5.4.Лабораторна робота № 4.

Реакції катіонів Cr³⁺, Al³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺, As⁵⁺.

Цю групу утворюють типові амфотерні елементи Алюміній, Цинк, Хром, Станум, Арсен. З катіонів цієї групи в даних методичних вказівках розглядається тільки катіон Cr³⁺.

Груповим реактивом на катіони цієї групи є натрій гідроксид, або калій гідроксид, які утворюють з ними аморфні осади гідроксидів. Останні розчиняються в надлишку лугу з утворенням відповідних гідроксокомплексів. Для того, щоб можна було виявити катіони у розчині дрібним методом, додають гідроген пероксид Н₂О₂ для окисненя Cr³⁺ до CrО₄^2-, [As(OH)₄]^- до [As(OH)₆]^-, [Sn(OH)₄]^2- до [Sn(OH)₆]^2-.

5.4.1.Реакції катіону Хрому Cr³⁺.

5.4.1.1. З груповий реагентом NaOH або KOH іони Cr³⁺ утворюють осад гідроксиду сіро-фіолетового або сіро-зеленого кольору:

.

Гідроксид хрому (Ш) - амфотерна сполука, розчиняється в кислотах і лугах:

Cr(OH)₃ + 3H⁺ Cr³⁺ + 3H₂O,

Cr(OH)₃ + OH^- [Cr(OH)₄]^- + 3H₂O.

Розчини гідроксокомплексів хрому мають яскраво-зелений колір.

Виконання. До 3-4 крапель розчину солі хрому Cr³⁺ додати 1-2 краплі 2 н розчину NaOH. Випробувати осад, що утворився, на розчинність у HNO₃ і NaOH.

5.4.1.2. Окислення хрому (Ш) до хрому (VІ) може бути здійснено дією різних окислювачів, наприклад H₂O₂, Br₂, KMnO₄, , (NH₄)₂S₂O₈ і т.п. При цьому в лужному середовищі утворяться хромат-іони яскраво-жовтого кольору, а в кислому середовищі – біхромат-іони оранжевого кольору.

а) Окислювання пероксидом водню H₂O₂ проводиться в лужному середовищі. Оскільки в лужному середовищі хром (Ш) знаходиться у виді хроміт-іону , то реакцію можна представити рівнянням:

2[Cr(OH)₄]^- + 3H₂O₂ + 2OH^- 2CrO₄^2- + 8H₂O.

Виконання. До 2-3 крапель солі хрому (Ш) додати стільки крапель 2н розчину NaOH, щоб осад гідроксиду Cr(OH)₃, що спочатку утворився, розчинився. Потім додати 6-8 крапель 3%-го розчину H₂O₂ і нагріти до переходу зеленого кольору [Cr(OH)₄]^- у жовтий .

б) Окиснення персульфатом амонію (NH₄)₂S₂O₈ проводиться в кислому середовищі в присутності каталізатору AgNO₃:

1

3

Виконання. У пробірку внести кілька кристалів (NH₄)₂S₂O₈ або 5-6 краплин його концентрованого розчину, 2 краплі AgNO₃ (каталізатор), 2-3 краплі 2 н розчину HNO₃. Додати 4-5 краплин розчину солі хрому Cr(NO₃)₃ або Cr₂(SO₄)₃ (але не , тому що іон заважає реакції) і обережно прокип'ятити до появи оранжевого кольору розчину.

5.4.1.3. З трилоном Б (двунатрієва сіль етилендіамінтетрауксусної кислоти, комплексон Ш) у присутності ацетатного буферного розчину (рН 5-6) іони Cr³⁺ утворюють внутрікомплексну сполуку бузкового кольору:

CH₂COONa CH₂COO

N CH₂COOH N CH₂COO

C

+Cr(NO₃)₃

Cr+2HNO₃+NaNO₃

H₂ CH₂

C H₂ CH₂

N CH₂COOH N CH₂COO

CH₂COONa CH₂COONa

Виконання. До 3 крапель розчину солі хрому додати 5-8 крапель розчину CH₃COOH, 10-15 крапель насиченого розчину CH₃COONa і 7-8 краплин трилону Б. Обережно прокип'ятити отриману суміш до появи бузкового кольору.