6.4. Стибій (ііі) та стибій (V)
6.4.1. Осадження Sb(OH)3(s) та SbO(OH)3(s), їх властивості. До 2 крапель розчинів SbCl3 або SbCl5 додайте 2 краплі розчину з с(NаОH) = 6 моль/л. Суспензію розділіть на 2 частини й випробуйте їх розчинність у кислоті й у лугу.
Запишіть рівняння реакцій.
6.4.2. Гідроліз солей стибію (ІІІ) та стибію (V). До 2 крапель розчинів SbCl3 або SbCl5 додайте потрійний об’єм дистильованої води. Перевірте розчинність осадів, що утворились, у розчині з с(HCl) = 3 моль/л. Якщо необхідно, підігрійте.
Запишіть рівняння реакцій.
6.4.3. Реакція стибію (V) з родаміном. На білу крапельну пластинку нанести краплю розчину SbCl3, додайте 2 краплі розчину з с(NаNО2) = 2 моль/л, потім 2 краплі розчину родаміну Б
Як впливає NаNО2 на окисний стан стибію? Запишіть рівняння реакцій.
5-а група катioнів
Катіони 5-ї групи Cu2+, Cd2+, Ni2+, Co2+, Mg2+, Нg2+ у лужному середовищі в присутності Н2О2 (в умовах відокремлення 3-ї групи від 4-ї та 5-ї груп), як і катіони 4-ї аналітичної групи, утворюють осади відповідних гідроксидів та оксогідроксидів, Cu(OH)2(s), Cd(ОН)2(s), Ni(ОН)2(s), Co(ОН)3(s), Mg(ОН)2(s) та НgО(s). Ці осади, на відміну від катіонів 4-ї аналітичної групи, розчиняються в аміачно-амонійному буфері в присутності Н2О2, утворюючи амінокомплекси Cu (ІІ), Cd (ІІ), Ni (ІІ), Co (ІІ), Нg (ІІ) та іон Mg2+.
У водяних розчинах деякі аквакомплекси катіонів 5-ї групи забарвлені: Со2+ рожевий, Ni2+ зелений, Cu2+ блакитний. Зазвичай для таких комплексів, скорочуючи позначення, координовану воду не вказуємо, не записуючи формул типу Со(Н2О)62+. Випаровуючи розчини або змінюючи розчинник, віднімаємо Н2О з координаційної сфери комплексів, змінюючи забарвлення катіонів. Так, не гідратований Со2+ є синім. Катіони 5-ї групи, крім аміно- та аквокомплексів, здатні утворювати безліч інших комплексів, наприклад, HgBr42‑, CdI42‑, Co(SCN)3‑, Cu(S2O3)22‑ і т. ін.
Купрум, кобальт і меркурій утворюють сполуки з різним ступенем окиснення, тому для їх виявлення можна використовувати реакції окиснення-відновлення.
Лабораторна робота № 7. Реакції катіонів 5-ї групи.
7.1. Купрум (іі)
7.1.1. Осадження Cu(OH)2(s) та його властивості. У 2 пробірки налийте по 2 краплі розчину Cu(NO3)2. В одну з них додайте розчин із с(NаОH) = 6 моль/л, а в іншу по краплях, помішуючи, аміачно-амонійний буфер, поки нова крапля не спричинятиме більше жодних змін. Осад, що утворився у першій пробірці, розділіть на 3 частини й випробуйте його розчинність у кислоті, с(НNО3) = 3 моль/л; у лузі, с(NаОH) = 6 моль/л; у аміачно-амонійному буфері.
Поясніть Ваші спостереження, записавши рівняння реакцій, знайшовши їх lg K та побудувавши КЛД для системи Cu(OH)2(s) – рH. Чи можна в умовах відокремлення 3-ї групи катіонів вважати Cu(OH)2(s) за помітно амфотерний?
7.1.2. Дія КІ. До 2-3 крапель розчину Cu(NO3)2 додайте 3-4 краплі розчину із с(КІ) = 0,5 моль/л. Перемішавши, до розчину з осадом додайте рівний об’єм CCl4. Закрийте пробірку пробкою і струсіть. Елементний іод, що виділився, екстрагується у шар CCl4, забарвлюючи його у фіолетовий колір.
Повторіть дослід, замінивши Cu(NO3)2 на Cd(NO3)2, Co(NO3)2, та Ni(NO3)2. Запишіть реакції, знайдіть їх lg K. Чи можна застосовувати цю реакцію, щоб виявити купрум (ІІ) у присутності інших катіонів 5-ї групи?
7.1.3. Осадження тіоціанату купруму (І), CuSCN(s). 1-2 краплі розчину Cu(NO3)2 підкисліть оцтовою кислотою (перевірте середовище), додайте 2 краплі розчину гідроксиламіну солянокислого й 2-3 краплі розчину з с(КSCN) = 2 моль/л. Нагрійте на водяній бані, відзначте колір осаду.
Розрахуйте константу лінійної комбінації реакцій, у яку входять сполуки, що переважають у кислому середовищі,
|
2 |
Cu2+ + e‑ |
|
Cu+, |
|
1 |
2 NH3OH+ ‑ 2 e‑ |
|
N2(g) + 2 H2O + 4 H+, |
|
2 |
Cu+ + SCN‑ |
|
CuSCN(s), |
|
2 Cu+ +2 NH3OH+ + 2 SCN‑ |
|
N2(g) +2CuSCN(s) +2H2O +4 H+. | |
Зауважимо, що гідроксиламін часто використовують як відновник, забуваючи про його дволикість, аналогічну спорідненій сполуці – Н2О2. Обидві сполуки термодинамічно нестабільні й можуть бути як окисниками, так і відновниками. Гідроксиламін є окисником у лужному середовищі.
7.1.4. Реакція з K4Fe(CN)6. До 1-2 крапель розчину Cu(NO3)2 додайте 1-2 краплі розчину з K4Fe(CN)6. Порівняйте кольори Cu2Fe(CN)6(s) й аналогічних осадів інших катіонів 5-ї групи, Cd2+, Ni2+, Co2+.
Запишіть рівняння реакцій.