 |
|
АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология |
Гексагидроксо(П) станнат натрияAl(OH)3¯ + 3NaOH = Na3[Al(OH)6] бесцветный гексагидроксо(III) алюминат натрия Cr(OH)3¯ + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6] ярко-зеленый гексагидроксо(III) хромат натрия
Под действием кислот гидрокомплексные соединения четвертой аналитической группы разрушаются с образованием соответствующих солей: K3[Al(OH)6] + 6HCl = AlCl3 + 3KCl + 6H2O K3[Cr(OH)6]+ 6HCl = CrCl3 + 3KCl + 6H2O K2[Zn(OH)4] + 4HCl = ZnCl2 + 2KCl + 4H2O K2[Sn(OH)4] + 4HCl = SnCl2 + 2KCl + 4H2O
3. Под действием гидроксида аммония катионы алюминия, хрома, цинка и олова тоже образуют соответствующие гидроксиды: MeCl2 + 2NH4OH = Me(OH)2¯ + 2NH4Cl, из которых гидроксид цинка Zn(OH)2 в отличие от остальных гидроксидов этой группы в избытке NH4OH легко растворяется с образованием комплексной соли аммиаката цинка: ZnCl2 + 2NH4OH = Zn(OH)2¯ + 2NH4Cl Zn(OH)2¯ + 4NH4OH = [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O Кислотные и основные свойства катионов амфотерных гидроксидов, изменяются в следующем порядке: увеличение кислотных свойств
Cr3+ → Al3+→ Zn2+→ Sn2+
увеличение основных свойств
Отличительной особенностью гидроксида хрома является его свойство соосаждать и соосаждаться вместе с гидроксидами других катионов (главным образом цинка, кобальта, никеля) и полную нерастворимость в избытке гидроксидов. 1. Гидроксид хрома Cr(OH)3 и гидроксид цинкаZn(OH)2 отдельно друг от друга легко растворяются в разбавленной щелочи; если же катионы хрома и цинка присутвовали совместно, то полученный при действии на них щелочи калия осадок гидроксидов нерастворим даже в большом избытке щелочи. 2. Катионы хрома Cr3+ и катионы цинка Zn2+ не образуют осадка при действии на них ацетата натрия CH3COONa. Но, если катионы Подобное явление объясняется тем, что во всех указанных случаях хром Cr3+ осаждается не в форме гидроксида хрома Cr(OH)3, а в виде соответствующих его солей (хромита кобальта Co(CrO2)2, цинката хрома Cr2(ZnO2)3, которые в избытке щелочей не растворяются. 1. Сr2(SO4)3 + 3ZnSO4 + 12KOH = Cr2(ZnO2)3¯ + 6K2SO4 + 6H2O 2. 2CrCl3 + CoCl2 + 8KOH = Co(CrO2)2 ¯ + 8KCl + 4H2O 3. 2Al(OH)3 + 2Cr(OH)3 = Al2O3 ∙ Cr2O3 ¯+ 6H2O
12NaOH + 3ZnCl2 + 2CrCl3 = Cr2(ZnO2)3¯ + 12NaCl + 6H2O Такие свойства амфотерных гидроксидов и их щелочных растворов используется в химическом анализе для выделения и открытия катионов данной группы, например: 1) Если на раствор четвертой аналитической группы подействовать разбавленной щелочью, окажется, что полученный осадок в избытке щелочи не растворяется – это явление признак того, что в растворе присутствуют катионы хрома и цинка; если осадок в избытке разбавленной щелочи растворяется – один из данных катионов в растворе отсутствует. По цвету осадка или цвету раствора можно судить о присутствии катионов хрома. 2) Если на смесь катионов четвертой аналитической группы действовать избытком гидроксида аммонияNH4OH, то катионы хрома, алюминия, и олова останутся в осадке, а цинк останется в растворе. ZnCl2 + 2NH4OH = Zn(OH)2¯ + 2NH4Cl Zn(OH)2¯ + 4NH4OH = [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O избыток [Zn(NH3)4](OH)2 раствор комплексной соли дигидроксида тетрааминцинка (П). 3) Если на раствор, содержащий катионы четвертой группы, подействовать избытком щелочи, образовавшийся вначале осадок полностью раствориться, а при добавлении к этому раствору небольшого количества соли хрома осадок в избытке щелочи не раствориться, то это говорит о том, что в растворе есть катионы цинка; если к исследуемому раствору добавить небольшое количество цинка, если осадок нерастворим в избытке щелочи, будет указывать на наличие в растворе хрома. 4) Чтобы удалить катионы цинка из раствора смеси катионов, следует добавить эквивалентное количество соли хрома и подействовать на этот раствор избытком разбавленной щелочи: при этом весь цинк будет соосажден с гидроксидом хрома.
