- •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)
2. Реакция с тиоцианатом аммония (калия).
NH4SCN образует с солями железа(III) тиоцианат железа кроваво-красного цвета. В зависимости от концентрации реагента могут образоваться комплексы различного состава [Fe(SCN)n]3-n, где n = 1–6. Поскольку реакция обратима, добавление избытка SCN- усиливает окраску. Комплексы железа хорошо экстрагируются изоамиловым спиртом или эфиром. Реакция имеет низкий предел обнаружения, высоко избирательна. Мешают анионы F-, PO43-, некоторые органические кислоты, дающие с Fe3+ растворимые бесцветные комплексы типа [FeF6]3-, [Fe(PO4)2]3-.
Выполнение реакции. В пробирку с 1–2 каплями хлорида железа(III) и 4–5 каплями раствора соляной кислоты по каплям добавлять раствор NH4SCN. Добавить несколько капель C5H11OH. Что наблюдается? Повторить тот же опыт в присутствии NaF. Сравнить результаты.
3. Реакция с иодидом калия.
Поскольку катионы Fe3+ являются окислителями, при взаимодействии с KI происходит выделение свободного иода:
2Fe3+ + 2I- ⇆ 2Fe2+ + I2
Органические растворители: бензол, хлороформ экстрагируют йод из водного слоя и окрашиваются в фиолетовый цвет.
Выполнение реакции. В пробирку с несколькими каплями FeCl3 добавить равный объём KI. Отметить происходящие изменения. Добавить 1 мл бензола, хорошо встряхнуть. Что наблюдается?
Характерные реакции катионов марганца
Растворы солей Mn2+ имеют бледно-розовую окраску, разбавленные растворы-бесцветны. Характерными являются окислительно-восстановительные реакции, в которых происходит окисление Mn2+ до высших степеней окисления в зависимости от природы окислителя и рН раствора. Устойчивы соединения, в которых марганец проявляет степень окисления +2, +4, +7.
1. Окисление Mn2+ до МnO4– кислой среде.
В качестве окислителей можно использовать (NH4)2S2O8, PbO2, NaBiO3. Окисление идёт по уравнениям:
2Mn2+ + 5PbO2 + 4H+ ⇆ 2MnO4- +5Pb2+ + 2H2O (а)
2Mn2+ + 5S2O82-+ 8 H2O ⇆ 2MnO4- + 10 SO42- + 16H+ (б)
Обе реакции проводят в азотнокислой среде (рН < 2), при умеренном нагревании, малой концентрации Mn2+. Анионы-восстановители Cl¯, Br¯, I¯ и другие, мешают, так как проводят восстановление образующегося MnO4-, такое же действие может оказать избыток Mn2+.
2MnO4- + 10Cl- + 16H+ → 2Mn2+ + 5Cl2↑+8H2O
2MnO4- + 3Mn2+ + 7H2O ⇆ 5MnO(OH)2↓+ 4H+
Реакция (б) протекает в присутствии катализатора AgNO3:
2Ag+ + S2O82- ⇆ 2Ag2+ + 2SO42-
Mn2++ 5Ag2++ 4H2O ⇆ MnO4- + 5Ag+ + 8H+
Катализатор регенерируется и снова вступает в реакцию. В отсутствии Ag+ и избытке Mn2+ образуется бурый осадок MnO(OH)2.
Выполнение реакции.
Поместить в пробирку немного PbO2, добавить 1 мл 6N HNO3, нагреть. Через 1–2 минуты рассмотреть цвет раствора. Если окраска будет малиновая, PbO2 содержит следы марганца и для опыта непригодна. Если же окраски нет, добавить 2–3 капли исследуемого раствора Mn2+, разбавленного в 10 раз, перемешать и снова нагреть. Что наблюдается?
2. Окисление Mn2+ до MnO(OH)2 в щелочной среде.
H2O2, Cl2+H2O, Br2+H2O в щелочной среде окисляют Mn2+ до марганцоватистой кислоты, выпадающей в виде тёмно-бурого осадка:
Mn2+ + OH- + H2O2 ⇆ MnO(OH)2↓+ H2O
MnO(OH)2 нерастворим в растворе серной кислоты. Если, кроме H2SO4 , прибавить еще 1–2 капли H2O2, то идёт растворение:
2MnO(OH)2↓ + 8H+ + 2 H2O2 → 2Mn2++ 8H2O + O2↑
Выполнение реакции. К нескольким каплям MnSO4 или Mn(NO3)2 добавить равные объёмы NaOH и H2O2. Слегка подогреть. Что наблюдается? Испытать действие растворов H2SO4 и H2O2. Разобрать переход электронов в окислительно-восстановительных реакциях, пользуясь методом полуреакций.