Лабораторна робота №3

Тема заняття: Характерні реакції катіонів третьої аналітичної групи.

Мета навчальна: практично вивчити приватні реакції катіонів третьої групи:

Fе³⁺, Сг³⁺, А1³⁺, Mg^2+, Zn²⁺.

Розвиваюча: розвивати вміння прогнозувати практичне застосування цих реакцій для виявлення якісних показників харчів, систематизувати навчальну інформацію, робити висновки.

Виховна: формувати пізнавальний інтерес до вивчаємої дисципліни, виховувати працелюбність, охайність, виховання культури спілкування.

Матеріально-технічне обладнання та посібники для роботи: штатив з пробірками розчини солей Fe, Cr, Al, Mn, Zn та реактиви: (NH₄)S, NaOH, NH₄OH, NH₄Cl, H₂S, K₄[Fe(CN)₆], NH₄CNS, NaBiO₃, H₂O, HNO₃, HCl; планшети з техніки безпеки.

Техніка безпеки: Бережіть очі при всіх дослідах! Увага! Ви працюєте з розчинами кислот і лугів, тому слідкуйте, щоб вони не потрапили на шкіру або одяг. Будьте обережні ! дотримуйтесь правил техніки безпеки!

Література: 1. Жванко Ю.Н., Панкратова Г.В., Мамедова З.І., Аналітична хімія і ТХК в громадському харчування, М.., Вища школа, 1989, стор. 45-54

2. Шапіро с.А., Шапіро м.А., Аналітична хімія, м., 1991, стор. 99-117 Зміст та послідовність виконання роботи

1. Вхідний контроль

1. Який груповий реактив застосовують для виявлення катіонів третьої групи?

2. Які речовини випадають в осад при дії (NH₄)₂S на катіони третьої групи?

3. Які катіони третьої групи проявляють атмосферні властивості і в чому вони проявляються?

4. Чим відрізняються хіміко - аналітичні властивості катіонів третьої групи від властивостей катіонів першої і другої груп?

5. У вигляді яких сполук переходять в осад катіони третьої групи при дії сульфіду амонію (NH₄)₂S в присутності гідроксиду амонію NH₄OH?

6. Гідроксиди яких катіонів мають атмосферний характер?

Дослід №1 та методичні рекомендації до його виконання.

До третьої аналітичної групи катіонів відносяться іони Fe³⁺, Al³⁺, Zn²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺. Більшість сполук цих катіонів мало розчинні у воді. Багато катіонів цієї групи забарвлені: іони заліза жовтого кольору, хрому темно - зеленого, Сг⁶⁺ - жовтого кольору. Багато сполук цих катіонів мають барву. Катіони третьої групи утворюють комплексні сполуки.

Груповий реактив - сульфід амонію (NH₄)₂S - осаджає катіони третьої групи в слабо лужному середовищі у вигляді сульфідів, крім алюмінію і хрому, котрі випадають у вигляді гідроокисів.

Приватні реакції катіонів А1³⁺.

Реакція з лугами NаОН або КОН.

Катіон А1³⁺ з гідроокисом натрію або калію утворює амфотерний осад - гідроокис алюмінію:

А1С1₃ + ЗКОН = А1(ОН)₃ + ЗКС1

А1(ОН)з + ЗНС1 = А1С1₃ + ЗН₂0

Проведення реакції:

В пробірку прилити 4-5 краплин солі алюмінію, потім 1-2 краплини розчину луги. Випадіння осаду білого кольору. Здобутий осад розділить на дві частини й випробувати на розчинність в соляній кислоті й надлишку сильної луги.

Реакція з гідроокисом амонію NH₄OH.

Катіон А1³⁺ з гідроокисом амонію утворює білий осад гідроокису алюмінію, нерозчинний у надлишку гідроокису амонію:

АІСІз + 3NH₄OH = А1(ОН)₃ + 3NH₄Cl

Проведення реакції:

В пробірку прилити 3-4 краплини розчину солі алюмінію і 2-3 краплини розчину гідроокису амонію. Наглядати випадіння осаду білого кольору. Випробувати осад на надлишок розчину NН₄ОН.

Реакція з хлоридом амонію.

В пробірку прилити 3-4 краплини розчину солі алюмінію, додати у надлишку 5-6 краплин луги, потім додати кришталевого хлориду амонію. Суміш підігріти до кипіння, потім охолодити. Спостерігайте випадіння білого осаду.

Дослід №2 та методичні рекомендації до його виконання.

Реакції катіону заліза Fе³⁺.

Проведення реакції:

В пробірку прилити 2 краплі розчину солі заліза (Ш) й стільки ж розчину гідроокису амонію. Спостерігати утворення осаду червоно-бурого кольору. Випробувати осад на надлишок гідроокису амонію.

FеСІз + ЗNH₄ОН = Fе(ОН)3 + 3NH₄Cl

Fе³⁺ + ЗОН^- = Fе(ОН)з

Реакція з родонітом амонію NH₄SCN.

Катіон заліза Fе³⁺ з родонітом амонію NH₄SCN утворює родоніт заліза, котрий забарвлює розчин у криваво-червоний колір.

FеС1₃ + 3NH₄SCN = Fе(SCN)₃ + 3NH₄Cl

Проведення реакції:

В пробірку прилити 3-4 краплини розчину солі заліза (Ш), добавити краплину розчину родоніту амонію. Спостерігати утворення криваво-червоного кольору.