4. Действие карбонатов. Карбонаты осаждают катионы алюминия, хрома и олова в виде соответствующих гидроксидов, а катионы цинка - в виде основных солей переменного состава. 2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Al(OH)3 ¯ + 6NaCl + 3CO2↑ Cr2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O = 2Cr(OH)3 ¯ + 3Na2SO4 + 3CO2↑ SnCl2 + Na2CO3 + H2O = Sn(OH)2 ¯+ 2NaCl + CO2↑ 2ZnCl2 + 2Na2CO3 + H2O = Zn2(OH)2CO3 ¯+ 4NaCl + CO2↑ 3ZnCl2 + 3Na2CO3 + H2O = Zn3(OH)2(CO3)2 ¯+ 6NaCl + CO2↑ Все осадки белого цвета, (кроме гидроксида хрома - серо-зеленого), растворимы в избытке щелочей, а основные соли карбоната цинка, кроме того, в растворе аммиака в присутствии хлорида аммония NH4Cl.
5. Действие гидрофосфат натрия Na2HPO4. Гидрофосфат натрия Na2HPO4 осаждает катионы алюминия, хрома, цинка в виде соответствующих фосфатов, а олова в виде гидроксида олова:
CrCl3 + 2Na2HPO4 = CrPO4¯ + NaH2PO4 + 3NaCl AlCl3 + 2Na2HPO4 = AlPO4¯ + NaH2PO4 + 3NaCl 3SnCl2 + 4Na2HPO4 = Sn3(PO4)2¯ + 2NaH2PO4 + 6NaCl И далее полный гидролиз:
Все осадки хорошо растворяются в минеральных кислотах и щелочах, а фосфаты алюминия и хрома растворяются в уксусной кислоте CH3COOH. Осаждение цинка фосфатом неполное, т. к. реакция обратима. Если же к нейтральному или слабокислому раствору соли цинка прибавить гидрофосфат натрия Na2HPO4 и небольшое количествоNH4OH, чтобы рН раствора был равен 5,6 – 6,6 (в присутствии индикатора метилового оранжевого), то цинк выделяется полностью в виде белого кристаллического осадка ZnHPO4. Данная общеаналитическая реакция может использоваться для открытия катиона из смеси четвертой аналитической группы катионов.
6. Гексацианоферрат(П) калия и гексацианоферрат(Ш) калия: K4[Fe(CN)6]и K3[Fe(CN)6] осаждают катионы цинка в виде соответствующих комплекных соединений, а катионы олова в виде гидроксидов. 3ZnCl2 + 2K4[Fe(CN)6] = Zn3K2[Fe(CN)6]2¯ + 6KCl 3ZnCl2 + 2K3[Fe(CN)6] = Zn3[Fe(CN)6]2¯ + 6KCl 2SnCl2 + K4[Fe(CN)6] + 2H2O = 2Sn(OH)2¯ + H4[Fe(CN)6] + 4KCl Осадки комплексных соединений цинка-калия нерастворимы в воде и в разбавленных кислотах, поэтому катионы цинка с растворами K4[Fe(CN)6]и K3[Fe(CN)6]дают возможность открывать катионы цинка при малых концентрациях.
