
- •Основные принципы качественного анализа методы качественного анализа
- •Чувствительность аналитических реакций
- •Реакции между твердыми веществами
- •Обнаружение некоторых ионов методом растирания
- •Пирохимические реакции
- •Микрокристаллоскопические реакции
- •Газовыделительные реакции
- •Цветные реакции
- •Капельные реакции
- •Осадочные реакции
- •Маскирование ионов в качественном анализе
- •Дробные реакции обнаружения ионов
- •Химические реактивы
- •Аппаратура и техника лабораторных работ посуда и оборудование для работы полумикрометодом
- •Техника выполнения лабораторных работ
- •Правила работы и техника безопасности в аналитической лаборатории
- •Правила ведения лабораторного журнала
- •Качественные реакции катионов … аналитической группы
- •Контрольная задача на смесь катионов … аналитической группы
- •Аналитические классификации катионов и их связь с периодической системой д.И.Менделеева
- •Лабораторная работа №1 «реакции и ход анализа смеси катионов группы щелочных металлов и аммония ( I аналитическая группа катионов)»
- •4. Окрашивание пламени.
- •2. Микрокристаллоскопическая реакция.
- •3. Окрашивание пламени.
- •Контрольная задача. Анализ смеси катионов I аналитической группы
- •Лабораторная работа №2 «реакции и ход анализа смеси катионов группы хлороводородной кислоты ( II аналитическая группа катионов)»
- •5. Дифенилтиокарбазон (дитизон)
- •4. Дифенилкарбазон
- •Систематический ход анализа смеси катионов
- •II аналитической группы
- •Лабораторная работа №3 «реакции и ход анализа смеси катионов группы серной кислоты ( III аналитическая группа катионов)»
- •Систематический ход анализа смеси катионов
- •III аналитической группы
- •Открытая задача. Контрольная задача «анализ смеси катионов I - III аналитических групп»
- •Раствор не имеет осадка
- •Раствор имеет осадок
- •Лабораторная работа №4 «реакции и ход анализа смеси катионов группы амфотерных гидроксидов (IV аналитическая группа катионов)»
- •Систематический ход анализа смеси катионов IV аналитической группы
- •Анализ смеси катионов четвертой группы дробным методом
- •Лабораторная работа №5 «реакции и ход анализа смеси катионов группы гидроксидов, нерастворимых в растворах гидроксидов naoh и koh ( V аналитическая группа катионов)»
- •4. Микрокристаллоскопическая реакция.
- •3. Микрокристаллоскопическая реакция.
- •Ход анализа смеси катионов V группы
- •Лабораторная работа №6 «реакции и ход анализа смеси катионов группы гидроксидов, растворимых в избытке раствора аммиака (VI аналитическая группа катионов)»
- •Ход анализа смеси катионов шестой группы дробным методом
- •Систематический ход анализа смеси катионов шестой группы
- •Открытая задача . Контрольная задача «анализ смеси катионов IV-VI аналитических групп»
- •Систематический ход анализа
- •Анализ анионов
- •Лабораторная работа №7 "реакции и ход анализа смеси анионов I аналитической группы"
- •Реакции сульфат-аниона sо42-
- •Реакции сульфит-аниона so32-
- •Реакции карбонат-аниона со32-
- •Реакции фосфат-аниона рo43-
- •Реакции силикат-аниона SiO32-
- •Ход анализа смеси анионов первой группы
- •Лабораторная работа № 8 «реакции и ход анализа смеси анионов II аналитической группы»
- •Реакции аниона с1-
- •Реакции аниона Вr-
- •Реакции аниона I-
- •Реакции сульфид-иона s2-
- •Ход анализа смеси анионов второй группы
- •Вопросы к занятию №9
- •Задание к занятию № 10 Тема: Качественные реакции анионов III аналитическoй группы. Контрольная задача на смесь анионов I - III аналитических групп.
- •Химическое равновесие в гетерогенных системах:
- •Окислительно-восстановительные процессы в аналитической химии:
- •Лабораторная работа № 9 «реакции и ход анализа смеси анионов III аналитической группы»
- •Реакции нитрат-иона nо3-
- •Реакции нитрит-иона no2-
- •Реакции ацетат-ионов сн3соо-
- •Ход анализа смеси анионов третьей группы
- •Контрольная задача. Анализ смеси анионов первой, второй и третьей групп
- •Вопросы и задачи к занятию №10
- •Задание к занятию №11 Тема: Анализ твердого вещества.
