Алюминий. Реакции обнаружения катионов третьей группы

Реакции обнаружения катионов третьей группы

Общие реакции катионов третьей группы

Лабораторная работа № 3

Техника безопасности

Окраска соединений

Комплексообразование

Гидролиз солей

Все соли хрома, алюминия и цинка, образованные сильными кислотами, подвергаются ступенчатому гидролизу по катиону, а значит, имеют кислую реакцию:

AlCl₃ + HOH «2AlOHCl₂¯ + HCl

Al³⁺ + HOH «AlOH²⁺ + H⁺

Zn²⁺ + HOH «ZnOH⁺ + H⁺

ZnOH⁺ + HOH «Zn(OH)₂ + H⁺

Cr³⁺ +HOH «Cr(OH)²⁺ +H⁺

Алюминаты, хромиты и цинкаты также очень сильно гидролизуются и имеют щелочную реакцию, например:

CrO₂^- + H₂O «HCrO₂ + OH^-

Ионы цинка и хрома (III) образуют комплексы с различными лигандами: катионные- с аммиаком и водой, анионные - с гидроксид - ионом и другими отрицательно заряженными лигандами.

Координационные числа их равны: у цинка – IV; у алюминия – IV, VI; хрома - VI.

Растворы солей алюминия и цинка бесцветны. Соединения хрома (III) в кислой среде имеют окраску от фиолетовой до зелёной, а в щелочной среде - ярко-зелёные.

Соединения хрома (VI) в кислой среде оранжевого цвета, в щелочной - жёлтого цвета.

При работе руководствоваться общими правилами работы в химической лаборатории.

«Изучение свойств катионов III аналитической группы и анализ их смеси»

Цель работы: изучение свойств солей, гидроксидов ионов Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺; знакомство с методами разделения и обнаружения.

Проделать и записать уравнения реакций с 1-2 каплями солей катионов Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺ согласно табл. 4. Реакции по пунктам 1,2,3 проделывать в одной пробирке, доливая реактивы в последовательности: NaOH®NaOH_изб®H₂O₂.

Таблица 4

Реактивы	Условия проведения реакций	катионы
Al^3+	Cr^3+	Zn^2+
1. NaOH	Недостаток	Al(OH)3¯ белый	Cr(OH)3¯ серо-зелёный	Zn(OH)2 ¯ белый
2. NaOH	Избыток (до растворения осадков)	AlO2^- бесцветный	CrO2^- зелёный	ZnO2^2- бесцветный
3. NaOH+H2O2	Избыток нагреть	AlO2^- бесцветный	CrO4^2- жёлтый	ZnO2^2- бесцветный
4. NH4OH	Избыток	Al(OH)3¯	Cr(OH)3¯	[Zn(NH3)4]^2+
5. Na2CO3		Al(OH)3¯	Cr(OH)3¯	(ZnOH)2CO3 ¯ белый

Реакция с алюминоном. Алюминон (аммонийная соль ауринтрикарбоновой кислоты) C₂₂H₁₁O₃(NH₄)₃ образует с Al(OH)₃ соединение красного цвета, по структуре подобное лаку.

Выполнение реакции. К 2 каплям соли алюминия (или алюминату) прибавить 2 капли 2н раствора СН₃СООН до рН<7, прилить 2 капли раствора алюминона и нагреть на водяной бане, затем прибавить раствор NH₄OH (до появления запаха) и две-три капли раствора (NH₄)₂СO₃ и прокипятить. Красные хлопья алюминиевого лака доказывают присутствие Al³⁺. Реакция чувствительна.

Кроме иона Al³⁺ лаки красного цвета с алюминоном образуют ионы Fe³⁺, Са²⁺, Cr³⁺. В отличие от алюминиевого лака, лак, образованный хромом, разрушается под действием избытка NH₄OH. Ион Fe³⁺, если необходимо, cначала отделяют действием избытка щёлочи, после чего раствор подкисляют СН₃СООН.

Дата добавления: 2015-06-04