7. Сероводород (или сероводородная вода) осаждает из аммиачных растворов катионы алюминия и хрома, частично цинка; из уксуснокислых растворов H2S осаждает только катионы цинка в виде белого осадка ZnS↓, а из солянокислых только катионы олова SnS - осадок темно- коричневого цвета. Из аммиачных растворов:
Al2(SO4)3 + 3(NH4)2S = Al2S3¯ + (NH4)2SO4
__________________________________________________ Al2(SO4)3 + 6NH4OH = 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4 Aналогично протекает процесс с катионами хрома Cr3+. Из уксуснокислых растворов: ZnCl2 + H2S = ZnS¯ + 2HCl HCl + CH3COONa = CH3COOH + NaCl ____________________________________________________ ZnCl2 + H2S + 2CH3COONa = ZnS¯ + 2NaCl + 2CH3COOH ZnS - осадок белого цвета, растворим в минеральных кислотах. При этой реакции очень часто из раствора выпадает сера (серо-желтоватого цвета), которая может маскировать осадок ZnS, но в отличие от ZnS, сера не растворяется в соляной кислоте, поэтому полученный осадок необходимо испытывать на растворимость его в HCl.
Характерные и специфические реакции катионов алюминия. 1. Гидролиз щелочных растворов гидроксида алюминия Al(OH)3 в присутствии хлорида аммония NH4Cl. Данной реакции мешают только соли хрома, которые при нагревании, даже в присутствии NH4Cl, полностью гидролизуются. Выполнение реакции. К 1-2 мл анализируемого раствора (в отсутствии катионов хрома), приливают небольшой избыток щелочи NaOH, если осадок полностью не раствориться, его центрифугируют. К полученному центрифугату прибавляют несколько кристалликов NH4Cl или приливают насыщенный его раствор и нагревают до кипения. При наличии в фильтрате алюминия образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия Al(OH)3. В этой реакции не должно быть большого избытка щелочи, т.к. избыток щелочи в растворе препятствует гидролизу соли алюминия. Щелочь дает с алюминием комплекс Na3[Al(OH)6].
2. Ализарин и его производные (ализарин S и пурпурин-сульфокислый натрий) в аммиачной среде с катионами алюминия образуют нерастворимые в воде и уксусной кислоте соединения, которые обладают характерной оранжево-красной, а при значительных концентрациях алюминия – ярко-малиновой или темно-красной окраской.
Реакция алюминия с ализарином протекает:
Ализарин - сульфокислый натрий в продаже известен под названием ализарин S, а пурпурин – сульфокислый Na называется ализарин PS. Ализарин имеет желтую окраску, а производные имеют красную окраску, которые чаще всего используют для открытия катионов алюминия. Для анализа используют насыщенные спиртовые растворы производных ализарина. Реакция эта проводиться следующим образом: к 0,5-1 мл раствора соли алюминия прибавляют 3-4 капли раствора ализарина, 3-4 капли NaOH, 0,5-1 мл разбавленного раствора аммиакаNH4OH и нагревают до кипения. При этом раствор принимает красновато-фиолетовый цвет, который обусловлен окраской ализарина в щелочной среде (образуется ализарин аммония – соединение ализарина с аммиаком). Затем к раствору приливают равный объем уксусной кислоты, которая разрушает ализарин аммония (разлагает на ализарин и аммиак), но не взаимодействует с алюминиевым соединением. Через 1-2 минуты из раствора выпадают оранжево-красного или малинового цвета хлопья осадка алюминия. Реакция алюминия с ализарином характерна, но не специфична, так как катионы хрома, цинка, олова образуют окрашенные осадки, однако эти катионы мешают открытию алюминия только в том случае, если их концентрация в десятки раз превышает концентрацию алюминия. Из других групп мешают катионы: Fe3+, Ba2+, Sr2+, Ca2+, Sb3+, Bi3+, Cu2+, Cd2+. Не образуют осадки только катионы первой аналитической группы, Ni2+, Mn2+, Mg2+, Ag+, Hg2+, Pb2+. Катионы алюминия при помощи ализарина, без удаления из раствора всех мешающих катионов, легко