- •Лабораторная работа № 10 «анализ твердого вещества»
- •Испытание на растворимость вещества
- •Анализ вещества, растворимого в воде
- •Обнаружение катионов
- •Обнаружение анионов
- •Анализ вещества, нерастворимого в воде
- •Вопросы к занятию № 11
- •Задание к занятию №12 Тема: Качественные определения некоторых элементов физико-химическими методами
- •Лабораторная работа № 11 «разделение и определение катионов V аналитической группы способом колоночной ионообменной хроматографии»
- •Вопросы к занятию № 12
- •Рекомендуемая литература
- •Вопросы к занятию №1:
- •Задание к занятию №2 Тема: Качественные реакции катионов II -III аналитических групп.
- •Диссоциация электролитов в растворах:
- •Ионное произведение воды и водородный показатель:
- •Химическое равновесие:
- •Вопросы к занятию №2
- •Задание к занятию №3 Тема: Открытая задача на смесь катионов I - III аналитических групп.
- •Вопросы к занятию №3
- •Задание к занятию №4 Тема: Контрольная задача на смесь катионов I - III аналитических групп.
- •Вопросы к занятию №4
- •Задание к занятию №5 Тема: Качественные реакции катионов IV аналитической группы.
- •Вопросы к занятию №5
- •Задание к занятию №6 Тема: Качественные реакции катионов V -VI аналитических групп.
- •Чувствительность, специфичность и избирательность аналитических реакций:
- •Химическое равновесие в растворах слабых и сильных электролитов:
- •Химическое равновесие в гетерогенных системах:
- •Вопросы к занятию №6
- •Задание к занятию №7 Тема: Открытая задача на смесь катионов IV-VI аналитических групп.
- •Вопросы к занятию №7
- •Задание к занятию №8 Тема: Контрольная задача на смесь катионов IV - VI аналитических групп.
- •Вопросы к занятию №8
- •Задание к занятию №9
- •Содержание
Лабораторная работа №4 «реакции и ход анализа смеси катионов группы амфотерных гидроксидов (IV аналитическая группа катионов)»
Zn2+, А13+, Cr3+, Sn2+, Sn4+, As3+, As5+
Групповым реагентом на катионы четвертой группы является гидроксид натрия или гидроксид калия (в избытке). Образующиеся гидроксиды амфотерны, т. е. способны диссоциировать в растворе и по типу основания, и по типу кислоты:
Me3+ + 3OH- Me(OH)3 H2O + H+ + MeO2-
Кислоты подавляют диссоциацию гидроксидов по кислотному варианту и связывают ионы OH- в практически недиссоциированные молекулы воды, поэтому равновесие смещается налево:
А1(ОН)3 + 3НС1 А1С13 + 3Н2О
А1(ОН)3 + 3Н+ +3С1- А13+ + 3С1- + 3Н2О
А1(ОН)3 + 3Н+ А13+ + 3Н2О
Сильные щелочи подавляет диссоциацию по типу основания, так как связывает ионы Н+ в Н2О:
H3CrО3 + NaOH NaCrО2 + 2H2O
Хроматы и алюминаты устойчивы только в присутствии избытка гидроксидов.
Большинство солей катионов четвертой группы (в той или иной степени) подвергается гидролизу.
Например:
SnСl2 + 2H2O Sn(OH)2 +2H+
А12(СО3)3 + 3Н2O 2А1(ОН)3 + 3СO2
2ZnСО3 + 2Н2O (ZnОН)2СО3 + Н2СО3
Гидроксиды NaOH, KOH со всеми катионами четвертой группы (исключая мышьяк) образуют гидроксиды, растворяющиеся в избытке реагента:
CrCl3 + 3NaOH Сг(ОН)3 + 3NаС1
Cr(OH)3 + NaOH NaCrO2 + 2H2O
Опыт. Проверьте действие гидроксидов на катионы четвертой группы. Возьмите пять пробирок и внесите по 4 капли раствора соответствующей соли (А1С13, СгС13, ZnCl3, SnCl2, Na2HAsO4), добавьте по 4 капли раствора гидроксида натрия или гидроксида калия, перемешайте стеклянной палочкой, отметьте образование и цвет осадков, напишите уравнения химических реакций.
