АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Тест контроль № 1

Анализ смеси катионов первой, второй и третьей группы.

Исследуемый раствор, содержащий смесь всех трех групп катионов может быть с осадком и без осадка. Осадок может содержать хлориды AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂, или сульфаты BaSO₄, SrSO₄, CaSO₄, или все вместе.

Анализ смеси катионов трех групп проводится поэтапно:

Этап № 1. а). В отдельной пробе открывают катион NH₄⁺ нагреванием с раствором NaOH. Отбирают в пробирку 5 капель анализируемого раствора, прибавляют к ней 5 капель водного 1 М раствора NaOH. Нагревают на водяной бане. При наличии NH₄⁺ выделяется газообразный аммиак, который окрашивает красную влажную лакмусовую бумагу в синий цвет.

б). Присутствие катионов аммония подтверждают также в отдельной пробе с помощью реактива Несслера – образуется красно-бурый осадок.

В случае присутствия катионов NH₄⁺ их удаляют нагреванием для того, чтобы они не мешали дальнейшему определению.

Этап № 2. Анализируемую смесь делят на 2 части. Одну часть используют для проведения систематического анализа, а вторую – оставляют для контроля.

Отбирают в пробирку 1,5 – 2 мл исследуемого раствора, добавляют на холоду групповой реагент 2-ой группы катионов – 2М раствор HCl до полного выделения осадка, состоящего из смеси хлоридов серебра AgCl, ртути (I) Hg₂Cl₂, и свинца PbCl₂ (осадок I). Смесь центрифугируют и проверяют полноту осаждения хлоридов, прибавляя к прозрачному центрифугату (центрифугат I) 1 –2 капли раствора HCl. Осадок промывают 15 –20 каплями воды, подкисленной 2н НСl (для понижения растворимости PbCl₂).

Этап № 3. К осадку (I) прибавляют небольшой объем горячей дистиллированной воды и смесь нагревают до кипения. При этом хлорид свинца переходит в раствор, а хлориды серебра и ртути (I) остаются в осадке.

Горячую смесь центрифугируют. В центрифугате открывают Pb²⁺ реакцией с КI (к 3 –5 каплям центрифугата добавляют 2-3 капли КI) – образуется желтый кристаллический осадок иодида свинца PbI₂, который при нагревании растворяется, а при охлаждении вновь выпадает в виде золотисто – желтых кристаллов.

К оставшемуся осадку в пробирке прибавляют небольшой объем (5 – 7 ка-пель) раствора концентрированного аммиака, смесь перемешивают, слегка нагревают на водяной бане и центрифугируют. AgCl переходит в раствор в виде бесцветной комплексной соли [Ag(NH₃)₂]⁺.

Раствор делят на 2 части: к одной прибавляют раствор КI, к другой – концентрированный раствор HNO₃. При наличии Ag⁺ в первой пробирке выпадает желтый осадок AgI, во второй – белый осадок AgCl.

Осадок хлорида ртути (I) Hg₂Cl₂, оставшийся после обработки аммиаком смеси хлоридов серебра и ртути (I), должен почернеть, так как при реакции Hg₂Cl₂ с аммиаком выделяется металлическая ртуть, придавая осадку черный цвет:

Hg₂Cl₂ + 2 NH₃ → HgNH₂Cl (белый) + Hg (черный) + NH₄Cl.

Этап № 4. Центрифугат (I) содержит катионы I и III групп и некоторое количество катионов Pb²⁺. К центрифугату (I) приливают 12 –15 капель раствора сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ или раствор серной кислоты. Выпадает белый осадок сульфатов катионов третьей аналитической группы – СаSO₄, SrSO₄, BaSO₄, а также сульфат свинца PbSO₄ (катионы свинца Pb²⁺ были неполностью отделены на предыдущем этапе при обработке раствора

хлороводородной кислотой, поскольку PbCl₂ заметно растворим в Н₂О) (осадок II). Убеждаются в полноте осаждения катионов 3- ей группы (раствор не должен мутнеть при добавлении нескольких капель (NH₄)₂SO₄ или H₂SO₄). Смесь центрифугируют (центрифугат (II)).

Этап № 5. Осадок (II) обрабатывают 30% раствором ацетата аммония CH₃COONH₄ или натрия CH₃COONa при нагревании на водяной бане для удаления PbSO₄, который переходит в раствор. Операцию повторяют до отрицательной реакции на катионы Pb²⁺ (проба с дихроматом калия в отдельной порции раствора) (осадок (III)).

Этап № 6 –7. К осадку (III) сульфатов CaSO₄, SrSO₄, BaSO₄ прибавляют 2 –3 мл насыщенного водного раствора карбоната натрия Na₂CO₃, смесь перемешивают и нагревают несколько минут на водяной бане. Сульфаты переходят в карбонаты. Однократной обработки недостаточно, поэтому смесь после нагревания центрифугируют, отделяют центрифугат и осадок снова обрабатывают насыщенным раствором соды Na₂CO₃ как описано выше. Операцию обработки осадка раствором Na₂CO₃ повторяют до отрицательной реакции на сульфат – ионы в центрифугате. Промывают осадок теплой дистиллированной водой и к промывным водам прибавляют раствор BaCl₂. Если не наблюдается образование мути (BaSО₄), то обработку осадка раствором Na₂CO₃ прекращают (сульфаты Са²⁺, Sr²⁺ и Ва²⁺ полностью перешли в карбонаты). Осадок (IV) карбонатов растворяют в 10 – 15 каплях 2М уксусной кислоты при нагревании и разбавляют его 6 – 8 каплями дистиллированной воды. В полученном растворе затем открывают каждый катион третьей группы:

1. Обнаружение и отделение катионов Ва²⁺. В пробирку берут 5 – 7 капель испытуемого раствора, прибавляют 5 –7 капель уксусной кислоты или ацетата Na и 5 – 7 капель раствора дихромата калия К₂Cr₂O₇. Если образуется желтый кристаллический осадок, то это указывает на присутствие катионов Ва²⁺.

Если присутствуют катионы Ва²⁺, то их удаляют из раствора, прибавляя СН₃СООNa и избыток К₂Сr₂О₇ до полного осаждения хромата бария.

2. Обнаружение катионов Sr²⁺. Центрифугат (или фильтрат) после проверки на полноту осаждения катионов Ва²⁺ в количестве 2 – 3 капель помещают в пробирку, при помощи пипетки добавляют 2 – 3 капли гипсовой воды, нагревают на водяной бане до 70⁰С и дают стоять 15 – 20 мин. Образование белого осадка говорит о присутствии в испытуемом растворе катионов Sr²⁺. Последний проверяют на пламени горелки. Карминово – красное окрашивание указывает на присутствие Sr²⁺.

