Реакции обнаружения катиона хрома

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

1.Пероксид водорода Н₂O₂ в присутствии щелочи окисляет ионы хрома Сr³⁺ сине-зеленого цвета в хромат-ионы СrО^2-₄ желтого цвета:

2СrСl₃ + 3Н₂О₂ + 10NaOH = 2Na₂CrO₄ + 6NaCl + 8Н₂О;

2Cr³⁺ + 3Н₂О₂ + 10 ОН^- = 2 СгО₄~ + 8Н₂О.

При добавлении серной кислоты желтые хромат-ионы СrО^2-₄ переходят в оранжевые дихромат-ионы Сr₂О^2-₇. Пероксид водорода в кислой среде превращает ионы Сr₂О^2-₇ в пероксид хрома СrО₅ (или надхромовую кислоту Н₂СrO₆), который имеет синий цвет. Если к реакционной смеси добавить диэтиловый эфир и встряхнуть, то эфирный верхний слой окрашивается в синий цвет вследствие перехода в него пероксида хрома. Реакция образования СгО₅ очень чувствительна и специфична.

2. Сульфид аммония (NH₄)₂S (или натрия Na₂S) осаждает из растворов солей Сr³⁺ гидроксид хрома Сr(ОН)₃ серо-зеленого цвета:

2СrСl₃ + 3(NH₄)₂S + 6Н₂О = 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑ + 6NH₄Cl;

2Cr³⁺+ 3S^2- + 6Н₂О = 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑.

Реакции обнаружения катиона алюминия Аl³⁺

1. Кристаллический хлорид аммония NH₄Cl или насыщенный раствор этой соли, взятый в избытке, осаждает Аl(ОН)₃ из щелочного раствора, содержащего гидроксокомплекс (гидроксокомплекс получается при прибавлении раствора щелочи к раствору соли Аl³⁺ до полного растворения выпадающего осадка):

АlСl₃ + 6NaOH → Na₃[Al(OH)₆] + 3NaCl;

Na₃[Al(OH)₆] + 3NH₄Cl = Al(OH)₃↓ + 3NaCl + 3NH₃↑ + 3H₂O.

При этом Аl(OН)₃ в присутствии NH₄Cl не растворяется, так как К⁰_s (Аl(ОН)₃) - очень малая величина.

После добавления к раствору гидроксокомплекса хлорида аммония смесь нагревают на водяной бане до полного удаления аммиака.

2. Гидроксид аммония NH₄OHосаждает из растворов солей алюминия гидроксид алюминия, который не растворим в избытке реактива.

3. Сульфид аммония (NH₄)₂S из водных растворов осаждает катион алюминия Аl³⁺ в виде гидроксида Аl(ОН)₃ за счет гидролиза:

2АlСl₃ + 3(NH₄)₂S + 6Н₂О = 2Al(OH)₃↓ + 6NH₄Cl + 3H₂S↑;

белый

2Аl³⁺ + 3S^2-+ 6Н₂О = 2Аl(ОН)₃↓+ 3H₂S↑.

4. Ализарин (1,2 диоксиантрахинон) образует с гидроксидом алюминия внутрикомплексное соединение — ализаринат алюминия ярко-красного цвета (алюминиевый лак):

Ионы Сr³⁺ и Zn²⁺ мешают проведению этой реакции, так как тоже образуют окрашенные соединения. Реакцию с ализарином целесообразно проводить капельным методом в присутствии K₄[Fe(CN)₆]. Мешающие определению катионы связываются гексацианоферратом (II) калия. Образующиеся соединения малорастворимы и остаются в центре пятна, а ионы Аl³⁺ перемещаются к его периферии. При дальнейшей обработке фильтровальной бумаги парами аммиака и раствором ализарина на периферии пятна появляется розовое (ярко-красное) окрашивание ализарината алюминия на фоне фиолетовой окраски ализарина. Фиолетовая окраска фона исчезает при высушивании бумаги, а розовая окраска остается.

Реакции обнаружения катионов олова Sn²⁺

Присутствие олова доказывают реакциями с солями ртути и солями висмута в щелочной среде. Ртуть и висмут при реакции с оловом восстанавливаются до металлического состояния и выпадают в виде черных осадков.

