19.3. Задачі для самостійного рішення: 1113,1114, 1117, 1118

19.4. Лабораторна робота

Необхідні прилади, устаткування, реактиви: сухі солі (оксалати кобальту і нікелю), розчини H₃PO₄, НF розчини розведених і концентрованих HCl, HNO₃, H₂SO₄, розчин NaOH, розчини солей Co(2+), Ni(2+), Fe(2+), Fe(3+), розчини H₂O₂, бромної води, аміаку (25%), KI, NH₄SCN.

Дослід 1. Одержання порошків Co і Ni

Невелику кількість оксалату кобальту поміщають у пробірку і нагрівають у полум'ї пальника до повного розкладання солі.

Аналогічний дослід повторюють з оксалатом нікелю.

Складають рівняння реакцій розкладання солей.

Дослід 2. Відношення Fe, Co, Ni до розведених і концентрованих кислот: H₂SO₄, HNO₃, HCl

а) взаємодія заліза з кислотами

У три пробірки наливають по 1 мл 2н. розчинів кислот: соляної, азотної, сірчаної. У кожну пробірку поміщають небагато залізних стружок. Спостерігають процеси, що відбуваються. Потім у кожну пробірку додають кілька крапель роданіду калію. Спостерігають появу червоного забарвлення розчину.

Аналогічний дослід проводять з концентрованими кислотами.

б) взаємодія Co і Ni з кислотами

Випробують відношення кобальту і нікелю до кислот, що використовувалися у досліді 2 а. В окремі пробірки поміщають невеликі кількості Со і Ni, отримані в досл.1 і випробують їх відношення до кислот (HCl, H₂SO₄, HNO₃). Злегка підігрівають пробірки і спостерігають виділення газоподібних продуктів. Указують, якого кольору набувають розчини.

Записують рівняння реакцій.

У висновках укажіть:

- Які іони є окислювачами в кожній з цих реакцій?

-Чим пояснити, що при взаємодії Fe з H₂SO₄ різної концентрації утворюються солі заліза в різному ступені окислення?

Дослід 3. Одержання і властивості гідроксидів Fe(2+), Co(2+), Ni(2+)

а) у три пробірки наливають по 1 мл розчинів солей заліза (2+), кобальту (2+), нікелю (2+). Додають рівні обєми розчину NaOH. Відзначають колір осадів. Записують рівняння реакцій.

До перших двох осадів доливають по 2-3 краплі розчину H₂O₂, а до останнього – бромної води (Br₂). Складають рівняння реакцій окислення. Відзначають зміну кольора осадів.

У висновку вкажіть: у якого з гідроксидів слабкіше виражені відновні властивості.

б) за вищенаведеною методикою одержують спочатку гідроксиди відповідних металів. Потім у кожну з пробірок по краплях додають 25%-ний розчин аміаку до розчинення гідроксидів внаслідок утворення комплексних солей. Відзначають колір розчинів. Записують рівняння реакцій дисоціації відповідних комплексних солей, комплексних іонів.

У висновку вкажіть: на підставі К_нест комплексних аміакатів Fe(2+), Co(2+), Ni(2+), який комплексний іон міцніший.

Дослід 4. Комплексні сполуки

а) у пробірку наливають 1 мл солі Fe³⁺, додають кілька крапель роданиду амонію NH₄SCN. Відзначають колір отриманого розчину. Записують рівняння реакції. Вміст пробірки поділяють на дві частини.

У першу додають ½ мл розчину ортофосфорної кислоти Н₃PO₄. Відзначають зміну забарвлення. Записують рівняння реакції.

В другу пробірку доливають ½ мл розчину фтористоводневої кислоти НF чи розчину її солі (у кислому середовищі). Відзначають зміну кольору. Записують рівняння реакції.

У висновку вкажіть: чому відбулося знебарвлення розчину в обох пробірках ?

б) невелику кількість безводних солей NiCl₂ і CoCl₂ розчиняють у воді. Відзначають колір вихідних солей і розчину аквакомплексів. Записують рівняння реакції утворення аквакомплексів і їх первинної дисоціації.

в) до 1 мл насиченого розчину солі кобальту (2+) додають 2 мл насиченого розчину NH₄SCN. Відзначають синє забарвленняння отриманого розчину. Складають рівняння реакції утворення комплексного кобальтата, з урахуванням того, що к.ч. Со²⁺ = 4.

Розчин розбавляють водою, перемішують, додавши трохи крапель суміші спирту з ефіром. Спостерігають зміну забарвлення. Потім у ту ж пробірку доливають дистильовану воду до забарвлення розчину в рожевий колір. Записують рівняння реакції одержання аквакомплекса Со²⁺ (к.ч. = 6), рівняння дисоціації комплексного іона, приводять вираз К_{нест .} зі значенням, знайденим по таблиці.

У висновку вкажіть: яка роль води і спирту в зміщенні рівноваги дисоціації комплексного іона.

г) у пробірку доливають 1 мл солі нікелю (2+) і ½ мл аміачного розчину диметилгліоксима. Відзначають колір осаду, що випав.

Записують рівняння реакції утворення нерозчинного комплексного хелата диметилгліоксимата нікелю:

(пунктиром позначений водневий зв'язок). Реакцію використовують для виявлення іонів нікелю в розчині.

У висновку вкажіть:

• Який тип зв'язку Ni – Lig?

• Який механізм утворення зв'язку – і  ?

Дослід 5. Окисно-відновні властивості сполук заліза

а) відновні властивості Fe (2+)

До 1 мл солі Fe (2+) доливають ½ мл 2 н. розчину Н₂SO₄ і ½ мл 3% розчину Н₂О₂ пероксиду водню. Потім додають кілька крапель NH₄SCN. Відзначають появу червоного кольору розчину.

Записують рівняння реакції. Розраховують Е.Р.С. даного процесу.

У висновку вкажіть:

• Чому Fe (2+) виявляє властивості відновника?

• Навіщо додавали NH₄SCN ?

б) окисні властивості Fe (3+)

У пробірці змішують 1 мл солі Fe (3+) і ½ мл розчину КІ. Додають 2 - 3 краплі розчину крохмалю. По характерному забарвленню виявляють елементарний I₂.

Записують рівняння реакції. Розраховують Е.Р.С.

У висновку вкажіть: чи може Fe (3+) виявляти і відновні властивості?

Дослід 6. Хімічне нікелювання (Елементи НДРС)

Хімічне нікелювання – окисно-відновна взаємодія іонів нікелю (окисника) з відновником, наприклад, гіпофосфітом натрію, у результаті якого на поверхні металу утворюється шар нікелю:

.

У хімічну склянку (100 мл) наливають 75 мл спеціального розчину: (30 г NiCl₂, 10 г Na₂PO₂ + 10 г CH₃COOH у 1 літрі розчину). Нагрівають його на слабкому вогні до 95⁰С (контроль термометром). Очищають від іржі сталеву пластинку наждаковим папером, потім крейдою, промивають її в струмені води й акуратно підвішують над склянкою, не доторкуючись поверхні пластинки. Нікелювання здійснюється протягом ½ години. Потім пластинку виймають з розчину, промивають у струмені води, сушать між смужками фільтрувального папера. Аналізують візуально покриття пластинки нікелем.