Лабораторна робота №2

Тема: Якісні реакції катіонів І та ІІ аналітичних груп

Мета:

• отримання практичних умінь по проведенню якісних реакцій катіонів І та ІІ аналітичних груп напівмікрометодом;

• закріплення умінь по складанню рівнянь хімічних реакцій в молекулярному та іонному вигляді.

Забезпечення:

Прилади: спиртівка, сухий спирт, штатив з пробірками, скляна паличка, промивалка, фарфорова ложечка, сірники, планшетка для крапельного аналізу, мікроскоп, предметне скельце.

Реактиви: NaCl, KCl, NH₄Cl, NH₄ОН, K₂[HgI₄], КОН, Na₃[Co(NO₂)₆], K[Sb(OH)₆], NaHC₄H₄O₆, NaOH, H₂SO₄, HCl, CH₃COOH, NH₄OH, BaCl₂, CaCl₂, MgCl₂, (NH₄)₂CO₃, K₂CrO₄, Na₂HPO₄, (NH₄)₂C₂O₄.

Правила роботи і техніка безпеки

1. При відкритті катіонів К⁺ і Na⁺ обережно потирайте скляною паличкою по стінці пробірки, не торкаючись дна.

2. З розчинами кислот та лугів працюйте обережно – дають опіки!

3. Економно витрачайте реактиви, працюйте акуратно, в кінці роботи приберіть робочі місця.

Завдання лабораторної роботи

1. Дослідити якісні реакції катіонів І аналітичної групи.

2. Дослідити якісні реакції катіонів ІІ аналітичної групи.

3. Провести аналіз суміші катіонів ІІ аналітичної групи.*(завдання підвищеної складності).

Хід роботи

І. Якісні реакції катіонів І аналітичної групи

Реакції катіона калію:

• Реакція з гідротартратом натрію: NaHC₄H₄O₆

У пробірку налити 2-3 краплі калій хлориду і стільки ж розчину реактиву гідротартрату натрію. Скляною паличкою обережно потріть по стінці пробірки. Що спостерігаєте? Нанесіть на предметне скельце краплю одержаного осаду, розгляньте під мікроскопом. Що спостерігаєте? Складіть рівняння відповідної реакції.

• Реакція з гексанітрокобальтатом (ІІІ) натрію: Na₃[Co(NO₂)₆]

На планшетку в луночку налити 2-3 краплі калій хлориду калію і долити стільки ж реактиву. Що спостерігаєте? Складіть рівняння відповідної реакції.

• Реакція забарвлення полум’я

Ніхромову дротинку прожарити в полум’ї спиртівки, потім помістити в розчин хлориду калію і знову внести потримати в полум’я спиртівки. Яке забарвлення полум’я спостерігаєте?

Реакції катіона натрію:

• Реакція з гексагідроксостибатом (V) калію: K[Sb(OH)₆]

В пробірку прилити 3-4 краплі розчину натрій хлориду і стільки ж реактиву К[Sb(OH)₆]. Стінки пробірки потерти скляною паличкою (на холоді). Що спостерігаєте? За допомогою мікроскопу переконайтеся, що утворився кристалічний осад. Запишіть рівняння реакції.

• Забарвлення полум’я

Набрати декілька кристалів хлориду натрію в ложечку і поступово висипати в полум’я спиртівки. Яке забарвлення полум’я спостерігаєте?

Реакції катіона амонію:

• Реакція з реактивом Несслера: K₂[HgI₄] + KOH

На планшетку в луночку налити 2-3 краплі розчину амоній хлориду і стільки ж реактиву Несслера. Що спостерігаєте? Сік недоброякісного м’яса також дає таку реакцію. Пояснити чому? Скласти рівняння відповідної хімічної реакції в молекулярному та іонному вигляді.

• Реакція з сильними лугами

В пробірку долити 4-5 крапель розчину амоній хлориду і долити стільки ж розчину натрій гідроксиду. Нагріти пробірку на водяній бані. До отвору пробірки піднести вологий червоний лакмусовий папірець. Пояснити зміну забарвлення лакмусового папірця? Скласти рівняння хімічної реакції в молекулярному та іонному вигляді.