Налейте в каждую из них по 6 — 7 капель раствора гидроксида натрия, перемешайте стеклянной палочкой и проверьте растворение данных осадков в избытке реактива.
Обратите внимание на то, что гидроксид хрома в присутствии катионов Zn2+ не растворяются в избытке щелочи вследствие образования цинката хрома Сг2(ZnO2)3 (или Сг2O3 . 3ZnO).
Это явление носит название соосаждения и может быть использовано при анализе.
Растворимые карбонаты Nа2СО3, К2СО3, (NH4)2СО3 осаждают катионы А13+, Cr3+, Sn2+ и Sn4+ в виде соответствующих гидроксидов, катионы Zn2+ — в виде основных солей, катионы As3+, As5+ осадка не образуют:
2А1С13 + 3Nа2СО3 А12(CO3)3 + 6NaCl
А12(СО3)3 + 3Н2O 2А1(ОН)3 + СO2
Основные соли цинка растворяются в аммиаке легче в присутствии хлорида аммония NH4C1.
Проведите реакции карбоната натрия с катионами Cr3+, A13+, Zn2+-, Sn2+, Аs3+.
Реакции катиона Al3+
1. Раствор аммиака осаждает катион Al3+:
AlCl3 + 3NH4ОH Аl(ОН)3 + 3NН4С1
Гидроксид алюминия не растворяется в растворах солей аммония. Если алюминий находится в растворе в виде алюмината, то для осаждения его аммиаком необходимо разрушить алюминат, действуя какой-либо минеральной кислотой:
NaA1О2 + 4HCl AlCl3 + NaCl + 2H2О
AlCl3 + 3NH4ОH А1(ОН)3 + 3NН4С1
2. Ализарин (1,2-диоксиантрахинон С14Н6О2ОН) и некоторые его производные образуют в аммиачной среде с катионом А13+ труднорастворимое соединение ярко-красного цвета, называемое алюминиевым лаком.
Реакцию выполняют капельным методом.
Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите 1 — 2 капли раствора хлорида алюминия А1С13, затем подержите 1 — 2 мин над склянкой с концентрированным раствором аммиака.
Катион Al3+ осаждается при этом в виде А1(ОН)3. На полученное влажное пятно поместите каплю спиртового раствора ализарина и снова подержите в парах аммиака, при этом ализарин окрашивается в красновато-фиолетовый цвет, так как образуется ализаринат аммония. Для разрушения маскирующей окраски осторожно подсушите бумажку над пламенем горелки, окраска становится бледно-желтой, а пятно ализаринового лака приобретает розово-красный цвет. Присутствие катионов Сг3+, Zn2+, Sn2+, Fe3+ в анализируемом растворе мешает открытию катиона А13+ таким способом, поэтому определение катиона А13+ в этом случае проводят следующим образом: на полоску фильтровальной бумаги помещают каплю раствора ферроцианида калия K4[Fe(CN)3], а затем в центр пятна внесите каплю исследуемого на катион А13+ раствора. После этого получают пятно, состоящее из окрашенной центральной части и водянистого бесцветного кольца. Осадок содержит катионы Zn2+ и Sn2+ и частично катион Сг3+, а катион А13+ содержится в периферической части. Это пятно выдерживают над парами аммиака, который осаждает катион А13+ в виде гидроксида А1(ОН)3. Затем пятно перечеркивают капилляром, содержащим ализарин, снова обрабатывают парами аммиака и высушивают горячим воздухом, держа бумажку над пламенем горелки. При наличии катиона Аl3+ внешняя часть кольца в тех местах, которые перечеркнуты ализарином, окрашивается в оранжево-красный цвет.
Проделайте эту реакцию.
3. Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты) дает с катионом А13+ внутрикомплексную соль, имеющую красную окраску.
Опыт. Возьмите 4 — 5 капель испытуемого раствора, поместите в пробирку, добавьте 2 — 3 капли 2 н. раствора уксусной кислоты СН3СООН и 4 — 5 капель раствора алюминона (0,1%-ного). Пробирку со смесью нагрейте на водяной бане, перемешайте, добавьте раствор гидроокиси аммония NH4OH до щелочной реакции, а затем 3 — 4 капли 2 н. раствора карбоната аммония (NH4)2CO3. В этом случае, если имеется катион А13+, выпадает красный осадок или появляется красная окраска.