3. Обнаружение катионов Са²⁺. К 4 – 5 каплям центрифугата в конической пробирке добавляют равный объем раствора карбоната натрия, перемешивают стеклянной палочкой. Образовавшийся осадок карбонатов стронция и кальция отделяют центрифугированием и промывают дистиллированной водой (с целью удаления избытка хромат – ионов), растворяют в 2М растворе уксусной кислоты и добавляют раствор сульфата аммония (NH₄)₂SO₄. При этом катион Sr²⁺ осаждается в виде SrSO₄, а Са²⁺ остается в основном в растворе. Осадок отделяют, а фильтрат (центрифугат) делят на две части. К первой половине добавляют раствор оксалата аммония (NH₄)₂C₂O₄, а ко второй половине прибавляют гексацианоферрат (II) калия и хлорид аммония NH₄Cl. Появление белого кристаллического осадка указывает на наличие Са²⁺.

Центрифугат (II) может содержать катионы Са²⁺, К⁺, Na⁺, NН₄⁺. Обнаружение их проводят частными реакциями.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

Аналитические реакции катионов V аналитической группы по кислотно-основной классификации: Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Sb³⁺, Sb⁵⁺.

Групповой реагент – гидроксид натрия или калия.

Аналитические реакции катионов магния Mg²⁺.

1. Реакция с щелочами и аммиаком.

Mg²⁺ + 2 OH^- → Mg(OH)₂ ↓ (белый аморфный)

Mg²⁺ + 2 NH₃*H₂O = Mg(OH)₂ + 2 NH₄⁺

Методика. В две пробирки вносят по 5 капель раствора соли магния и прибавляют по каплям: в первую – раствор NaOH, во вторую – раствор аммиака до выпадения белого аморфного осадка.

Проба на растворимость. Осадок Mg(OH)₂ не растворяется в щелочах, но растворяется в кислотах (HCl, H₂SO_4, CH₃COOH):

Mg(OH)₂ + 2 H⁺ → Mg²⁺ + 2 H₂O

2. Реакция с гидрофосфатом натрия Na₂HPO₄ (фармакопейная).

Реакцию проводят в присутствии катионов аммония и аммиака (аммиачный буфер):

Mg²⁺ + HPO₄^2- + NH₃ → NH₄MgPO₄ ↓ (белый кристаллический)

При проведении реакции в отсутствии катионов аммония и аммиака выпадает белый аморфный осадок MgНPO₄ . Избыток же NH₄⁺ мешает выпадению NH₄MgPO₄.

Методика.

а). В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли магния, прибавляют по 1-2 капли концентрированного раствора NH₄Cl, 2 н раствора аммиака и раствор Nа₂HPO₄. Раствор мутнеет и образуется белый кристаллический осадок NH₄MgPO₄.

б). Реакцию также можно проводить как микрокристаллоскопическую. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли магния, прибавляют 2-3 капли концентрированного раствора NH₄Cl и 2-3 капли концентрированного аммиака. Каплю смеси наносят на предметное стекло и рядом помещают каплю раствора Nа₂HPO₄. Приводят капли в соприкосновение и через 1-3 мин. наблюдают под микроскопом образование прозрачных бесцветных кристаллов магнийаммоний фосфата.

Проба на растворимость.

Осадок NH₄MgPO₄ растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте:

NH₄MgPO₄ + 3 HCl → H₃PO₄ + MgCl₂ + NH₄Cl

NH₄MgPO₄ + 2 CH₃COOH → NH₄H₂PO₄ + (CH₃COO)₂Mg

Проведению реакции мешают катионы Li⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺ и др., дающие малорастворимые фосфаты.

3. Реакция с магнезоном I – n – нитробензолазорезорцином.

В щелочной среде магнезон I, имеющий красную окраску, образует с катионами Mg²⁺,комплекс синего цвета, сорбирующийся на осадке Mg(OH)₂:

О₂N N = N OH + Mg²⁺ +2OH^-↔О₂N N=N OH+H₂O

↓

HO HO-Mg-O

Магнезон I, красный комплекс магния, синий

Методика. На предметное стекло наносят каплю раствора соли магния и прибавляют каплю щелочного раствора магнезона. Образуется синий осадок. При малых концентрациях Mg²⁺ осадок не выделяется, а раствор окрашивается в синий цвет.

Проведению реакции мешают Cd²⁺, Sn²⁺, Cr³⁺, Fe²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, также образующие окрашенные комплексы с магнезоном.

4. Реакция с 8- оксихинолином.

Реакцию проводят в аммиачной среде при рН≈8 – 13 (при нагревании).

O

|

Mg²⁺ + 2 OH → N→ Mg←N + 2H⁺

|

N O

8-оксихинолин желто-зеленый кристаллический

осадок – оксихинолинат Mg.

Методика. В пробирку вносят 2 – 3 капли раствора соли магния, 2 капли раствора аммиака и прибавляют по каплям раствор хлорида аммония до растворения первоначального выпавшего белого осадка Mg(OH)₂. К раствору прибавляют по каплям раствор 8 – оксихинолина до выпадения желто-зеленого осадка оксихинолината магния (комплексное соединение).

Проба на растворимость. Осадок растворим в минеральных кислотах и в уксусной кислоте.

Проведению реакции мешают катионы, также образующие комплексы с 8 –оксихинолином (Cu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Fe³⁺ и др.).

5. Реакция с хинализарином.

Реакцию проводят в щелочной среде. Образуется синий осадок комплексного соединения – хинализарината магния состава MgL(OH), где HL – условное обозначение молекулы хинализарина:

HO O OH

|| OH

Mg²⁺ + + 2 OH^- → MgL(OH)↓ + H₂O

||

HO O хинализаринат магния

Хинализарин (HL)

Раствор самого хинализарина в щелочной среде имеют фиолетовую окраску. При небольшом содержании катионов Mg²⁺ в растворе осадок не выпадает, а раствор окрашивается в васильково - синий цвет.

Проведению реакции мешают катионы алюминия.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли магния, 2-3 капли спиртового раствора хинализарина и 2-3 капли раствора NaOH. Выпадает синий осадок хинализарината Mg, а раствор окрашивается в васильково – синий цвет.

6. Реакция с растворимыми карбонатами (Na₂CO₃).

2 Mg²⁺ + 2 Na₂CO₃ + H₂O = (MgOH)₂CO₃↓(белый) +4 Na⁺ + CO₂.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли Mg²⁺, прибавляют 2-3 капли раствора соды (Na₂CO₃). Выпадает белый аморфный осадок (MgOH)₂CO₃.

Проба на растворимость. Осадок растворим в кислотах и в солях аммония.

7. Реакция с оксалатом аммония (NH₄)₂C₂O₄.

Mg²⁺ + (NH₄)₂C₂O₄ → MgC₂O₄↓(белый) +2 NH₄⁺.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли Mg²⁺, прибавляют 2-3 капли раствора оксалата аммония. Выпадает белый осадок MgC₂O₄.

Катионы Mg²⁺ также реагируют с другими реактивами: с дифенилкарбазидом (С₆Н₅NHNH)₂СО образует комплекс красно – фиолетового цвета.