Оформлення результатів роботи:

№ п/п	Досліджуваний іон	Реактив	Умови реакції	Аналітичний ефект	Рівняння реакції
І. Якісні реакції катіонів І аналітичної групи
	К+	NaHC4H4O6 гідротатртрат натрію
	К+	Na3[Co(NO2)6] гексанітрокобальтат(ІІІ) натрію
№ п/п	Досліджуваний іон	Реактив	Умови реакції	Аналітичний ефект	Рівняння реакції
	К+	Забарвлення полум’я
	Na+	K[Sb(OH)6] гексагідроксостибат(V) калію
	Na+	Забарвлення полум’я
	NH4+	K2[HgI4] + KOH Реактив Несслера
	NH4+	КОН гідроксид калію

ІІ. Якісні реакції катіонів ІІ аналітичної групи

Реакції катіона барію Ва²⁺:

• Реакція з груповим реактивом: (NН₄)₂СО₃

У три луночки планшетки прилити по 2-3 краплі розчину барій хлориду, долити в кожну з них по дві-три краплі групового реактиву амоній карбонату. Що спостерігаєте? Перевірити розчинність осаду в хлоридній та оцтовій кислотах. Скласти рівняння відповідних хімічних реакцій в молекулярному та іонному вигляді.

• Реакція з сульфатною кислотою: H₂SO₄

У три луночки планшетки прилити по 2-3 краплі розчину барій хлориду і долити по 1-2 краплі розчину сульфатної кислоти. Що спостерігаєте? Перевірити розчинність осаду в кислотах. Який висновок можна зробити? Скласти рівняння реакцій в молекулярному та іонному вигляді.

• Реакція з калій хроматом (VІ): K₂CrO₄

Ця реакція використовується для відкриття та відокремлення катіону барію. У три луночки прилити 2-3 краплі розчину барій хлориду і прилити до нього стільки ж розчину калій хромату(VI). Що спостерігаєте? Перевірити розчинність осаду в мінеральній та органічній кислотах. Скласти рівняння реакції в молекулярному та іонному вигляді.

• Реакція забарвлення полум’я

З фарфорової ложечки внести в полум’я спиртівки декілька кристалів барій хлориду. Яке забарвлення матиме полум’я? Зробіть висновки.

Реакція катіона кальцію Ca²⁺:

• Реакція з оксалатом амонію: (NH₄)₂C₂O₄

Ця реакція використовується для відкриття та відокремлення катіону Ca²⁺. У три луночки прилити розчин солі кальцію і розчин оксалату амонію. Що спостерігаєте? Перевірити розчинність осаду в кислотах, зробіть висновки. Скласти рівняння реакцій в молекулярному та іонному вигляді.

Реакція катіона магнію Мg²⁺:

• Реакція з гідрофосфатом натрію: Na₂HPO₄

У луночку послідовно прилити розчини магній хлориду, амоній гідроксиду, гідрофосфату натрію. Що спостерігаєте? Скласти рівняння реакції в молекулярному та іонному вигляді.

Оформлення результатів роботи:

№ п/п	Досліджуваний іон	Реактив	Умови реакції	Аналітичний ефект	Рівняння реакції
ІІ. Якісні реакції катіонів ІІ аналітичної групи
	Ва2+	(NН4)2СО3 карбонат амонію
	ВаСО3	НСІ
№ п/п	Досліджуваний іон	Реактив	Умови реакції	Аналітичний ефект	Рівняння реакції
	ВаСО3	СН3СООН
	Ва2+	H2SO4
	ВаSO4	НСІ
	ВаSO4	НNO3
	Ва2+	K2CrO4
	ВаCrO4	НСІ
	ВаCrO4	CH3COOH
	Ва2+	Забарвлення полум’я
12.	Са2+	(NH4)2C2O4 оксалат амонію
№ п/п	Досліджуваний іон	Реактив	Умови реакції	Аналітичний ефект	Рівняння реакції
	СаC2O4	НСІ
	СаC2O4	НNO3
	СаC2O4	СН3СООН
	Mg2+	Na2HPO4 гідрофосфат натрію

Зробити висновок по роботі.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Завдання підвищеної складності

Аналіз суміші катіонів ІІ аналітичної групи (Са²⁺, Ва²⁺, Мg²⁺)