IV. Характерные реакции катионов хрома

1. Окисление хрома (III) в хром (VI). Реагент персульфат аммония или перманганат калия

Выполнение реакций

К 2-3 каплям раствора сульфата хрома прибавить 2-3 капли раствора перманганата калия (или несколько кристаллов персульфата аммония), а также 2-3 капли раствора серной кислоты. Содержимое пробирки нагреть на спиртовке или на водяной бане. При этом окраска раствора изменится на желтую или оранжевую. К полученному охлажденному раствору прибавить 0,5 мл амилового спирта и 2-3 капли 3% раствора перекиси водорода. Слой амилового спирта окрасится в синий цвет.

Уравнения реакций

В кислой среде происходит окисление хрома (III) в хром (VI) персульфатом аммония или перманганатом калия.

Cr⁺³ + MnO₄^– + H₂O  Cr₂O₇^2– + Mn²⁺ + H⁺

Cr⁺³ + S₂O₈^2– + H₂O  Cr₂O₇^2– + SO₄^2– + H⁺

В кислой среде образуются дихромат-ионы. Идентификацию дихромат-ионов проводят путем перевода дихромат-ионов в надхромовую кислоту Н₂CrO₆.

H₂Cr₂O₇ + H₂O₂  H₂CrO₆ + H₂O*

В водных растворах надхромовая кислота быстро разлагается с образованием хрома (III). В амиловом спирте растворы надхромовой кислоты значительно устойчивее, поэтому при проведе­нии реакции к исследуемому раствору прибавляют амиловый спирт. Написать уравнения реакций. Расставить коэффициенты.

Мешающие ионы

Катионы d-элементов не мешают проведению данной реакции.

V. Характерные реакции катионов ртути

1. Реагент иодид калия Выполнение реакции

Фильтровальную бумагу смочить раствором иодида калия и высушить. На высушенную бумагу нанести каплю раствора соли ртути. Отметить те изменения, которые произошли. Написать уравне­ние реакции.

Мешающие ионы

На капельную пластинку или фарфоровую чашку перенести по одной капле растворов солей катионов d-элементов. На смочен­ную иодидом калия и высушенную предварительно фильтровальную бумагу нанести 1 каплю раствора смеси катионов d-элементов. Отметить те изменения, которые произошли.

Сделать вывод о возможности использования данной реакции для открытия катионов ртути в смеси катионов d-элементов.

VI. Характерные реакции катионов никеля

1. Реагент реактив Чугаева (диметилглиоксим) Выполнение реакции

На фильтровальную бумагу нанести каплю раствора соли никеля, а затем каплю раствора диметитилглиоксима. Смоченную бумагу обработать парами аммиака. Отметить те изменения, которые произошли. Написать уравнение реакции.

Уравнение реакции

O - - - H – O

H₃C – C = N – OH H₃C – C = N N = C – CH₃

2 + Ni²⁺ + 2NH₃ = Ni + 2NH₄⁺

H₃C – C = N – OH H₃C – C = N N = C – CH₃

O – H - - - O

Мешающие ионы

Выяснить, какие из катионов d -элементов мешают проведению данной реакции. Для этого провести реакцию с растворами солей катионов d-элементов.

Открытие катионов Ni²⁺ в присутствии катионов d-элементов

На капельную пластинку или фарфоровую чашку перенести по одной капле всех растворов солей катионов d-элементов. Все хорошо перемешать. На фильтровальную бумагу нанести каплю раствора Na₂HPO₄ и каплю раствора смеси катионов d-элементов. При этом мешающие катионы образуют осадки фосфатов, которые остаются в центре пятна. Лучше всего растворимый фосфат никеля перемещается на периферию. После этого по периферии пятна обработать раствором диметилглиоксима. В присутствии ионов никеля образуется розовое кольцо.

VII. Ответить на следующие вопросы:

1. Какие химические соединения образуются при действии избытка и недостатка щелочи на растворы солей катионов d-элементов?

2. Какие химические соединения образуются при действии недостатка и избытка аммиака на растворы солей катионов d-элементов?

3. Какие катионы d-элементов имеют окраску в водных растворах?

4. Действием каких реагентов можно отделить катионы железа хрома от остальных катионов d-элементов?

5. Почему растворы солей железа, ртути и хрома имеют рН < 7? Ответ подтвердить уравнениями реакций.

6. Действием каких реагентов можно отделить катионы хрома от остальных катионов d-элементов?