Аналитические реакции катиона марганца Mn²⁺.

Аквокомплексы [Mn(H₂O)₆]²⁺ марганца (II) окрашены в бледно – розовый цвет, поэтому водные растворы солей марганца (II) при достаточно больших концентрациях имеют бледно- розовую окраску. Сильно разбавленные водные растворы солей марганца (II) практически бесцветны.

1. Реакции с щелочами и аммиаком.

Mn²⁺ + 2 OH^- → Mn(OH)₂.

Методика.

а). В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли марганца (II) и прибавляют по каплям раствор NaOH до прекращения выпадения белого осадка Mn(OH)₂. При стоянии осадок темнеет вследствие образования MnО(OH)₂. Это происходит за счет окисления кислородом воздуха до черного – коричневого оксогидроксида Mn (IV) состава MnО(OH)₂ (Н₂MnO₃):

2 Mn(OH)₂ + О₂ → 2 MnО(OH)₂

б). К свежевыпавшему осадку Mn(OH)₂ , полученному выше, прибавляют по 3-4 капли растворов NaOH и H₂O₂. Белый осадок Mn(OH)₂ переходит в черно – коричневый MnО(OH)₂. Образующийся вначале гидроксид Mn(OH)₂ окисляется Н₂О₂ до черно – коричневого цвета MnО(OH)₂:

Mn²⁺ + 2 OH^- + H₂O₂ → MnO(OH)₂ + H₂O

Проба на растворимость. Осадок Mn(OH)₂ растворяется в разбавленных растворах сильных кислот и в насыщенном растворе хлорида аммония:

Mn(OH)₂ + 2Н^- → Mn²⁺ +2 H₂О

Mn(OH)₂ + 2NН₄Cl → Mn²⁺ +2 NH₃* H₂О + 2 Cl^-

Осадок MnО(OH)₂ не растворяется при действии этих реагентов.

2. Реакции окисления катионов Mn²⁺ до перманганат – ионов.

В качестве окислителей применяют висмутат натрия NaBiO₃, персульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈, диоксид свинца PbO₂ и др.

Реакции окисления проводят в отсутствие хлорид – ионов Cl^-, так как они восстанавливаются перманганат – ионами до хлора Cl₂:

2 MnO₄^- + 10 Cl^- + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 Cl₂ + 8 H₂O

а) Окисление висмутатом натрия в кислой среде.

2 Mn²⁺ + 5 NaBiO₃ + 14 H⁺ → 2 MnO₄^- + 5 Bi³⁺ + 5 Na⁺ + 7 H₂O

Избыток висмутата натрия может маскировать окраску раствора.

Методика. В пробирку вносят ~ 5 капель концентрированной HNO₃, несколько крупинок висмутата натрия. Смесь перемешивают и прибавляют к ней 1-2 капли раствора сульфата MnSO₄ или нитрата Mn(NO₃)₂ марганца (II) (но не хлорида MnCl₂!). Раствор окрашивается в малиново – фиолетовый цвет.

б). Окисление персульфатом аммония. Реакцию проводят в кислой среде в присутствии катализатора – солей серебра (AgNO₃) при нагревании:

2 Mn²⁺ + 5 S₂O₈^2- + 8 H₂O = 2 MnO₄^- + 10 SO₄^2- + 16 H⁺.

В горячем растворе возможно разложение перманганат – ионов, которое замедляется в присутствии фосфорной кислоты Н₃РО₄.

Методика. В пробирку вносят несколько кристалликов (NH₄)₂S₂O₈ (или ~0,5 мл насыщенного раствора (NH₄)₂S₂O₈), прибавляют ~2 мл раствора HNO₃ (или H₂SO₄), 2-3 капли раствора AgNO₃ и 1-2 капли концентрированного раствора H₃PO₄. Нагревают смесь до кипения и прибавляют каплю раствора соли марганца (II). Раствор окрашивается в малиновый цвет.

в). Окисление диоксидом свинца в кислой среде при нагревании:

2 Mn²⁺ + 5 PbO₂ + 4 H⁺ = 2 MnO₄^- + Pb²⁺ + 2 H₂O

При избытке соли марганца (II)образуется MnO(OH)₂, а не перманганат – ион.

Методика. В пробирку вносят небольшое количество PbO₂ и прибавляют ~1 мл раствора HNO₃. Смесь нагревают до кипения, прибавляют каплю раствора сульфата или нитрата марганца (II) и опять нагревают до кипения. Раствор окрашивается в малиновый цвет.

3. Реакция с сульфид – ионами.

Mn²⁺ + S^2- → MnS↓ розовато-телесный

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли Mn²⁺ и прибавляют 1-2 капли раствора сульфида аммония (NH₄)₂S (или Na₂S) или раствора Н₂S. Выпадает осадок сульфида Mn²⁺ телесно-розового цвета.

Проба на растворимость. Осадок MnS растворяется в разбавленных кислотах.

Другие реакции марганца (II).

а). Катионы Mn²⁺ образуют с аммиакатом серебра [Ag(NH₃)₂]⁺ смесь MnO(OH)₂ и металлического серебра буро-черного цвета:

Mn²⁺ + 2 [Ag(NH₃)₂]⁺ +2ОН^- + 3Н₂О→MnO(OH)₂ + 2Ag + 2NH₄⁺ +2NH₃*H₂O

б) карбонаты щелочных металлов и аммония образуют с Mn²⁺ белый осадок MnCO₃, растворимый в кислотах;

в) гидрофосфат натрия осаждает белый осадок Mn₃(PO₄)₂; растворимый в минеральных и уксусной кислотах (отличие от Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺).

Аналитические реакции катиона железа Fe²⁺.

Акво–ионы железа (II) [Fe(H₂O)₆]²⁺ практически бесцветны, поэтому растворы солей железа (II) обычно не окрашены.

1.Реакции с щелочами и аммиаком.

Fe²⁺ + 2 OH^- → Fe(OH)₂↓ (белый)

Методика.

а). В пробирку вносят 5-6 капель раствора соли железа (II) и по каплям прибавляют раствор NaOH до прекращения выпадения белого осадка Fe(OH)₂. На воздухе осадок постепенно темнеет, вследствие окисления железа (II) до железа (III) кислородом воздуха и образования красно – бурого гидроксида железа (III) Fe(OH)₃:

4 Fe(OH)₂ +О₂ + 2 Н₂О → 4 Fe(OH)₃↓ (красно-бурый)

б). К свежеприготовленному, как описано выше, белому осадку Fe(OH)₂ прибавляют по 2-3 капли растворов NaOH и Н₂О₂. Окраска осадка изменяется до красно - бурой, вследствие образования Fe(OH)₃:

2 Fe²⁺ + 4 OH^- + Н₂О₂ → 2 Fe(OH)₃↓

Проба на растворимость. Fe(OH)₂ растворяется в кислотах, но не растворяется в щелочах.

