- •Общие указания к ведению лабораторного журнала
- •Аналитическая кислотно-основная классификация катионов
- •I группа катионов
- •Характерные реакции катионов калия
- •1. Реакция с гексанитрокобальтатом(III) натрия.
- •2. Окрашивание пламени.
- •Характерные реакции катионов натрия
- •1. Реакция с гексагидроксостибатом(V) калия.
- •2. Окрашивание пламени.
- •Характерные реакции катионов аммония
- •1. Реакция с едкими щелочами.
- •2. Реакция с реактивом Несслера.
- •Ход анализа смеси катионов I группы
- •1. Обнаружение катионов аммония.
- •2. Обнаружение катионов натрия.
- •3. Удаление катионов аммония и проверка на полноту удаления.
- •4. Обнаружение катионов калия.
- •II группа катионов
- •Общие реакции катионов второй группы
- •1. Реакция с соляной кислотой, свойства хлоридов.
- •2. Реакции с едкими щелочами.
- •3. Реакция с раствором аммиака.
- •4. Реакция с хроматом калия.
- •5. Реакция с иодидом калия.
- •6. Реакция с карбонатом натрия.
- •Характерные реакции катионов свинца
- •1. Реакция с серной кислотой.
- •Характерные реакции катионов ртути
- •1. Реакция с раствором аммиака.
- •Характерные реакции катионов серебра
- •2. Восстановление катионов серебра до металлического.
- •Ход анализа смеси катионов II группы
- •III группа катионов
- •1. Реакция с серной кислотой.
- •2. Реакция с гипсовой водой.
- •3. Реакция с бихроматом и хроматом калия.
- •4. Окрашивание пламени.
- •Характерные реакции катионов бария
- •1. Реакция с бихроматом калия
- •Характерные реакции катионов стронция
- •1. Осаждение гипсовой водой.
- •Характерные реакции катионов кальция
- •1. Микрокристалоскопическая реакция с серной кислотой.
- •Ход анализа смеси катионов III группы
- •1. Открытие и отделение катионов бария.
- •Вопросы по I-III группам катионов
- •Ход анализа смеси катионов I–III групп
- •1. Предварительные испытания
- •2. Открытие катионов I группы дробным методом
- •3. Систематический ход анализа. Осаждение катионов II–III групп
- •4. Анализ осадка. Обнаружение катионов II группы
- •IV группа катионов
- •Общие реакции катионов IV группы
- •1. Реакция с едкими щелочами, свойства гидроксидов.
- •2. Реакция с раствором аммиака.
- •3. Реакция с карбонатом натрия.
- •Характерные реакции катионов алюминия
- •1. Реакция с ализарином.
- •Характерные реакции катионов хрома
- •1. Реакции окисления Cr(III) до Cr(VI).
- •2. Реакция соосаждения.
- •Характерные реакции катионов цинка
- •1. Реакция с гексоцианоферратом калия (II).
- •2. Реакция с дитизоном.
- •3. Реакция с сероводородной водой.
- •Характерные реакции катионов Sn(II) и Sn(IV)
- •1. Реакции восстановления, проводимые солями олова(II).
- •2. Реакции окисления, производимые Sn(II).
- •4. Реакция с диметилглиоксимом.
- •Ход анализа смеси катионов IV группы
- •V группа катионов
- •Общие реакции катионов V группы
- •1. Реакция с едкими щелочами, свойства гидроксидов.
- •2. Реакция с раствором аммиака.
- •3. Реакция с карбонатом натрия.
- •Характерные реакции катионов железа(II)
- •1. Реакция с гексацианоферриатом калия.
- •2. Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева).
- •Характерные реакции катионов железа(III)
- •1. Реакция с гексацианоферроатом калия.
- •2. Реакция с тиоцианатом аммония (калия).
- •3. Реакция с иодидом калия.
- •Характерные реакции катионов марганца
- •Характерные реакции катионов магния
- •1. Реакция с гидрофосфатом натрия.
- •Характерные реакции катионов висмута
- •2. Реакция с иодидом калия.
- •3. Реакция со щавелевой кислотой.
- •Ход анализа смеси катионов V группы
- •VI группа катионов
- •Общие реакции катионов VI группы
- •1. Реакция с раствором аммиака.
- •2. Реакция с едкими щелочами.
- •Характерные реакции катионов меди
- •1. Реакция с иодидом калия.
- •2. Реакция с гексацианоферроатом калия.
- •3. Реакция с тиосульфатом натрия.
- •Характерные реакции катионов ртути(II)
- •Характерные реакции катионов кобальта
- •1. Реакция с тиоцианатом аммония (калия).