можно обнаружить капельным методом. Выполнение реакции. На полоску фильтровальной бумаги помещают каплю гексацианоферрата(П) калияK4[Fe(CN)6], затем в центр пятна наносят каплю исследуемого раствора на алюминий. Полученное таким образом на бумаге новое пятно, состоит из окрашенного осадка (в центре пятна) и водянистого бесцветного периферийного кольца. Осадок состоит из солей мешающих катионов в растворе 4 группы и других. В бесцветном кольце вокруг данного осадка содержится алюминий, полученное пятно обрабатывают парами аммиака (держат фильтровальную полоску над склянкой с концентрированным раствором аммиака). При этом катионы алюминия переходят в осадок Al(OH)3. Затем периферическую часть пятна смачивают раствором ализарина и снова держат полоску в парах аммиака. При этом на фиолетовом фоне вокруг центрального пятна образуется оранжево-красная зона, указывающая на присутствие катионов алюминия. Отчетливо проявляется окраска (оранжево-красная), если бумагу высушить. Этим методом открытию катионов алюминия не мешают катионы 4,5,6 групп, мешают только катионы третьей аналитической группы. Следующий, дробный способ дает возможность открывать катион алюминия Al3+ ализарином непосредственно из анализируемого раствора, содержащих смесь всех аналитических групп. К 1-2 мл нейтрального анализируемого раствора прибавляют небольшое количество цинкового порошка Zn или 2-3 небольших кусочка гранулированного цинка и 2-3 минуты кипятят. При этом некоторые катионы восстанавливаются до свободного металла.. Затем, не отделяя осадка, прибавляют небольшое количество раствора хлорида хрома CrCl3 или хромовых квасцов для соосаждения цинка, равный объем горячего 2н раствора NaOH, к которому добавлена 5-7 капель Na2CO3. Карбонат натрия Na2CO3 добавляют для осаждения катионов третьей аналитической группы, снова кипятят. При этом все катионы за исключением катионов первой аналитической группы и алюминия и незначительно Sn2+ переходят в осадок, полученный осадок отделяют центрифугированием, к центрифугату добавляют 2-3 капли H2O2 для окисления Sn2+ → Sn4+. Sn4+ с ализарином лака не образует. Центрифугат нейтрализуют HCl, до появления мути, приливают NH4OH до появления явного запаха аммиака и около 0,5 мл ализарина. После кипячения раствора прибавляют избыток уксусной кислоты CH3COOH. Через 1 минуту из раствора выпадают мелкие, тяжелые темно-красного цвета хлопья алюминиевого осадка.
3. Открытие алюминия в виде «тенаровой сини». Полоску фильтровальной бумаги смачиваем исследуемым раствором и раствором нитрата кобальта Co(NO3)2, а затем полоску сжигают в фарфоровой чашке или фарфоровой пластинке. Если исследуемый раствор содержит алюминий Al3+, то образующийся при этом пепел приобретает темно-синюю окраску («тенарова синь»). Из катионов пятой аналитической группы мешает только цинк, а из других групп катионов мешают: Cr3+, Cu2+, Ni2+.
4. Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты) дает с катионами алюминия
5. Действие ацетата натрия. Ацетат натрия дает с растворами солей алюминия белый хлопьевидный осадок соли алюминия. AlCl3 + 3CH3COONa = Al(CH3COO)3 + 3NaCl
Выполнение: к 5-6 каплям раствора соли алюминия прилить равный объем реактива. Разбавить раствор водой вдвое и кипятить. Более эффективно действует добавление CH3COONa в твердом состоянии. Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1771 | Нарушение авторских прав |
хрома Cr3+ и цинка Zn2+ присутствуют в растворе совместно, то при взаимодействии их с ацетатом натрия из раствора выпадет осадок, который нерастворим в избытке щелочей; аналогичное явление наблюдается Cr3+ - Ni2+; Cr3+ - Co2+.
4. CH3COONa + H2O CH3COOH + NaOH (гидролиз)
3ZnCl2 + 4Na2HPO4 Zn3(PO4)2¯ + 2NaH2PO4 + 6NaCl
Sn3(PO4)2¯ + 6H2O 3Sn(OH)2 ¯ + 2H3PO4
2NH4OH + H2S (NH4)2S + 2H2O