2. Реакция с гексацианоферратом (III) калия – феррицианидом калия (фармакопейная).

Fe²⁺ + [Fe (CN)₆]^3- → Fe³⁺ + [Fe^|| (CN)₆]^4-

4 Fe³⁺ + 3 [Fe (CN)₆]^4- + XH₂O → Fe₄[Fe (CN)₆]₃*XH₂O↓

«турнбуллевая синь» (темно-синий)

Суммарное уравнение реакции:

4Fe²⁺ +4[Fe (CN)₆]^3- + XH₂O → Fe [Fe ^|| (CN)₆]₃*XH₂O +[Fe^|| (CN)₆]^4-

Реакцию проводят в кислой среде.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли железа (II), прибавляют 1-2 капли раствора HCl и 2-3 капли раствора феррицианида калия К₃[Fe (CN)₆]. Раствор окрашивается в синий цвет и выделяется синий осадок «турнбуллевой сини».

Проба на растворимость. Осадок «турнбуллевой сини» не растворяется в кислотах, но разлагается в щелочной среде.

3. Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

Fe²⁺ + S^2- → FeS↓ (черный)

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли железа (II) и прибавляют 2-3 капли раствора сульфида аммония (NH₄)₂S (или Na₂S). Выпадает черный осадок сульфида железа (II).

Реакцию проводят в нейтральной или аммиачной среде.

Проба на растворимость. Осадок FeS растворяется в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте.

4. Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева).

Катионы Fe²⁺ с диметилглиоксимом образуют розово- красный (карминово-красный) диметилглиоксиматный комплекс железа (II) состава FeL₂, где HL – условное обозначение молекулы диметилглиоксима.

(СН₃СNOH)₂ + Fe²⁺ + 2 NH₄OH → [Fe(C₄H₇N₂O₂)₂] + NH₃ + 2 H₂O

реактив Чугаева розово-красный комплекс

Методика. На предметное стекло поместите каплю анализируемого раствора, добавьте каплю реактива Чугаева и каплю NH₄OH.

5. Окисление Fe²⁺ в Fe³⁺. Fe²⁺ с растворами KMnO₄, К₂Сr₂О₇, HNO₃ проявляют себя как восстановитель.

6 FeSO₄ + 3 H₂SO₄ + 2 HNO₃ = 3 Fe₂(SO₄)₃ + 4 H₂O + 2 NO↑

Методика. К анализируемому раствору добавьте несколько капель 2н. H₂SO₄, добавьте 1мл концентрированной азотной кислоты и нагревайте до исчезновения бурой окраски, зависящей от образования нестойкого комплекса [Fe(NO)]SO₄.

Аналитические реакции катионов железа (III) Fe³⁺.

Акво–ионы железа (III) [Fe(H₂O)₆]³⁺ в водных растворах окрашены в желтый цвет и частично гидролизованы до растворимых гидроксоаквокомплексов [Fe (ОН)_n(H₂O)_6-n]^3-n, также окрашенных в желто – бурый цвет. Поэтому водные растворы солей железа (III) имеют желтую или красновато-бурую окраску.

1. Реакция с щелочами и аммиаком.

Fe³⁺ + 3 OH^- → Fe(OH)₃↓ (красно - бурый)

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли Fe (III)и прибавляют 3-4 капли раствора NaOH. Выпадает красно – бурый осадок Fe(OH)₃.

Проба на растворимость. Осадок Fe(OH)₃ растворим в разбавленных кислотах; но не растворяется в насыщенном растворе NH₄Cl (в отличие от белого осадка Fe(OH)₂), а также в растворах щелочей.

2. Реакция с гексацианоферратом (II) калия – с ферроцианидом калия (фармакопейная).

Катионы Fe³⁺ в кислой среде (рН≈2-3) реагируют с ферроцианидом калия с образованием темно-синего осадка «берлинской лазури»

(Fe₄[Fe (CN)₆]₃*XH₂O) с переменным количеством молекул Н₂О.

4 Fe³⁺ + 3 [Fe (CN)₆]^4- + XH₂O → Fe₄[Fe (CN)₆]₃*XH₂O↓

(темно-синий)

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли Fе (III), прибавляют 1-2 капли раствора HCl и 2 капли раствора К₄[Fe (CN)₆]. Раствор окрашивается в синий цвет и выпадает темно-синий осадок «берлинской лазури».

Осадок «берлинской лазури» неустойчив в щелочной среде, но стабилен в кислом растворе, поэтому реакцию проводят в кислой среде при рН≈2-3.

Проведению реакции мешают окислители и восстановители. Окислители окисляют ферроцианид до феррицианида, а восстановители восстанавливают Fe(III) до Fe(II).

Проба на растворимость. Осадок не растворяется в кислотах, разлагается при прибавлении раствора щелочи:

Fe₄[Fe (CN)₆]₃ + 12 OН^- → 4 Fe(OH)₃ + 3 [Fe (CN)₆]^4-

3. Реакция с тиоционат – ионами (фармакопейная).

Катионы Fe³⁺ с тиоционат – ионами NCS^- образуют тиоционатные комплексы железа (III) красного цвета. В зависимости от соотношения концентраций реагентов могут доминировать комплексы различного состава

[Fe (NCS)_n(H₂O)_6-n]^3-n, где n=1,2,3,…,6. Для подавления образования гидроксокомплексов, содержащих ОН^- группы, реакцию проводят в кислой среде при рН≈3.

[Fe(H₂O)₆]³⁺ + nNCS^- = [Fe (NCS)_n(H₂O)_6-n]^3-n + nH₂O

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли железа (III) и прибавляют 2-3 капли раствора тиоцианата аммония NH₄NCS или калия КNCS. Раствор окрашивается в красный цвет.

Проведению реакции мешают: окислители, восстановители, ртуть(II), фториды, иодиды, фосфаты, цитраты, тартраты и др..

Катионы Fe²⁺ не мешают.

4. Реакция с сульфосалициловой кислотой (фармакопейная).

Fe³⁺ образует с сульфосалициловой кислотой окрашенные комплексы. В зависимости от рН среды и соотношения реагирующих компонентов состав и окраска комплексов могут быть различными. Так, при рН≈2-2,5 доминируют комплексы красного цвета, при рН≈4-8 – бурого и при рН≈9-11,5 – желтого. Наиболее устойчив комплекс желтого цвета (соотношение концентрации Fe(III) и сульфосалициловой кислоты = 1:3):

Fe³⁺ + 3 L^2- = [FeL₃]^3-

Где Н₂L – условное обозначение молекулы сульфосалициловой кислоты, а L^2- - обозначение сульфосалицилат – аниона, образовавшегося из сульфосалициловой кислоты, при отщеплении двух протонов:

ОН OH

= + 2 H⁺

COO^-

НО₃S COOH O₃S

H₂L L^2- (сульфосалицилат – анион)

По-видимому, при рН≈2-2,5 образующийся красный комплекс содержит железо (III) и L^2- в мольном соотношении 1:1, при рН=4 – 8 бурый комплекс – в мольном соотношении 1:2.