Условия проведения опыта:
Ионы Fe3+ и Bi3+ мешают проведению этой реакции.
4. Реакция на катион Al3+ сухим путем. Очень разбавленный раствор нитрата кобальта Со(NО3)2 дает с катионом А13+ алюминат кобальта Со(А1O2)2, имеющий синий цвет, называемый тенаровой синью:
2Al2(SO4)3 + 2Co(NO3)2 2Co(A1O2)2 + 6SO3 + 4NO2 + O2
Проведите эту реакцию.
Опыт. Возьмите полоску фильтровальной бумажки, смочите исследуемым раствором и раствором нитрата кобальта Со(NО3)2, подсушите ее, а затем сожгите. При наличии катиона А13+ пепел, который получается при сжигании, имеет темно-синюю окраску. Этой реакции мешают катионы Zn2+, Сг3+, Сu2+ и Ni2+.
Реакции катиона Сr3+
Хром образует два ряда устойчивых солей: соли окcида хрома и соли хромовой и двухромовой кислот. Растворы солей, содержащие катион Сг3+, имеют зеленую или фиолетовую окраску, растворы имеющие хромат-ион СгО42-— желтую, дихромат-анион Сг2О72- — оранжевую.
1. Водный раствор аммиака образует с катионом Сг3+ осадок гидроксида хрома Сг(ОН)3 серо-зеленого (или серо-фиолетового) цвета:
СгС13 + 3NН4OН Cr(OH)3 +3NH4Cl
2. Гидроксид натрия дает также осадок гидроксида хрома Сг(ОН)3:
CrCl3 + 3NaOH Сг(ОН)3 + 3NаС1
При избытке гидроксидов NaOH, KOH гидроксид хрома растворяется с образованием хромита NaCrO2, имеющего красивую ярко-зеленую окраску:
Сг(ОН)3 + NаОН NаСгO2+2Н2O
Хромит NaCrO2 в отличие от алюмината NaA1O2 гидролизуется водой при нагревании с образованием гидроксида хрома:
нагр
NaCrО2 + 2H2О Сr(ОН)3 + NaOH
Опыт. Проверьте эти реакции. Налейте в первую пробирку 3 — 4 капли раствора хлорида хрома СгС13, а во вторую — 3 – 4 капли раствора хлорида алюминия А1С13, в каждую добавьте 10 — 12 капель 2 н. раствора гидроксида натрия NaOH и нагрейте. Обратите внимание, что в первой пробирке образовавшийся вначале осадок гидроксида хрома при дальнейшем добавлении щелочи растворяется, а при нагревании снова выпадает в виде серо-зеленой массы. Во второй пробирке выпавший осадок гидроксида алюминия растворяется в избытке щелочи, но при нагревании осадка не образуется. (Почему?)
3. Реакция соосаждения. Гидроксиды NaOH и КОН при действии на катион Сг3+ в присутствии катиона Zn2+ образуют осадок цинката хрома, нерастворимого в избытке осадителя.
Проделайте данный опыт, взяв 3 капли раствора СгС13 и 3 капли ZnCl2, перемешайте стеклянной палочкой и добавьте 10 — 12 капель гидроксида натрия. Опишите результаты и напишите уравнение реакции.
4. Реакции окисления катиона Сr3+ в Сr6+. Окисление можно проводить в щелочной и кислой средах.
Окисление катиона Сr3+ в щелочной среде можно проводить пероксидом водорода H2O2 или пероксидом натрия Na2О2. Последовательный ход процесса:
CrCl3 + 3NaOH Cr(OH)3 + 3NaCl
Cr(OH)3 + NaOH NaСrO2 + 2H2O
2NaCrO2 +3H2O2 + 2NaOH 2Na2CrO4 + 4H2O
Обнаружение хрома этой реакцией можно проводить в присутствии катионов всех аналитических групп.
Опыт. Налейте в пробирку 3 – 4 капли раствора соли хрома (III), добавьте 2 – 3 капли раствора пероксида водорода и 4 капли раствора гидроксида натрия. Содержимое пробирки нагрейте в течение 3 – 4 мин. В присутствии ионов CrO42- раствор над осадком окрасится в желтый цвет.