ПР Частные реакции катионов четвертой аналитической группы

Цель работы: изучить частные реакции катионов четвертой аналитической группы.

Реактивы: см. табл.

Действие некоторых реагентов на катионы четвертой аналитической группы

Реагент	Продукты аналитических реакций катионов
Реагент	Zn²⁺	Al³⁺	Sn²⁺	Cr³⁺
Щелочь (раствор) NaOH или KOH	Белый аморфный осадок гидроксида цинка, растворимый в в избытке щелочи.	Белый осадок гидроксида алюминия, растворимый в избытке щелочи, кислотах, но не растворяется в аммиаке и NH₄Cl.	Белый осадок гидроксида олова, растворимый в избытке щелочи, кислотах.	Серо-зеленый или сине-фиолетовый осадок гидроксида хрома, растворяется в избытке реагента, частично в аммиаке.
Гидроксид аммония	Белый аморфный осадок гидроксида цинка, растворимый в избытке реагента с образованием бесцветного комплекса цинка.	Белый осадок гидроксида алюминия, не растворимый в избытке реагента, кислотах, но не растворяется в аммиаке и NH₄Cl.	Белый осадок гидроксида олова, не растворимый в избытке реагента.	Серо-зеленый или сине-фиолетовый осадок гидроксида хрома, растворяется в избытке реагента, частично в аммиаке.
Сульфид-ионы (Na₂S)	Белый осадок сульфида цинка ZnS, не растворимый в уксусной кислоте, но растворяется в мининеральных кислотах.	Белый осадок гидроксида алюминия.	Темно-коричневый осадок SnS, нерастворимый в щелочах и избытке реагента	–
K₄[Fe(CN)₆] (pH < 7)	Белый осадок – в нейтральной или слабокислой среде	–	–	–
Дитизон*	Комплекс красного цвета, который экстрагируется из водной фазы в органическую	–	–	–
Ализарин*	–	В аммиачной среде образуется малорастворимый комплекс ярко красного цвета	–	–
Алюминон*		В уксуснокислой или аммиачной среде образуется комплекс красного цвета
*8-оксихинолин в присутствии ацетата натрия	–	Зеленовато-желтый кристаллический осадок, растворимый в минеральных кислотах	–	–
Окислители – пероксид водорода в кислой среде Пероксид водорода в щелочной среде в присутствии экстрагента (амиловый спирт + диэтиловый эфир)	–	–	–	Cr³⁺ окисляется до CrO₄^2- появляется желтая окраска в щелочной среде; в кислой среде оранжевая – Cr₂O₇^2- Образуется надхромовая кислота Н₂CrO₆, которая неустойчива в воде; в присутствии экстрагента извлекается из воды и органический слой окрашивается в интенсивно-синий цвет
Соли висмута (III) + раствор щелочи			Черный осадок металлического висмута
Пламя горелки			Синее окрашивание

Выводы:

1. В четвертой группе присутствуют катионы, обладающие окислительно-восстановительными свойствами Sn²⁺, Cr³⁺. В присутствии пероксида водорода катионы Sn²⁺, Cr³⁺, As³⁺окисляются соответственно до гексагидроксостаннат-ионов [Sn(OH)₆]^4–_,хромат-ионов CrO₄^2–, арсенат-ионов AsO₄^3–.

2. Используя реакции катионов четвертой группы с органическими реагентами, в результате которых образуются комплексы с характерной окраской, открытие этих катионов упрощается.

3. Соли олова в водном растворе заметно гидролизуются, для проведения качественных реакций необходимо подкислять раствор, чтобы подавить гидролиз.

4. Окисление олова азотнокислым висмутом проходит в сильно щелочной среде, чтобы в растворе образовался висмутат-ион (висмутат готовят в отдельной пробирке – водный раствор азотнокислого висмута подщелачивают и небольшое количество этого раствора приливают к раствору соли олова).

5. Реакция образования надхромовой кислоты может проводиться в присутствии остальных катионов этой группы, т.е. как предварительные испытания.

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!