Методика. В пробирку вносят ~5 капель раствора соли Fe (III), прибавляют ~ 10 капель раствора сульфосалициловой кислоты и ~ 0,5 мл концентрированного раствора аммиака. Раствор принимает желтую окраску.

Если вместо раствора аммиака прибавить ~1 мл раствора HCl (1:1), то получают не желтый, а красный раствор.

Сходные реакции катионы Fe³⁺ дают и с салициловой кислотой.

5. Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

2 Fe³⁺ + 3 S^2- → Fe₂S₃↓ (черный)

Реакцию проводят в нейтральной или слабоаммиачной средах.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли Fe(III) и прибавляют 2-3 капли раствора сульфида аммония (NH₄)₂S или (Na₂S) либо сероводородной воды. Выделяется черный осадок сульфида железа (III)

Проба на растворимость. Осадок растворяется в минеральных кислотах.

6. Гидрофосфат натрия Na₂HPO₄ образует с Fe³⁺ бледно-желтый осадок FePO₄, растворимый в сильных кислотах, но нерастворимый в уксусной кислоте (испытать!).

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли Fe(III), прибавляют раствор Na₂HPO₄. Выпадает бледно-желтый осадок FePO₄:

Fe³⁺ + 2 HPO₄^2- = FePO₄ + H₂PO₄^-.

7. Карбонаты щелочных металлов и аммония образуют бурый осадок основных солей, которые при кипячении превращаются в гидроокись.

Другие реакции катионов Fe³⁺. Катионы Fe³⁺ при реакции с ферроном (7-иод-8-оксихинолин-5-сульфоновой кислотой) в кислой среде (рН≈2,6) образуют комплексы зеленого цвета; при реакции с тайроном (1,2-диокси-3,5-дисульфобензолом) – комплексы синего цвета, изменяющие окраску на красную в щелочной среде; при реакции с купфероном – красный осадок купфероната железа (III) и т.д.

Аналитические реакции сурьмы (III) и сурьмы (V).

Соли сурьмы гидролизуются в водных растворах с образованием осадков малорастворимых основных солей сурьмы. Поэтому используют кислые растворы сурьмы (III) и сурьмы (V), в которых их гидролиз подавляется и образуется соответствующие ацидокомплексы. Так, в концентрированных растворах HСl присутствуют ацидокомплексы [SbCl₄]^- или [SbCl₆]^-.

Соединения сурьмы окрашивают пламя газовой горелки в голубой цвет.

Аналитические реакции сурьмы (III).

1.Реакции с щелочами и раствором аммиака.

[SbCl₄]^- + 3 OH^- → Sb(OH)₃ + 4 Cl^-.

[SbCl₄]^- + 3 NH₃ *H₂O → Sb(OH)₃↓(белый)+ 3 NH₄Cl +Cl^-.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли солянокислого раствора сурьмы (III), прибавляют 3-4 капли дистиллированной воды и затем по каплям – раствор NaOH до выпадения белого осадка Sb(OH)₃.

Проба на растворимость. После выпадения осадка Sb(OH)₃ продолжают прибавление по каплям раствора NaOH при перемешивании содержимого пробирки до растворения выпавшего осадка:

Sb(OH)₃ + OH^- → [Sb(OH)₄]^-

Осадок Sb(OH)₃ растворяется также и в кислотах с образованием ацидокомплексов (испытать!):

Sb(OH)₃ + 4HСl → [SbCl₄]^- + H⁺ + 3 H₂O

При действии щелочи в присутствии Н₂О₂ сурьма (III) окисляется до сурьмы (V), давая белый осадок SbO(OH)₃:

Sb(OH)₃ + H₂О₂ → SbO(OH)₃ + H₂О

2. Реакция гидролиза.

Разбавление водой растворов, содержащих сурьму (III), приводит к ее гидролизу.

[SbCl₄]^- + H₂O = SbOCl ↓ (белый) + 2 H⁺ + 3 Cl^- ; при рН≈ 3-4.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли солянокислого раствора хлорида сурьмы (III) и прибавляют по каплям воду до образования белого хлопьевидного осадка SbOCl.

Проба на растворимость. Свежевыпавший осадок оксохлорида сурьмы растворяется (лучше – при нагревании) в растворах HCl, винной кислоты Н₂С₄Н₄О₆ и ее солей:

SbOCl.+ 2 HСl + Cl^- → [SbСl₄]^- + H₂O (обратная реакция)

SbOCl.+ Н₂С₄Н₄О₆ = [SbO(С₄Н₄О₆)]^- + HСl + H⁺.

3.Реакция с тиосульфатом натрия.

2 [SbСl₄]^- + 2 S₂O₃^2- + 3 H₂O = Sb₂OS₂ ↓ (красный) + 2 SO₄^2- + 8 Cl^- + 6 H⁺.

Процесс называется реакцией образования красного осадка «сурьмяной киновари» (Sb₂OS₂).

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли солянокислого раствора, хлорида сурьмы (III) и прибавляют 2-3 капли раствора тиосульфата натрия Na₂S₂O₃.

Выпадает красный осадок.

Мешает висмут (III), образующий черный осадок.

4. Реакция с сульфид – ионами.

2 [SbСl₄]^- + 3 S^2- → Sb₂S₃ ↓ (оранжевый) + 8 Cl^-

Методика. В пробирку вносят 3 капли солянокислого раствора хлорида сурьмы (III), 2 капли концентрированной HCl и прибавляют по каплям раствор сульфида аммония (NH₄)₂S(или Na₂S) или сероводородную воду H₂S. Выпадает оранжевый осадок Sb₂S₃.

Проба на растворимость. Осадок Sb₂S₃ растворяется в избытке сульфид – ионов с образованием тиосоли, содержащей анион SbS₃^3-:

Sb₂S₃ + 3 S^2- →2 SbS₃^3-

Осадок Sb₂S₃ растворяется также в концентрированной HCl при нагревании, в растворах щелочей:

Sb₂S₃ +8 HCl → 2 H[SbСl₄] + 3 H₂S

Sb₂S₃ +4 NaOH → Na[Sb(OH)₄] + Na₃SbS₃

5.Реакции восстановления сурьмы (III) до сурьмы (О).

Сурьма (III) восстанавливается до металлической сурьмы в кислой среде металлическими: магнием, алюминием, цинком, оловом, железом, например:

[SbСl₄]^- + Al → Sb⁰ + Al³⁺ + 4 Cl^-

2 [SbСl₄]^- + 3 Zn → 2 Sb⁰ + 3 Zn²⁺ + 8 Cl^-

Методика. В пробирку вносят несколько капель солянокислого раствора хлорида сурьмы (III) и кусочек металлического алюминия или цинка, либо железа. Поверхность металла чернеет вследствие выделения хлопьевидного осадка свободной сурьмы.