Окисление катиона Сг3+ в кислой среде перманганатом калия КМпO4 протекает до аниона Сг2О72-:
5Сr2(SO4)3 + 6КМnO4 + 11Н2O 5Н2Сr2O7 + 6MnSO4 + 3K2SO4 + 6H2SO4
При этой реакции малиновая окраска анионов МnO4- может исчезнуть и появится бурый осадок гидроксида марганца МnО(ОН)2. Выпадение осадка объясняется взаимодействием избытка перманганата калия КМnO4 с образующейся солью сульфатом марганца MnSO4. Реакция лучше идет при нагревании:
2KMnO4 + 3MnSO4 + 7H2O 5MnO(OH)2 + K2SO4 + 2H2SO4
Опыт. Налейте в пробирку 4 — 5 капель раствора сульфата хрома Сг2(SO4)3 и 3 — 4 капли раствора серной кислоты H2SO4 и 10 капель 0,1 н. раствора перманганата калия КМпO4, пробирку со смесью нагрейте несколько минут на водяной бане. Обратите внимание на изменение окраски — малиновый цвет раствора переходит в оранжевый.
Окисление катиона Сг3+ в дихромат-ион Сr2O72- персульфатом аммония (NH4)2S2O8 в кислой среде протекает с образованием дихромата:
Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8 + 7H2O (NH4)2Cr2O7 +2(NH4)2SO4 + 7H2SO4
Условия проведения опыта:
1. Реакцию проводят в достаточно кислой среде рН 1 – 2.
2. Нагревание ускоряет протекание реакции.
3. Ионы-восстановители мешают проведению реакции.
Опыт. В пробирку возьмите 5 — 6 капель раствора персульфата аммония (NH4)2S2O8, прибавьте каплю 2 н. раствора серной кислоты H2SO4 и каплю раствора нитрата серебра AgNO3 (катализатор), а затем 2 — 3 капли раствора сульфата хрома Сг2(SO4)3 или нитрата хрома Cr(NO3)3. (Хлорид хрома брать нельзя! Почему?) Пробирку нагрейте на водяной бане. После нагревания раствор приобретает оранжевый цвет вследствие образования аниона Cг2O72-.
Если этот раствор охладить и добавить к нему 2 — 3 капли пероксида водорода Н2O2, смеси изоамилового спирта с эфиром и быстро взболтать, то верхний слой (смесь эфира и изоамилового спирта) окрашивается в синий цвет вследствие образования перекиси хрома СгО5 или надхромовой кислоты H2CrO6:
К2Сr2O7 + 4Н2O2 + H2SO4 2CrO5 + K2SO4 + 5Н2О
Реакция образования перекиси хрома CrO5 очень чувствительная и позволяет открывать катион Сr3+ и анионы СrO42-, Сr2О72- в присутствии катионов всех аналитических групп.
Условия проведения опыта:
1. Реакцию можно проводить только в кислой среде при рН 2 – 3.
2. H2CrO6 неустойчива в водных растворах, поэтому реакция проводится в присутствии смеси изоамилового спирта и эфира, в которой она хорошо растворима.
3. Реакция окисления хрома протекает в присутствии катализатора ионов Ag+.
Реакции катиона Zn2+
1. Раствор аммиака дает с катионом Zn2+ белый осадок гидроксида цинка Zn(OH)2, растворимый в избытке реагента, с образованием комплексного соединения — аммиаката цинка [Zn(NH3)4](OH)2:
ZnCl2 +2NH4ОH 4Zn(OH)2 + 2NH4Cl
Zn(OH)2 + 4NH4ОH [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2О
2. Карбонаты щелочных металлов и аммония образуют белый осадок основной соли:
2ZnCl2 + 2Na2CО3 + H2О Zn2(ОН)2СО3 + 4NaCl + CO2
Состав данной соли зависит от температуры и концентрации раствора.
3. Сероводород H2S образует с катионом Zn2+ белый осадок сульфида цинка ZnS:
ZnCl2 + H2S ZnS + 2HCl
Опыт. Налейте в пробирку 3 — 4 капли раствора хлорида цинка ZnCl2, добавьте 2 — 3 капли раствора ацетата натрия CH3COONa и 5 — 7 капель сероводородной воды. Наблюдайте за образованием осадка. Проверьте рН раствора универсальной индикаторной бумажкой. При какой величине рН осадок сульфида цинка ZnS будет растворяться?
Условия проведения опыта:
1. Реакция протекает лучше в уксуснокислой среде.
2. Присутствие окислителей мешает проведению реакции.
