Действие некоторых реагентов на катионы третьей аналитической группы
| Реактивы | Катионы | |||
| Ca2+ | Sr2+ | Ba2+ | ||
| NaOH (раствор) | Ca(OH)2 | Sr(OH)2 | Ba(OH)2 | |
| Белые осадки из концентрированных растворов, заметно растворяются в воде | ||||
| (NH4)2CO3 Na2CO3 K2CO3 | CaCO3 | SrCO3 | BaCO3 | |
| Белые осадки, растворяются в минеральных и уксусной кислотах | ||||
| K2CrO4 | – | SrCrO4 Желтый осадок (из конц. растворов), растворяется в минеральных и уксусной кислотах | BaCrO4 Желтый осадок, растворяется в минеральных кислотах и не растворяется уксусной кислоте | |
| K2Cr2O7 (в присутствии СН3СООNa) | – | – | BaCrO4 Желтый осадок | |
| Na2PO4 При рН=5-6 рН≥7 (NH4)2C2O4 | CaНPO4 Ca3 (PO4)2 | SrНPO4 Sr3 (PO4)2 | BaНPO4 Ba3 (PO4)2 | |
| Белые осадки, растворяются в минеральных и уксусной кислотах | ||||
| CaC2O4 | SrC2O4 | BaC2O4 | ||
| Белые осадки, растворяются в минеральных кислотах и не растворяются в уксусной кислоте | ||||
| K4[Fe(CN)6] | CaK2[Fe(CN)6] Белый осадок, растворяется в минеральных кислотах | – | BaK2[Fe(CN)6] Белый осадок из концентрированных растворов, растворяется в минеральных кислотах | |
| H2SO4 или (NH4)2SO4 (насыщенный раствор) | CaSO4 Заметно растворяется в воде и в растворе (NH4)2SO4 с образованием (NH4)2[Ca(SO4)2] | SrSO4 | BaSO4 | |
| Белые осадки, не растворяются в разбавленных кислотах, растворяются в концентрированных H2SO4 | ||||
| CaSO4 (насыщенный раствор – гипсовая вода) | – | SrSO4 | BaSO4 | |
| SrSO4 (насыщенный раствор) | – | – | BaSO4 | |
| * Родизонат натрия Na2C6O6 (свежеприготовленный раствор) | CaC6O6×Ca(OH)2 Фиолетовый осадок (в щелочном растворе), растворяется в HCl с обесцвечиванием | SrC6O6 Красно-бурый осадок, растворяется в HCl с обесцвечиванием | BaC6O6 Красно-бурый осадок, при действии HCl образуется гидрородизонат бария ярко-красного цвета | |
| Окрашивание пламени | Кирпично-красный цвет | Карминово-красный цвет | Желто-зеленый цвет | |
* Реакцию рекомендуют выполнять методом бумажной хроматографии.
|
|
|
Выводы
1. При сопоставлении действия реактивов на катионы третьей аналитической группы необходимо отметить, что: обнаружению Ca2+ мешают ионы стронция и бария, следовательно, при обнаружении ионов кальция необходимо отделить Sr2+ и Ba2+ .
2. В отсутствии катионов Ba2+ можно обнаружить Sr2+ с помощью реакции с насыщенным раствором (NH4)2SO4.
3. Для отделения ионов бария от других катионов можно воспользоваться действием K2CrO4 в уксуснокислой среде. Хроматы кальция и стронция в этих условиях растворимы.
4. Свойство оксалата кальция не растворяться в уксусной кислоте может быть использовано для обнаружения Ca2+ в растворе, в присутствии катионов стронция и бария.
Общая характеристика четвертой аналитической группы
К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сr3+, алюминия Аl3+ и цинка Zn2+. Ионы цинка и хрома являются катионами d-элементов, ион алюминия - катион р-элемента.
|
|
|
Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергаются необратимому гидролизу и не могут существовать в водном растворе.
Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и цинка.
В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) - сильные окислители, они переходят в производные хрома (III) в кислой и щелочной средах:
Сr2О2-7 + 14Н+ + 6ē ↔ 2Сr3+ + 7Н2О;
СrО2-4 + 4Н2О + 3ē ↔ Сr(ОН)3 + 5ОН-.
Наибольшая окислительная активность соединений хрома (VI) наблюдается в кислой среде.
В хроматах и дихроматах степень окисления хрома равна + 6, но дихромат-ионы Сr2О2-7 существуют в кислой среде, а хромат СrО2-4 - в щелочной.
|
|
|
Ионы Zn2+ и Аl3+ - бесцветны, соединения хрома в зависимости от значения степени окисления имеют различную окраску. Например, растворы солей хрома (II) - голубого цвета, легко окисляются кислородом воздуха и образуются соли хрома (III) сине-зеленого цвета, дихромат-ионы - оранжевого, а хромат-ионы - желтого цвета.
Катионы четвертой аналитической группы склонны к комплексообразованию причем наибольшую склонность проявляют ионы d-элементов с незаполненными d-подуровнями - это ионы цинка и хрома. Ион Zn2+ чаще всего образует комплексные ионы с координационным числом 4. В водном растворе ион цинка Zn2+ находится в виде гидратированного комплексного иона [Zn(H2O)4]2+. Ионы Сr3+ и Аl3+ в водном растворе гидратированы шестью молекулами воды: [Сr(Н2О)6]3+, [Аl(Н2О)6]3+. Наиболее устойчивыми комплексами являются амминокомплексы типа [Zn(NH3)4]SO4 и [Cr(NH3)6]2(SO4)3.
Групповым реагентом на катионы четвертой группы является гидроксид натрия в избытке. При взаимодействии гидроксида натрия со всеми катионами четвертой группы сначала образуются нерастворимые в воде гидроксиды: Аl(OН)3 и Zn(OH)2 - белого цвета, Сr(ОН)3 - серо-зеленого цвета. Все они являются амфотерными гидроксидами и растворяются в избытке гидроксида натрия:
|
|
|
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2[Zn(OH)4];
Сr(ОН)3 + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6];
Аl(OН)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6].
Все гидроксиды катионов четвертой группы растворяются в кислотах.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 47; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!