Другие реакции сурьмы (IIII). При взаимодействии сурьмы (III) с фосфорно – молибденовой гетерополикислотой образуется продукт реакции синего цвета – «молибденовая синь», экстрагируемый амиловым спиртом. С метилфлуороном С₁₃Н₄О₂(ОН)₃СН₃ сурьма (III) в присутствии Н₂О₂ и HCl дает продукт красного цвета (капельная реакция на фильтровальной бумаге). Такие окислители, как KMnO₄, K₂Cr₂O₇, KВrO₃ и другие, окисляют в растворах сурьму (III) до сурьмы (V).

Аналитические реакции сурьмы (V).

1. Реакция с щелочами и аммиаком.

[SbСl₆]^- + 5 OH^- → SbО(OH)₃↓(белый) + 6 Cl^- + H₂О

Методика. В пробирку вносят несколько капель солянокислого раствора сурьмы (V) и прибавляют по каплям раствор NaOH до выпадения белого осадка SbO(OH)₃.

Проба на растворимость. Осадок SbО(OH)₃ растворяется при дельнейшем прибавлении раствора щелочи, а также в сильных кислотах:

SbО(OH)₃ + NaOH + H₂О → Na[Sb(OH)₆]

SbО(OH)₃ +6 HCl → H[SbСl₆] + 4H₂О

2. Реакция гидролиза.

При разбавлении водой растворов сурьмы (V) последняя гидролизуется с образованием основных солей:

[SbСl₆]^- + 2H₂О = SbО₂Сl↓(белый) + 4H⁺ + 5 Cl^-

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли солянокислого раствора сурьмы (V) и по каплям прибавляют дистиллированную воду до выпадения белого осадка SbО₂Сl.

Проба на растворимость. Осадок SbО₂Сl растворяется в избытке HCl (обратная реакция) и в растворах винной кислоты и ее солей.

Написать уравнение реакций.

3. Реакция с сульфид – ионами.

Реакция проводится в кислой среде:

2 [SbСl₆]^- + 5 S^2- → Sb₂S₅ ↓(оранжевый) + 12 Cl^-

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли солянокислого раствора Sb(V), 2 капли концентрированной HCl и прибавляют по каплям раствор сульфида аммония (NH₄)₂S (или сульфида натрия Na₂S) либо сероводородную воду Н₂S. Выпадает оранжевый осадок Sb₂S₅.

Проба на растворимость. Осадок Sb₂S₅ растворяется в избытке сульфид – ионов с образованием тиосолей:

Sb₂S₅ + 3 S^2- → 2 SbS₄^3-

Осадок Sb₂S₅ растворяется в щелочах:

2 Sb₂S₅ + 6 NaOH = Na[Sb(OH)₆] + 5 NaSbS₃

Sb₂S₅ растворяется в концентрированной HCl (при нагревании) с выделением свободной серы и восстановлением сурьмы (V) до сурьмы (III):

Sb₂S₅ + 8 HCl → 2 H[SbСl₄] +3 Н₂S +2 S↓

4. Реакция с родамином Б.

Сурьма (V) в солянокислых растворах реагируют с органическим реагентом – родамином Б (условно как L⁺Cl^-)

(C₂H₅)₂N O N⁺(C₂H₅)₂

C

C Cl^-

COOН

Родамин Б (L⁺Cl^-)

С образованием фиолетового или сине – фиолетового соединения (ионного ассоциата) состава L⁺[SbСl₆]^-:

L⁺Cl^- + [SbСl₆]^- = L⁺[SbСl₆]^- + Cl^-

Образовавшийся ионный ассоциат экстрагируется из водной фазы бензолом или изопропанолом; при этом органический слой окрашивается в фиолетово-синий цвет.

Если в растворе присутствует не сурьма (V), а сурьма (III), то предварительно сурьму (III) окисляют нитритом натрия NaNO₂ до сурьмы (V), после чего Sb(V) открывают реакцией с родамином Б.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли солянокислого раствора Sb(V), прибавляют 2-3 капли концентрированной HCl, ~1 мл дистиллированной воды, 3-4 капли раствора родамина Б (обычно 0,06%-го) и 5-6 капель бензола. Встряхивают смесь. Органический (бензольный) слой окрашивается в фиолетово-синий цвет.

В случае присутствия в растворе Sb(III) реакцию проводят аналогично, за исключением того, что после прибавления концентрированной HCl в пробирку добавляют дополнительно 2-3 капли раствора NaNO₂.

5. Реакция восстановления Sb(V) до Sb(O).

Сурьма (V), как и сурьма (III), восстанавливается в кислой среде металлическим магнием, цинком, алюминием, оловом, железом до свободной сурьмы (О).

[SbСl₆]^- + Al → Sb⁰ + Al³⁺ + 6 Cl^-

[SbСl₆]^- + Zn → Sb + Zn²⁺ + 6 Cl^-

Методика. В пробирку вносят несколько капель солянокислого раствора сурьмы (V) и кусочек металлического алюминия или цинка, либо железа. Поверхность металла чернеет вследствие выделения хлопьевидного осадка свободной сурьмы.

6. Реакция с иодидами.

2 I^- + [SbСl₆]^- → [SbСl₄] ^- + I₂ + 2 Cl^-

Методика. В пробирку вносят несколько капель солянокислого раствора Sb(V), прибавляют насыщенный раствор KI. В результате реакции Sb(V) восстанавливается до сурьмы (III), при этом реакционная смесь принимает бурную окраску за счет выделения йода I₂.

Другие реакции сурьмы Sb(V). Реакция с метилфиолетовым, образуется тонкая суспензия малорастворимого соединения синего цвета.

Аналитические реакции висмута (III).

Соли висмута (III) гидролизуются в водных растворах с образованием осадков малорастворимых оксосоединений – солей висмутила, формально содержащих катион висмутила BiO⁺ (например, BiOCl, BiONО₃ и др.). Если соль висмута (III) растворить в воде, то получают мутный раствор вследствие образования частиц продуктов гидролиза. Для подавления гидролиза и получения прозрачных растворов соль висмута (III) растворяют не в чистой воде, а в растворах кислот, чаще всего – в растворе HCl, в котором висмут (III) присутствует в форме хлоридных комплексов [BiCl₆]^3-. На практике используют солянокислые растворы хлорида висмута (III).

1. Реакция с щелочами и аммиаком.

[BiCl₆]^3- + 3ОН^- → Bi(OH)₃ ↓(белый) + 6 Cl^-

Методика. В пробирку вносят несколько капель солянокислого раствора хлорида висмута (III) и прибавляют по каплям раствор NaOH до выпадения белого осадка Bi(OH)₃.

Проба на растворимость. Осадок Bi(OH)₃ растворяется в минеральных кислотах. Написать уравнения реакции (испытать!). При нагревании белый осадок Bi(OH)₃ желтеет вследствие образования оксогидроксида

висмута (III) BiО(OH) (гидроксида висмутила):

Bi(OH)₃→ BiО(OH) + H₂О

2. Реакция гидролиза.

