АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Характерные и специфические реакции катионов хрома

1) Реакции соосаждения и гидролиза.

Наиболее характерными из общеаналитических реакций являются: соосаждение гидроксидов хрома и цинка в виде нерастворимого в избытке щелочей цинката хрома Cr₂(ZnO₂)₃ и реакция полного гидролиза солей хрома при нагревании.

Если к 0,5-1,0 мл анализируемого раствора прилить избыток 2н раствораNaOH, то полное растворение образующегося вначале осадка гидроксидов указывает на то, что совместного наличия катионов хрома и цинка в растворе нет; в нем могут присутствовать лишь или катионы хрома или катионы цинка, или отсутствуют в анализируемом растворе. Полученный щелочной раствор (без осадка) прокипятить 1-2 минуты, то при наличии в нем хрома выпадает осадок гидроксида хрома Cr(OH)₃↓.

Если при добавлении к анализируемому раствору избытка щелочи осадок гидроксидов полностью не растворится, это говорит о том, что в растворе имеются катионы хрома и цинка. Данной реакцией для обнаружения катионов Cr³⁺ и Zn²⁺ можно пользоваться лишь в том случае, если в растворе присутствуют лишь те катионы, которые со щелочами не образуют осадка, или образуют амфотерные гидроксиды.

2) Окисление катионов хрома.

Наиболее характерной и специфической реакцией на катион хрома, дающей возможность открывать их в присутствии всех других катионов, является реакция окисления. Cr³⁺ → CrO₅

Cr³⁺ → Cr(OH)₃ → [Cr(OH)₆]^3- → (CrO₄)^2- → (Cr₂O₇)^2-→ CrO₅

Соли хрома Cr³⁺ имеют темно-синюю окраску.

1. Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH = 3Na₂SO₄ + 2Cr(OH)₃↓

серо-зеленый цвет

2. 2Cr(OH)₃↓+ 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆] гексагидроксохромат(Ш) натрия

избыток ярко-зеленый

3. 2Na₃[Cr(OH)₆] + 3H₂O₂ = 2Na₂CrO₄ + 2NaOH + 8H₂O

[Cr(OH)₆]^3- + 2OH^- - 3e → (CrO₄)^2- + 4H₂O 2 H – O -- O – H

H₂O₂ + 2e → 2OH^- 3

2[Cr(OH)₆]^3- + 4OH^- + 3H₂O₂ → 2(CrO₄)^2- + 6OH^- + 8H₂O

2Na₂CrO₄ - желтый

4. В кислой среде хромат-ион переходит в дихромат-ион оранжевой окраски.

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Na₂Cr₂O₇ - оранжевый

5. Na₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ + 4H₂O₂ = 2CrO₅ + Na₂SO₄ + 5H₂O

(Cr₂O₇)^2- + 3H₂O – 8e → 2CrO₅ + 6H⁺ 1 H – O -- O – H

H₂O₂ + 2H⁺ + 2e → 2H₂O 4 2H⁺→ 2H₂O

(Cr₂O₇)^2- + 3H₂O + 4H₂O₂ + 8H⁺ → 2CrO₅ + 6H⁺ + 8H₂O

2 5

Пероксид хрома - раствор синего цвета, степень окисления хрома в данном соединении (+6):

Все данные реакции можно провести в одной пробирке. К анализируемому раствору, содержащему катионы хрома приливают эквивалентное количество щелочи, образуется осадок серо-зеленого цвета, добавляем избыток щелочи – осадок растворяется и переходит в раствор ярко-зеленой окраски – гексагидроксо (Ш) хромата натрия. К этому зеленому щелочному раствору в данной пробирке приливаем каплями пероксид водорода H₂O₂, перемешиваем, получаем раствор желтого цвета хромата, к желтому раствору приливаем 0,5 мл H₂SO₄, 0,5 мл эфира, 0,5 мл H₂O₂. Пробирку закрываем пробкой, и смесь сильно взбалтываем и даем смеси отстояться. В присутствии катионов хрома верхний эфирный слой окрашивается в синий цвет. Пероксидное соединение хрома неустойчиво, поэтому в пробирку и добавляют эфир, где это соединение сохраняется долго.

3) Окисление перманганатом или пероксиддисульфатом аммония.

5Cr₂(SO₄)₃ + 6KMnO₄ + 11H₂O = 5H₂Cr₂O₇ + 6MnSO₄ + 6H₂SO₄ + 3K₂SO₄

2Cr³⁺ + 7H₂O – 6e → (Cr₂O₇)^2- + 14H⁺ 5

(MnO₄)^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O 6

10Cr³⁺ + 35H₂O – 6 (MnO₄)^- + 48H⁺ → 5(Cr₂O₇)^2- + 70H⁺ + 6Mn²⁺ + 24H₂O

11 22

При реакции применяют только серную H₂SO₄ или азотную кислоту HNO₃, но не соляную, так как соляная кислота сама окисляется перманганатом калия.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 5 капель исследуемого раствора, прибавляют 3 капли 2н раствора H₂SO₄ или HNO₃, 3 капли 0,1н раствора KMnO₄ и кипятят 3-5 минут, раствор окрашивается в оранжевый цвет, далее прибавляют эфир и пероксид водорода – раствор синеет CrO₅.

Пероксиддисульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈ в структурном виде:

В окислительно-восстановительной реакции рвется связь в кислородном мостике пероксиддисульфата аммония:

Cr₂(SO₄)₃ + 3(NH₄)₂S₂O₈ + 7H₂O = H₂Cr₂O₇ + 3(NH₄)₂SO₄ + 6H₂SO₄

2Cr³⁺ + 7H₂O - 6e → Cr₂O₇^2- + 14H⁺ 2 1

S₂O₈^2- +2e → 2SO₄^2- 6 3

2Cr³⁺ + 3S₂O₈^2- + 7H₂O → Cr₂O₇^2- + 14H⁺ + 6SO₄^2-

Окисление проводят пероксиддисульфатом аммония в кислой среде в присутствии нитрата серебра. Ион серебра Ag⁺ является катализатором в этой реакции. Пероксиддисульфат-ион реагирует сначала с ионом серебра Ag⁺, переводя его в ион двухзарядного серебра Ag²⁺:

2Ag⁺ + S₂O₈^2- = 2Ag²⁺ + 2SO₄^2-

Двухзарядное серебро окисляет хром Cr³⁺в кислой среде до Cr₂O₇^2-:

2Cr³⁺ + 6Ag²⁺ + 7H₂O = Cr₂O₇^2- + 6Ag⁺ + 14H⁺

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2-3 капли 2н HNO₃ или H₂SO₄, 2-3 капли 0,1н раствора AgNO₃, 2-3 капли анализируемого раствора и 2-3 капли пероксиддисульфата аммония (50%); смесь кипятят 2 минуты, охлаждают, раствор окрашивается в оранжевый цвет. При окисление хрома до CrO₅ лучше пользоваться пероксиддисульфатом аммония, так как последний при своем восстановлении не образует никаких осадков и раствор его бесцветный. Данная методика окисления хрома служит для открытия Cr³⁺не только из смеси катионов группы амфотерных гидроксидов, но и всех остальных аналитических групп.

Нитрат серебра осаждает кирпично-красный осадок хромата серебра Ag₂CrO₄, который растворяется в азотной кислоте и растворе аммиака.

K₂CrO₄ + 2AgNO₃ = Ag₂CrO₄↓ + 2KNO₃

Ag₂CrO₄↓ + 6NH₄OH = 2[Ag(H₃N)₂]OH + (NH₄)₂CrO₄ + 4H₂O

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2700 | Нарушение авторских прав