Лабораторная работа № 7.

Тема: «ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ

VI аналитической группы».

Содержание типовой

задачи деятельности:

Разрабатывать и обосновывать новые методы по внедрению новых технологий.

Умения:

Отработать практические навыки и углубить теоретические знания по частным реакциям катионов шестой группы.

Организация и оснащения рабочего места:

Штатив с пробирками, пробиркодержатели, спиртовки, спички, химическая посуда.

Реактивы:

CuSO₄, NaOH, NH₄OH, NH₃ (раствор) ,CuSO₄ (сухой), K₄ [Fe ( CN₆ ) ],

Na₂S, KI, Na₂S₂O₃.

Правила техники безопасности:

В химической лаборатории необходимо соблюдать осторожность, поддерживать порядок и чистоту на рабочем месте. Выполнять следует только те опыты, которые предусмотрены заданием. Нельзя взятый избыток реактивов высыпать или выливать из пробирки в общую реактивную склянку. Соли ртути очень токсичны.

Межпредметная связь:

Неорганическая химия, физическая и коллоидная химия, микробиология, технология приготовления пищи, экология.

Теоретические основы:

К шестой группе относятся катионы: Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺. Все они являются катионами d – элементов. В воде растворяются нитраты, нитриты, хлориды, сульфаты и ацетаты этих катионов. Растворы солей меди (II) окрашены в голубой цвет, растворы солей ртути (II) и кадмия (II) – бесцветны.

Едкие щелочи осаждают катионы Cu²⁺ , Hg²⁺ , Cd²⁺ в виде гидроксидов. Гидроксиды Cu(OH)₂ и Hg(OH)₂ легко отщепляют воду и переходят в оксиды (CuO и HgO).

В водных растворах соли катионов шестой группы подвергаются гидролизу. Катионы меди и ртути имеют степень окисления +1 и +2, поэтому они участвуют в реакциях окисления – восстановления.

Групповым реактивом на катионы шестой группы является раствор аммиака.

Аммиак образует с раствором соли двухвалентной ртути белый осадок амидохлорида ртути (II), растворимого в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного соединения хлорида тетраамин ртути (II)

HgCl₂ + 2NH₄OH = HgNH₂Cl + 2H₂O + NH₄Cl

HgNH₂Cl + 2NH₄OH + NH₄Cl = [Hg (NH₃)₄] Cl + 2H₂O

Аммиак в небольших количествах образует с ионами меди зеленовато – голубой осадок основной соли, который легко растворяется в избытке аммиака. Раствор при этом окрашивается в интенсивный темно-синий цвет, вызываемый образованием иона [Cu(NH₃) ₄]²⁺

2Cu²⁺ + SO₄^2- +2NH₄OH = Cu₂ (OH)₂ SO₄ + 2NH₄⁺

Cu₂ (OH)₂ SO₄ + 2NH₄⁺ + 6NH₃ = 2[Cu(NH₃ )₄ ]²⁺ + SO₄^2- + 2H₂O

Реакция является наиболее характерной для иона Cu и чаще всего применяется для его обнаружения. При взаимодействии раствора аммиака с солями кадмия вначале образуется белый осадок гидроксида кадмия Cd(OH)₂ , который легко растворяется в избытке аммиака – образуется бесцветный комплексный ион [Cd(NH₃)₄]²⁺

Cd (OH)₂ + 2NH₄OH = [Cd(NH₃ )₄ ]²⁺+ 2OH^- + 4H₂O

Ход работы Задание 1.

Реакция обнаружения катиона Cu²⁺.

а) Реакция с едкими щелочами

В трех пробирках получить Cu(OН)₂.

1. Налить в три пробирки соль меди (CuSO₄) и добавить несколько капель NaOH .

2. Ваши наблюдения: __________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Записать уравнение реакций получения Cu(OH)₂ в молекулярном и ионном виде:

CuSO₄ + NaOH =

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Реакция с аммиаком

При добавлении избытка концентрированного раствора аммиака гидроксид меди (II) растворяется с образованием комплексного соединения:

1. В одну из пробирок с осадком добавить концентрированный раствор NH₃.

2. Ваши наблюдения:

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Закончите уравнение и назовите продукт реакции:

Cu (OH)₂ + 4NH₃ =

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

в) Реакция с избытком щелочи

При добавлении избытка щелочи гидроксид меди (II) растворяется с образованием сине – фиолетовых растворов солей купритов, содержащих комплексный анион [Cu(OH)₄]^2-.

1. Во вторую пробирку с осадком добавляем в избытке NaOH.

2. Ваши наблюдения: __________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Закончите уравнение, назовите продукт, сделайте вывод по амфотерности данного осадка.

Cu (OH)₂ + 2NaOH =

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

г) Разложение гидроксида меди (II).

1. Третью пробирку с осадком Cu(OH)₂ нагреваем.

2. Ваши наблюдения: __________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Закончите уравнение реакции , укажите тип химической реакции:

Cu (OH)₂

_____________________________________________________________________

д) Реакция с гексоцианоферратом (II) калия

1. В раствор соли CuSO₄ добавить несколько капель желтой кровяной соли.

2. Ваши наблюдения: _____________________________________________________________________

3.Закончите уравнение реакции, назовите вещество, которое получилось:

CuSO₄ +K₄ [Fe (CN)₆ ] = __________________________________________________________________________________________________________________________________________

Осадок нерастворим в разбавленных кислотах, но растворим в NH₄OH.

е) Реакция с сульфидом натрия

Na₂S осаждает из водных растворов ионы меди Cu²⁺ в виде черного осадка сульфида меди Cu²⁺ + S^2- = CuS

Сульфид меди (II) не растворяется в разбавленной хлороводородной кислоте, но растворяется в кипящей разбавленной азотной кислоте.