Разбавление водой растворов солей Bi(III) приводит к их гидролизу с выделением белого осадка хлорида висмутила:

[BiCl₆]^3- + Н₂О = BiOCl ↓(белый) + 2 HCl + 3 Cl^-

Методика. К 2-3 каплям солянокислого раствора хлорида висмута (III) в пробирке прибавляют по каплям воду до выпадения белого осадка BiOCl.

Проба на растворимость. При прибавлении раствора HCl и нагревании осадок растворяется (обратная реакция) (испытать!). Написать уравнения реакций.

В отличие от оксохлоридов сурьмы, осадок оксохлорида висмута (III) не растворяется в растворах винной кислоты и ее солей.

3. Реакция с сульфид – ионами (фармакопейная).

2 [BiCl₆]^3- + 3 S^2- → Bi₂S₃ ↓(черно-коричневый) + 12 Cl^- ; в кислой среде.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли солянокислого раствора хлорида висмута (III) и прибавляют по каплям раствор (NH₄)₂S, или Nа₂S, или сероводородной воды. Выпадает черно-коричневый осадок сульфида висмута Bi₂S₃.

Проба на растворимость. Осадок не растворяется в разбавленных минеральных кислотах, за исключением разбавленной HNO₃, в которой он растворяется с выделением свободной серы:

Bi₂S₃ + 8 HNO₃ → 2 Bi (NO₃)₃ + 2 NO + 2S + 4 H₂O

Осадок Bi₂S₃ растворяется в присутствии хлорида железа (III) FeCl₃ – также с выделением свободной серы:

Bi₂S₃ +6 FeCl₃ –→ 2 BiCl₃ + 6 FeCl₂ + 3S

4. Реакция с иодидами (фармакопейная).

[BiCl₆]^3- + 3 I^- → BiI₃ ↓(черный) + 6 Cl^-

Методика. В пробирку вносят 4-5 капель солянокислого раствора хлорида висмута (III) и прибавляют по каплям раствор КI до выпадения черного осадка BiI₃. Дальнейшее прибавление избытка раствора КI приводит к растворению осадка и образованию оранжевого раствора:

BiI₃ + I^- = [BiI₄]^- (желто-оранжевый)

При прибавлении воды к этому раствору и его нагревании сначала выпадает осадок BiI₃, который затем гидролизуется с образованием желто-оранжевого осадка оксоиодида висмута BiOI (иодида висмутила):

[BiI₄]^- + Н₂О = BiOI ↓ + 3 I^- + 2H⁺.

5. Реакция восстановления висмута (III) до висмута (О) соединениями олова (II).

2 Bi(OH)₃ + 3 [Sn(OH)₄]^2- → 2 Bi⁰ +3 [Sn(OH)₆]^2-, рН≈10.

Олово (II) при этом окисляется до олова (IV).

Методика. В пробирку вносят 2 капли солянокислого раствора хлорида олова (II), 8-10 капель 2 моль/л раствора NaOH до растворения первоначально выпавшего осадка Sn(OH)₂ и добавляют 1-2 капли раствора соли висмута (III). Выпадает осадок черного цвета – металлический висмут.

При большом избытке щелочи и нагревании выпадает также черный осадок металлического олова вследствие протекания реакции диспропорционирования:

2 [Sn(OH)₄]^2- → [Sn(OH)₆]^2- + Sn + 2 OH^-.

При недостатке щелочи может выпасть черный осадок оксида олова (II) SnO:

[Sn(OH)₄]^2- →SnO + 2 OH^- + 2 H₂O

6. Реакция с тиомочевиной (тиокарбамидом).

Реакция проводится в кислой среде.

Условное обозначение молекулы тиокарбамида SC(NH₂)₂ – L:

[BiCl₆]^3- + 3 L → [BiL₃]³⁺ (желтый) + 6 Cl^-.

Методика. На предметное стекло наносят каплю солянокислого раствора хлорида висмута (III) и добавляют кристаллик тиокарбамида. Капля окрашивается в оранжевый цвет.

Проведению реакции мешают катионы Hg₂²⁺, Fe³⁺.

Другие реакции висмута (III).

7. Реакция с гидрофосфатом натрия Na₂HPO4.

[BiCl₆]^3- + Na₂HPO₄ → BiPO₄ ↓ (белый)+ 6 Cl^- + 2Na⁺ + H⁺.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли солянокислого раствора хлорида висмута (III) и добавляют 2-3 капли раствора Na₂HPO₄. Выпадает белый осадок BiPO₄.

8. Реакция с дихроматом калия К₂Cr₂O₇.

[BiCl₆]^3- + К₂Cr₂O₇ + 2 Н₂О → (BiO)₂Cr₂O₇ ↓ (желтый) + 2K⁺ + 6Cl^- + 4H⁺

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли солянокислого раствора хлорида висмута (III) и добавляют 2-3 капли раствора К₂Cr₂O₇. Выпадает желтый осадок (BiO)₂Cr₂O₇ (дихромат виcмутила).

Другие реакции висмута (III).

С тиосульфатом натрия при нагревании выделяется осадок сульфида Bi₂S₃ черно-коричневого цвета, с 8-оксихинолином и KI – оранжево-красный осадок комплексного соединения.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Аналитические реакции катионов VI аналитической группы по кислотно-основной классификации: Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

Групповой реагент – NH₄OH в избытке.

Хотя элементы расположены в разных группах периодической системы Д.И.Менделеева, все эти катионы характеризуются способностью к комплексообразованию. Их гидроксиды растворяются в избытке аммиака с образованием комплексов различного состава.

Растворы солей меди, кобальта и никеля окрашены; кадмия и ртути (II) бесцветны.

Аналитические реакции катиона меди (II) Cu²⁺.

Акво – ионы меди (II) [Cu(H₂O)_n]²⁺ окрашены в голубой цвет, поэтому растворы солей меди (II) имеют голубую окраску с разными оттенками (от голубой до сине-зеленой). В водных растворах акво - ионы меди (II)

частично гидролизуются с образованием растворимых гидроксоаквокомплексов состава [Cu(H₂O)_n-m(OH)_m]^2-m по схеме:

[Cu(H₂O)_n]²⁺ + mH₂O = [Cu(H₂O)_n-m(OH)_m]^2-m + mH₃O⁺

1. Реакция с щелочами.

Cu²⁺ + 2 OH^- → Cu(OH)₂ ↓(сине-зеленый)

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли меди (II) и прибавляют 1-2 капли раствора NaOH. Образуется осадок гидроксида меди (II) голубого или сине-зеленого цвета.

