Частные реакции катионов четвертой аналитической группы

Реакция катиона хрома (III) Cr³⁺

1. Гидроксиды щелочных металлом NаOH и KOH являются групповыми реактивами для четвертой группы. Гидроксид натрия из раствора соли хрома (III) выделяет серо-зеленый амфорный осадок гидрокси CrCl₃ + 3KOH = Cr(OH)₃↓ + 3KCl

Cr³⁺ + 3OH^- = Cr(OH)₃↓

Осадок Cr(OH)₃ растворяется:

а) в разбавленных кислотах Cr(OH)₃↓ +3 HCl = CrCl₃ + 3H₂O

б) в избытке растворов щелочей Cr(OH)₃↓ + 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆],

что указывает на амфотерность гидроксида хрома (III).

2. Сульфид аммония ((NH₄)₂S выделяет из растворов солей хрома (III) аморфный осадок гидроксида хрома (III):

2CrCl₃ + 3(NH₄)₂S + 6H₂O = 2Cr(OH)₃↓ + 3H₂S↑ + 6NH₄Cl

3. Пероксид водорода Н₂О₂ в присутствии щелочи окисляет ион хрома Cr³⁺ в хромат ион CrO₄^2-. Реакция сопровождается характерным внешним признаком – изменением окраски раствора из ярко-зеленой (цвет ионов Cr³⁺) в ярко-желтую (цвет ионов CrO₄^2-).

Реакции протекают в такой последовательноти:

1. образуется гидроксид хрома CrCl₃ + 3NaOH = Cr(OH)₃↓ + 3NaCl

2. в избытке щелочи образуется комплексная соль

Cr(OH)₃↓ + 3NaOH = Na₃[Cr(OH)₆]

3. окисление до хромата (желтого цвета)

Суммарная реакция:

2CrCl₃ + 3H₂O₂ + 10 NaOH = 2Na₂CrO₄ + 6NaCl + 8 H₂)

Если полученный раствор хромата подкислить разбавленной H₂SO₄, то пероксид водорода образует хромат в надхромовую кислоту H₂CrO₆ синего цвета, легко переходящую в органический слой.

2. Получение надромовой кислоты. В пробирку помещают 3 капли разбавленной H₂SO₄, 2 капли раствора пероксида водорода и 1 мл бутилового спирта, смесь встряхивают. Затем прибавляют 2-3 капли полученного раствора хромата (желтого цвета) и снова встряхивают. Наблюдают окраску эфирного слоя оранжевого цвета.

Реакция катиона Zn²⁺

1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH и KOH как групповой реактив выделяют из растворов солей цинка белый студенистый осадок гидроксида цинка:

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂↓ + 2 NaCl

Zn²⁺ + 2OH = Zn(OH)₂↓

2. Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами и поэтому растворяется:

а) в разбавленных кислотах Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O

б) в избытке щелочи Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na[Zn(OH)₄]

3. Сульфид аммония (NH₄)₂S осаждает из нейтральных растворов ион цинка в виде белого аморфного сульфида цинка:

ZnCl₂ + (NH₄)₂S = ZnS↓ + 2NaCl

Zn²⁺ + S^2- = ZnS↓

4. Гексацианоферрат (III) калия K₃[Fe(CN)₆] красная кровяная соль) с солями цинка дает коричневато-желтый осадок гексацианоферрата (III) цинка:

3ZnCl₂ + 2 K₃[Fe(CN)₆] =Zn₃K₃[Fe(CN)₆]₂↓ + 6KCl

3Zn³⁺ + 2[Fe(CN)₆]₂↓

Осадок растворяется в хлороводородной кислоте и растворе аммиака.

5. Реакция сухим путем (образование зелени Ринмана).

Кусочек фильтровальной бумаги, смоченный раствором соли цинка и раствором нитрата кобальта (II), при сжигании дает золу, окрашенную в зеленый цвет цинкатом кобальта (зелень Ринмана). При этом происходит реакция:

Zn(NO₃)₂ + Co(NO₃)₂ = CoZnO₂ + 4NO₂↑ + O₂↑

проведению реакции мешают ионы Al^3-+3, Cr⁺³.

Реакция катиона Al³⁺

1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH или KOH, как групповой реактив, с солями алюминия образуют белый осадок гидроксида алюминия Al(SO₄)₃.

Вследствие амфотерного характера гидроксида алюминия осадок растворяется в разбавленных кислотах:

Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O и в избытке щелочи:

Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄]

Al³⁺ + 3OH^- = Al(OH)_3↓

2. Сульфид аммония (NH₄)₂ из растворов солей Al³⁺ выделяет аморфный осадок гидроксида алюминия:

3(NH₄)₂S + Al₂(SO₄)₃ + H₂) = 2 Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑+ 3(NH₄)₂SO₄

3. Сухой хлорид аммония NH₄Cl выделяет из растворов комплексных солей алюминия (тетрагидроксоалюминат калия) осадок гидроксида алюминия:

K[Al(OH)₄] + NH₄Clтв. = Al(OH)₃↓ + KCl + NH₃↑ + H₂O

[Al(OH)₄]^- + NH₄^- = Al(OH)₃↓ + NH₃↑ + H₂О

4. Получение «тенаровой сини». Разбавленный раствор нитрата кобальта (III) образует с солями алюминия алюминат кобальта, образующий при сжигании золу синего цвета:

2Al₂(SO₄)₃ + 2Co(NO₃)₂ = 2Co(AlO₂)₂ + 6SO₃↑ + 4NO₂↑ + O₂↑

Дата добавления: 2015-06-04