4. Гексациано-(II) феррат калия K4[Fe(CN)6] образует с катионом Zn2+ белый осадок двойной соли:
3ZnSО4 + 2K4[Fe(CN)6] К2Zn3[Fе(СN)6]2 + 3К2SO4
Эта реакция позволяет отличить катион Zn2+ от катиона Аl3+.
5. Раствор дифенилтиокарбазона (дитизона) в хлороформе СНС13 или в четыреххлористом углероде ССl4 дает с катионом Zn2+ внутрикомплексную. соль красного цвета. Эта соль окрашивает в щелочной среде не только хлороформный слой, но и верхний — водный, что позволяет открывать данной реакцией катион Zn2+ в присутствии других катионов.
Опыт. Налейте в пробирку 2 — 3 капли анализируемого раствора, добавьте 5 капель 2 н. раствора гидроксида натрия.. Выпавший осадок (если он образуется) отцентрифугируйте. Каплю центрифугата поместите на предметное стекло или в маленькую фарфоровую чашку и обработайте 2 — 3 каплями раствора дитизона в хлороформе, перемешивайте стеклянной палочкой до тех пор, пока весь растворитель не испарится. При наличии катиона Zn2+ водный раствор приобретает розовую или красную окраску. При отсутствии его можно наблюдать появление желтой окраски, вызванной образованием дитизоната натрия. Если окрашивание наблюдается только в слое растворителя, то это еще не говорит о присутствии катиона Zn2+.
6. Микрокристаллоскопическая реакция. На предметное стекло поместить каплю исследуемого раствора, подкисленного уксусной кислотой CН3СООН, прибавьте каплю раствора тетрародано-(II) меркурата аммония (NH4)2[Hg(CNS)4] и рассмотрите кристаллы тетрародано-(II) меркурата цинка Zn[Hg(CNS)4] под микроскопом.
Кристаллы из нейтральных или щелочных растворов имеют вид крестов и дендридов, а из подкисленных — вид треугольников или клиньев. Если анализируемые растворы очень разбавлены, то каплю такого раствора выпаривают на предметном стекле, а сухой остаток обрабатывают каплей реактива.
Условия проведения опыта:
1. Испытуемый раствор необходимо подкислить уксусной кислотой.
2. Реакцию следует проводить с растворами умеренной концентрации.
3. Наличие катионов Cu2+, Ni2+, Cd2+ и др. мешает открытию ионов Zn2+.
4. В присутствии катионов Со2+ осадок окрашивается в синий цвет.
Реакции катиона Sn2+
Олово дает два ряда соединений, в которые входят Sn2+ и Sn+4.
1. Восстановление катионом Sn2+ солей висмута и ртути.
К щелочному раствору солей, содержащих катион Sn2+, прилить небольшое количество раствора нитрата висмута или хлорида ртути, появляется черный бархатистый осадок металлического висмута или ртути:
SnCl2 + 4КОН K2SnO2 + 2КС1 + 2H2O
2Вi(NО3)3 + 3К2SnO2 + 6КОН 2Bi + 3H2O + 6KNO3 +3K2SnO3
HgCl2 + K2SnO2 + 2KOH Hg + K2SnO3 + 2KCl + H2O
Опыт. В пробирку налейте 4 капли раствора, содержащего катион Sn2+, прибавьте 6 — 7 капель 2 н. раствора гидроксида натрия и отцентрифугируйте осадок, если он получился. 2 — 3 капли центрифугата поместите в пробирку и добавьте 1 — 2 капли раствора нитрата висмута Вi(NО3)3. При наличии в растворе катиона Sn2+ выпадает черный бархатный осадок висмута. Эту реакцию можно проводить и с хлоридом ртути, только в этом случае осадок ртути будет темно-серый.
Условия проведения опыта:
1. К анализируемому раствору прибавляют гидроксид натрия до образования Na2SnO2.
2. Если в исследуемом растворе присутствуют ионы Sb+3, то открытие катиона Sn2+ проводят в присутствии анилина.
Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю раствора нитрата висмута Вi(NО3)3, высушите, нанесите каплю исследуемого раствора и затем одну каплю анилина C6H5NH2.
При наличии в растворе катиона Sn2+ через некоторое время на бумаге появляется темное пятно. Открытие катиона Sn2+ с анилином можно производить в присутствии катионов всех аналитических групп.
Проделайте описанные реакции и напишите уравнение их.