Смесь осторожно нагревают до кипения и кипятят до потемнения осадка. Cu(OH)₂ разлагается, теряя воду и образуется черный осадок оксида меди (II) CuO:

Cu(OH)₂ → CuO ↓(черный) + Н₂О

Проба на растворимость. Осадок CU(OH)₂ растворяется в кислотах, в растворах аммиака (с образованием комплекса [Cu(NH₃)₄]²⁺ синего цвета), комплексообразующих органических кислот (лимонная, винная), частично растворим в концентрированных щелочах с образованием гидроксокомплексов меди (II).

2. Реакция с аммиаком (фармакопейная).

CuCl₂ + NH₃*H₂O → Cu(OH)Cl ↓(сине-зеленый)

Методика. В пробирку вносят 3-5 капель раствора соли меди (II) и прибавляют по каплям разбавленный раствор аммиака при перемешивании смеси. Вначале выпадает голубой (или голубовато-зеленоватый) осадок основной соли меди (II). В избытке аммиака осадок растворяется с образованием ярко синего раствора:

Cu(OH)Cl + 4 NH₃*H₂O → [Cu(NH₃)₄]²⁺ + OH^- + Cl^- + 4 H₂O

В кислой среде комплексный тетрамминмедь (II) – катион разрушается:

[Cu(NH₃)₄]²⁺ (ярко - синий) + 4 H₃O⁺ → [Cu(Н₂О)₄]²⁺ (голубой) + 4 NH₄⁺

и окраска раствора из ярко-синей переходит в голубую (цвет аквокомплекса меди (II)).

К аммиачному комплексу меди (II) прибавляют по каплям разбавленный раствор одной из кислот – HCl, HNO₃ или Н₂SO₄.

Окраска раствора из ярко - синей переходит в голубую.

Мешают катионы Cо²⁺, Ni²⁺, олово (II).

3. Реакция с гексацианоферратом (II) калия.

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- → Cu₂[Fe(CN)₆]↓(красно-коричневый).

Реакцию проводят в слабокислой среде.

Методика. а).В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли меди (II) и прибавляют 2-3 капли раствора К₄[Fe(CN)₆]. Выпадает красно-коричневый осадок ферроцианида меди (II).

б). Капельный метод на фильтровальной бумаге: на лист фильтровальной бумаги, пропитанной раствором ферроцианида калия, наносят каплю раствора соли меди (II). На бумаге образуется красно-коричневое пятно.

Проба на растворимость. Осадок не растворяется в разбавленных кислотах, но растворяется в 25%-м водном аммиаке:

Cu₂[Fe(CN)₆] + 12 NH₃+ 4 H₂O → (NH₄)₄[Fe(CN)₆] + 2 [Cu(NH₃)₄](ОН)₂

Проведению реакции мешают катионы, также образующие окрашенные осадки ферроцианидов (Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺).

4. Реакция с тиосульфатом натрия.

2Cu²⁺ + 2 S₂O₃^2-(избыток) + 2 H₂O → Cu₂S ↓(темно-бурый) + S↓ +4 H⁺ + 2SO₄^2- Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора соли меди (II), 2-3 капли разбавленного раствора H₂SO₄ и несколько кристалликов Na₂S₂O₃. Пробирку осторожно нагревают до кипения. Выпадает темный осадок, содержащий смесь Cu₂S и S.

5. Реакция с купроном (1-бензоиноксимом).

С₆Н₅ – СН - ОН

| купрон (H₂L)

С₆Н₅ – С = NOH

Cu²⁺ + H₂L + 2 H₂O → CuL(H₂O)₂↓(зеленый хлопьевидный) + 2 Н⁺

Купрон

Реакцию проводят в аммиачной среде.

Методика.

а). В пробирку вносят 2-3 капли кислого раствора соли меди (II), прибавляют 1-2 капли спиртового раствора купрона и 2-3 капли раствора аммиака. Образуется зеленый осадок комплекса меди (II) с купроном.

Реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.

б). На лист фильтровальной бумаги наносят каплю подкисленного раствора соли меди (II), каплю спиртового раствора купрона и каплю раствора аммиака. На бумаге возникает зеленое пятно.

Проба на растворимость. Осадок не растворяется в избытке аммиака.

6. Реакция восстановления меди (II) металлами до металлической меди (фармакопейная).

Реакцию дают металлы, расположенные в ряду напряжений металлов левее меди.

Cu²⁺ + Zn → Cu + Zn²⁺

Cu²⁺ + Fe → Cu + Fe²⁺

3 Cu²⁺ +2 Al → 3 Cu +2 Al³⁺

Методика. В пробирку вносят подкисленный раствор соли меди (II) и погружают в нее кусочек металлического цинка или алюминия, либо железа. Постепенно поверхность металла покрывается красным слоем металлической меди.

7. Окрашивание пламени газовой или спиртовой горелки.

Соли меди окрашивают пламя газовой горелки в изумрудно-зеленый цвет.

Методика. Платиновую или нихромовую проволоку погружают в концентрированную хлороводородную кислоту, затем в сухую соль меди и вносят в пламя горелки, которое окрашивается в зеленый цвет.

8. Реакция с тиоцианат – ионами.

Cu²⁺ + 2 SCN^- → Cu(SCN)₂↓→ CuSCN↓ + SCN^-

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли кислого раствора соли меди (II) прибавляют 1-2 капли раствора тиоцианата натрия или калия, либо аммония (NH₄SCN). Образуется черный осадок Cu(SCN)₂, постепенно переходящий в белый CuSCN.

9. Другие реакции меди (II).

Катионы Cu²⁺ с сульфид -ионами дают черный осадок сульфида меди CuS; с фосфатами – голубой осадок Cu₃(PO₄)₂.

Известны реакции комплексообразования меди (II) с различными органическими реагентами – купроином, купфероном, дитиоксамидом и др.

Аналитические реакции катиона кадмия Cd²⁺.

Акво – ионы кадмия [Cd(H₂O)_n]²⁺ в водных растворах бесцветны.

1. Реакция с щелочами и аммиаком.

Cd²⁺ + 2 OH^- → Cd(OH)₂↓(белый)

Методика. В две пробирки вносят по 3-4 капли раствора соли кадмия. В одну пробирку прибавляют 1-2 капли раствора NaOH или КОН. Выпадает белый осадок гидроксида кадмия Cd(OH)₂.

В другую пробирку прибавляют по каплям раствор аммиака. Выпадает белый осадок.

Проба на растворимость. Осадок Cd(OH)₂ нерастворим в избытке щелочи, но растворяется в избытке аммиака с образованием бесцветного аммиачного комплекса [Cd(NH₃)₄]²⁺:

Cd(OH)₂ + 4 NH₃ → [Cd(NH₃)₄]²⁺ + 2 OH^-

Осадок Cd(OH)₂ растворяется в кислотах:

Cd(OH)₂ + 2 H₃О⁺ → [Cd(H₂О)₄]²⁺

2. Реакция с сульфид – ионами.

Реакцию проводят в слабо кислых или щелочных растворах.

Cd²⁺ + S^2- → CdS↓(желтый)

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата кадмия, прибавляют две капли раствора сульфид

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 785 | Нарушение авторских прав