCI + Na2SiO3 = H2SiO3 + 2NaCI Если осадок на воздухе не образуется, то раствор необходимо нагреть.

2. Соли аммония при действии на анион SiO32- выделяют из растворов силикатов кремниевую кислоту:

SiO32- + 2H2O + 2NH4+ = H2SiO3 + 2NH4OH Этой реакцией можно обнаружить силикат-ион в присутствии всех анионов.

Выполнение реакции: к 4-5 каплям силиката натрия прикапывают 3 капли раствора NH4CI и нагревают на водяной бане. При этом образуется студенистый осадок кремниевой кислоты.

Хлорид-ион В водных растворах хлороводородная кислота полностью диссоциирует с образованием хлорид-иона и гидратированного протона:

HCI + H2O = H3O+ + CI - Большинство хлоридов хорошо растворимо в воде.

Малорастворимы AgCI, Hg2CI2, PbCI2, Cu2CI2, основные хлориды сурьмы, висмута и олова.

Нитрат серебра с хлорид-ионом образует белый творожистый осадок AgCI, нерастворимый в HNO3, но легкорастворимый в концентрированном растворе аммиака, (NH4)2CO3, KCN, Na2S2O3 с образованием комплексных солей.

CI - + Ag+ = AgCI AgCI + 2NH3 = [Ag(NH3)2]CI AgCI + 2(NH4)2CO3 = [Ag(NH3)2]CI + 2NH4HCOAgCI + 2 KCN = K[Ag(CN)2] + KCI AgCI + 2 Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaCI При подкислении раствора, содержащего [Ag(NH3)2]CI, раствором HNO3 снова выпадает осадок AgCI:

[Ag(NH3)2]CI + 2HNO3= AgCI + 2 NH4NOОсадок AgCI темнеет на свету в результате образования серебра:

2 AgCI = 2Ag +CIПротеканию реакции мешают SCN -, Br-, I -. AgCI в отличие от AgBr, AgI и AgSCN, растворим в (NH4)2CO3.

Выполнение реакции: в пробирку к 2-3 каплям раствора хлорида натрия добавляют 1-2 капли раствора нитрата серебра. Выпавший осадок отделяют центрифугированием. К осадку добавляют водный раствор аммиака до полного растворения. В полученном растворе открывают CI - - ион действием 3-5 капель 2 н. раствора HNO3.

Бромид-ион Бромид-ион является анионом сильной бромоводородной кислоты HBr. Из бромидов нерастворимы в воде AgBr, Hg2Br2 и PbBr2. По своим свойствам соли бромоводородной кислоты близки к солям хлороводородной кислоты. Отличие – меньшая устойчивость к действию окислителей.

1. Нитрат серебра AgNO3 образует с анионом Br- бледножелтый осадок бромида серебра AgBr, нерастворимый в азотной кислоте и плохо растворимый в аммиаке.

2. Хлорная вода окисляет ионы Br- до свободного брома Br2:

2Br- + CI2 = Br2 + 2CI - Выполнение реакции: к 1-2 каплям раствора NaBr добавляют 2-капли 2 н. раствора H2SO4 и 1-2 капли хлорной воды. Раствор буреет вследствие выделения свободного брома. Добавляют несколько капель CHCI3, CCI4 или C6H6 и встряхивают. Слой органического растворителя окрашивается в желто-оранжевый цвет.

Иодид-ион Иодид-ион является анионом сильной иодистоводородной кислоты. Кислота малоустойчивая и окрашивается выделяющимся иодом в бурый цвет. Иодиды по растворимости близки к соответствующим солям бромоводородной кислоты.

1. Нитрат серебра AgNO3 образует с иодид-ионом желтый осадок иодида серебра AgI, нерастворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака.

2. Нитриты щелочных металлов (KNO2, NaNO2) при подкислении разбавленной серной, соляной или уксусной кислотой окисляют иодид-ион до иода:

2I - + 2NO2- + 4H+ = I2 + 2NO +2H2O В этих условиях Br- не окисляется нитритами. Обнаружению иодид-иона мешают анионы SO32-, S2O32- и S2-.

Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора KI добавляют 1-капли 1М HCI, H2SO4 или CH3COOH, 2-3 капли раствора KNO2 или NaNO2, несколько капель бензола и встряхивают. Органический слой окрашивается в фиолетово-розовый цвет.

Сульфид-ион Сероводородная кислота – одна из самых слабых кислот.

Сульфиды катионов s-элементов растворимы в воде, сульфиды катионов p- и d-элементов в воде нерастворимы, но растворяются в кислотах.

1. Нитрат серебра AgNO3 образует с анионом S2- черный осадок cульфида серебра Ag2S, нерастворимый в растворе аммиака, но растворимый при нагревании в разбавленной азотной кислоте.

Выполнение реакции: к 1-2 каплям раствора, содержащего сульфид-ион, прикапывают 1-2 капли раствора AgNO3. Осадок растворяют в 2 М HNO3. Напишите уравнения протекающих реакций.

2. Соли кадмия образуют с сульфид-ионом желтый осадок сульфида кадмия CdS, растворимый в концентрированной соляной или разбавленной азотной кислоте:

S2- +Cd2+ = CdS CdS + 4HCI = H2CdCI4 + H2S 3CdS + 8HNO3 = 3Cd(NO3)2 + 3S + 2NO +4H2O Данной реакцией можно обнаружить ионы S2- в присутствии всех анионов.

Выполнение реакции: к 3-4 каплям раствора сульфида прибавляют 3-4 капли раствора соли кадмия. Образующийся осадок растворяют в концентрированной соляной кислоте.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 9 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.