2. Сероводородная вода в кислых растворах дает с катионом Sn2+ осадок темно-коричневого цвета — сульфид олова SnS:
SnCl2 + H2S SnS + 2HCl
Реакции катиона Sn+4
1. Металлический магний и металлическое железо восстанавливают Sn+4 до Sn2+:
Mg + [SnCl6]2- Mg2+ + Sn2+ + 6Cl-
Fe + [SnCl6]2- Fe2+ + Sn2+ + 6Cl-
Ион [SnCl6]2- образуется в ходе реакции:
Sn(ОН)4 + 6НС1 Н2[SnCl6] + 4Н2O
Опыт. В пробирку налейте 4 — 5 капель раствора хлорида олова (IV) SnCl4, добавьте 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты и бросьте две стружки металлического магния, нагревайте 3 — 4 мин на водяной бане. К полученному раствору добавьте 7 — 8 капель раствора щелочи и отцентрифугируйте осадок. 2 — 3 капли раствора станнита натрия Na2SnO2 (центрифугата) перенесите в пробирку и добавьте 1 — 2 капли раствора нитрата висмута Вi(NO3)3; при наличии в анализируемом растворе катиона Sn2+ выпадает черный осадок висмута.
Условия проведения опыта:
Магний берется химически чистым.
Перед добавлением раствора нитрата висмута Вi(NO3)3 смесь обрабатывают раствором гидроксида натрия до образования Na2SnO2.
2. Сероводород дает с катионом Sn*4 желтый осадок SnS2:
Н2[SnС16] + 2Н2S SnS2 + 6HCl
Осадок SnS2 растворяется в концентрированной хлороводородной кислоте.
Реакции катионов As+3 и As+5
Соединения мышьяка ядовиты!
1. Раствор иода окисляет арсенит-анион АsО33- до арсенат-аниона AsО43-, при этом раствор иода обесцвечивается:
AsO33- + I2 + H2O AsO43- + 2H+
Опыт. В пробирку налейте 3 — 4 капли раствора арсенита натрия Na2AsO3, прибавьте немного порошкообразного гидрокарбоната натрия, перемешайте стеклянной палочкой, затем добавьте 2 — 3 капли раствора иода. Обратите внимание на обесцвечивание раствора.
Условия проведения опыта:
Для смещения равновесия в сторону образования ионов необходимо связать ионы водорода при помощи гидрокарбоната натрия NaHCO3.
Раствор иода следует добавлять постепенно по каплям.
2. Иодид калия KI окисляется в кислой среде арсенат-анионами до свободного иода, окрашивающего в присутствии крахмала раствор в темно-синий цвет:
AsO43- + 2I- + 2H+ АsO33- + I2 + Н2O
Опыт. Налейте в пробирку 3 — 4 капли раствора арсената натрия Na3AsO4, добавьте 3 — 4 капли крахмального клейстера и 4 капли раствора иодида калия и перемешайте. Появляется темно-синее окрашивание.
Условия проведения опыта.
Реакцию необходимо проводить в кислой среде при рН 2 – 3.
Для проведения реакции необходимо брать свежеприготовленный раствор KI.
3. Водород в момент выделения восстанавливает катионы As+3 и As+5 в мышьяковистый водород АsН3. Последующие взаимодействия мышьяковистого водорода с нитратом серебра и хлоридом ртути HgCl2 дает темное пятно металлического серебра или ртути.
Опыт. В пробирку поместите 2 г химически чистого цинка и прилейте 6 — 7 мл 5 н. раствора хлороводородной кислоты и 10 капель исследуемого раствора. В верхнюю часть пробирки поместите тампон из ваты, увлажненный раствором ацетата свинца (для поглощения следов сероводорода). Отверстие пробирки закройте фильтровальной бумагой, пропитанной 0,01 н. раствором нитрата серебра. При наличии катионов As+3 и As+5 появляется черное пятно. При этом протекает реакция:
AsH3 + 6Ag+ + 3H2О H3AsО3 + 6Ag + 6H+
Условия проведения опыта:
Реакцию можно проводить в кислой среде с цинком и в щелочной среде с алюминием.
Применяемые реактивы должны быть химически чистыми.
Открытию мышьяка этой реакцией мешают ионы Sb3+.
При необходимости определить ионы мышьяка в присутствии ионов сурьмы следует вести реакцию в щелочном растворе в присутствии алюминия.