Реакція з фероцианідом калію (жовта кров'яна сіль).

4FеС1₃ + ЗК₄[Fе(СN)₆] = ↓Fе₄[Fе(СN)₆]з + 12КС1

Катіон заліза з фероціанідом калію утворює у кислому середовищі осад темно-синього кольору - "берлінську лазур".

Проведення реакції:

В пробірку прилити 2-3 краплини розчину солі заліза (Ш) і додати 1-2 краплини розчину НС1 і 1-2 краплини розчину. Спостерігати випадіння осаду темно-синього кольору.

Реакції катіона цинку.

Реакція з лугами утворює осад гідроокису цинку білого кольору.

Проведення реакції:

В пробірку прилити 3-4 краплини розчину солі цинку і 1-2 краплини розчину луги. Спостерігати випадіння осаду білого кольору. Осад розділити на дві частини, до одної частини осаду прилити кислоту, а до другої частини - надлишок луги. Спостерігати розчинення осаду.

Zn(NOз)₂ + 2NаОН = ↓Zп(ОН)2 + 2NaNO₃

Реакція з гідроокисом амонію.

В пробірку прилити 2-3 краплини розчину солі цинку, 2-3 краплини розчину аміаку. Випадіння осаду білого кольору.

Потім прилити надлишок гідроокису амонію. Спостерігати розчинення осаду.

Реакція з сірководнем Н₂S.

В пробірку прилити 2-3 краплини розчину солі цинку, 2-3 краплини розчину ацетату натрію й пропустити крізь суміш сірководню. Спостерігати випадіння білого осаду.

ZnС1₂ + Н₂S + 2СН₃СОONa = ↓ZnS + 2NаС1 + 2СН₃СООН

Реакція катіону марганцю.

Реакція з лугами NаОН або КОН.

В пробірку прилити 2-3 краплини розчину солі марганцю й стільки ж розчину луги. Спостерігати випадіння осаду білого кольору, але яки зразу ж почне змінювати свою барву на жовто-буру.

МпС1₂ + 2NaОН → Мп(ОН)₂ + 2NаС1

Мп(ОН)₂ + O₂ → Н₂МпO₃

Реакція окислення катіону.

Реакція окислення катіону Мп²⁺ до МnО₄^-. Ця реакція використовується для відкриття катіона марганцю.

В пробірку прилити 2-3 краплини розчину солі марганцю (II) для осадження іонів Сl^- якщо сіль МпС1₂ , добавити 2-3 краплини 0,1н АGNO₃, 5-6 краплин 6н НNОз й кинути кришталі NаВіОз. Суміш добре перемішати, центрифугувати. Барва розчину буде змінюватись від рожевої до фіолетової.

2МпSO₄+5NaВiOз+16НNOз=2НМпO₄+5Ві(NOз)з+2Na₂SO₄+NаNOз+7Н₂O

Реакція катіону хрому.

Реакція з лугами NаОН або КОН.

В пробірку прилити 3-4 краплини розчину солі хрому (III), потім додати 1-2 краплини розчину луги. Спостерігати випадіння осаду гідроокису хрому сіро-зеленого кольору. Одержаний осад розділити на дві частини і випробувати на розчинність в соляній кислоті й надлишку /3-4 краплини/ сильної луги.

СгСІз + ЗКОН = Сг(ОН)₃ + ЗКС1

Сг(ОН)₃ + ЗНС1 = ЗН₂O + СгС1₃

НСrO₂ + КОН = кСгO₂ + н₂о

хромиста кислота хроміт калію

Реакція з NН₄ОH

В пробірку прилити 4-5 краплин солі хрому і 1=2 краплини NН₄ОН.

Спостерігати випадіння сіро-зеленого кольору. Потім прилити надлишок розчину NН₄ОН

СгСІз + 3NH₄ОН - Сг(ОН)₃ + 3NН₄СІ

Реакція окислення катіона Сr³⁺ до Сr⁶⁺

В пробірку прилити 2=3 краплини солі хрому (ІІІ) надлишок розчину луги до розчинення осаду й 3—5 краплин 3 %- ного розчину перекисі водню. Суміш кип'ятить до змінення зеленої барви розчину у жовту.

2СгСІ₃ + ЗН₂О₂ + 10КОН = 2К₂СrO₄ + 6КСІ + 8Н₂0

Вихідний контроль

1. Які реакції з електронної точки зору називаються реакціями окислення = відновлення? Чим вони відрізняються від реакцій обміну .

2. Що називається окисником і як змінюється ступінь окислення відновника?

3. Які із речовин Н₂S, Н₂S0_4, NНз, Н₂S0з, Ку, КMп0₄. НNOз будуть проявляти тільки

а) окисні властивості

б) відновні властивості

в) як відновні так і окисні властивості і чому ?

4. Що називається амфотерністю? Які гідроксиди катіонів III групи будуть амфотерними ?

5. Як відокремити катіон Мп²⁺ від катіону Sn²⁺?

Після виконання роботи студент повинен

Знати: Характерні реакції катіонів третьої аналітичної групи.

Вміти: практично вивчити приватні реакції катіонів третьої групи:

Fе3+, Сг3+, А13+, Mg2+, Zn2+.

Завдання додому: Закінчити оформлення звіту лабораторної роботи №3

І Н С Т Р У К Ц І Й Н А К А Р Т К А