- •Характерные реакции катионов никеля
- •1. Реакция с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева).
- •Характерные реакции катионов кадмия
- •1. Реакция с сероводородом.
- •Ход анализа смеси катионов VI группы
- •Вопросы по IV-VI группам катионов
- •I. Предварительные испытания
- •II. Обнаружение некоторых катионов дробным методом (в растворе задачи)
- •III. Систематический ход анализа (раствор задачи)
- •1.4. Удаление PbSo4.
- •1.5. Переведение сульфатов катионов III группы в карбонаты.
- •1.6. Растворение карбонатов III группы.
- •2.4. Отделение катионов VI группы.
- •IV. Систематический ход анализа (осадок задачи)
Общие указания к ведению лабораторного журнала
Оформление работы по каждой из аналитических групп ионов производится в виде сводной таблицы, в которой указываются анализируемый ион, аналитический реагент, уравнение реакции, условия реакции*, свойства продукта*, примечание*.
* при необходимости
После оформления таблицы по каждой группе катионов приводится ход анализа смеси катионов этой группы.
Для сдачи каждой темы (согласно плану) необходимо предоставить правильно заполненный лабораторный журнал и ответить на вопросы по данной теме. Список вопросов приводится в соответствующих разделах данных методических указаний.
Аналитическая кислотно-основная классификация катионов
Кислотно-основной метод основан на различной растворимости хлоридов, сульфатов и гидроксидов в минеральных кислотах, щелочах и аммиаке.
Деление катионов на группы:
Номер группы |
Катионы |
Групповой реагент |
Характеристика группы |
I |
NH4+, Na+, K+, Li+ |
– |
Хлориды, сульфаты, карбонаты, гидроксиды растворимы в воде. |
II |
Pb(II), Ag(I), Hg(I) |
HCl |
Хлориды малорастворимы в воде и разбавленных кислотах |
III |
Ca(II), Sr(II) , Ba(II) |
H2SO4 |
Сульфаты малорастворимы в воде и разбавленных кислотах |
IV |
Zn(II), Al(III), Cr(III), Sn(II, IV) |
NaOH (изб.) |
Гидроксиды растворимы в избытке щелочи с образованием гидроксокомплексов |
V |
Fe(II, III), Mg(II), Mn(II), Bi(III), Sb(III, V) |
NaOH |
Гидроксиды малорастворимы в избытке щелочи (кроме Sb(OH)n) |
VI |
Cu(II), Ni(II), Co(II), Hg(II), Cd(II) |
NH3·H2O (изб.) |
Гидроксиды малорастворимы в избытке щелочи, хорошо растворимы в избытке реагента |
I группа катионов
Хорошая растворимость большинства солей натрия, калия, аммония обуславливает отсутствие для них общих реакций с групповым реагентом. Нерастворимы только те соли, в которые входят крупные анионы, типа гексанитрокобальта(III), уранилацетата и другие. Все соли этих металлов и катиона аммония бесцветны, если они не являются производными окрашенных анионов. Наиболее характерное свойство атомов щелочных металлов – лёгкость возбуждения свечения. Их летучие соединения окрашивают пламя в характерный цвет: натрий даёт жёлтую окраску, калий – фиолетовую.
Характерные реакции катионов калия
1. Реакция с гексанитрокобальтатом(III) натрия.
Na3[Co(NO2)6] с растворами солей калия при рН 4–5 образует жёлтый кристаллический осадок двойной соли гексанитрокобальтат(III) калия-натрия по уравнению:
2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3- ⇆ K2Na[Co(NO2)6]↓.
Раствор реагента Na3[Co(NO2)6] должен быть свежеприготовленным, так как при стоянии он разрушается.
Осадок растворим в сильных кислотах, разлагается при действии щелочей с образованием тёмно-бурого осадка:
↓K2Na[Co(NO2)6] + 12Н+ ⇆ 2K+ + Na+ + Co2+ + 3NO2 + 3H2O + 3NO;
↓K2Na[Co(NO2)6] + 3OH- ⇆ Co(OH)3↓ + 6NO2- + 2K+ + Na+
Ионы натрия проведению реакции не мешают. Ионы аммония образуют аналогичный жёлтый осадок. Катионы других аналитических групп также мешают открытию катионов калия этой реакцией.
Выполнение реакции. К 2–3 каплям раствора соли калия добавить 2–3 капли разбавленного раствора уксусной кислоты до рН 4–5 и 2–3 капли реагента. Наблюдать образование жёлтого осадка. Изучить действие HCl, CH3COOH, NaOH. Результаты наблюдений и уравнения реакций занести в таблицу.