Лабораторный практикум

«Качественные реакции на I, II группы катионов

Кислотно-основной классификации»

 

I группа катинов

 

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ НАТРИЯ

 

1. Реакция окрашивания пламени. Реакция фармакопейная.

Пламя газовой горелки окрашивается солями натрия в желтый цвет. Окраска устойчивая в течение нескольких секунд.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

Очистить платиновую или нихромовую проволочку, сделанную в виде небольшой петли, в 1 N растворе соляной кислоты, затем в дистиллированной воде и обмакнуть в исследуемый раствор, ввести в бесцветное пламя горелки и наблюдать желтое окрашивание пламени

 

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ КАЛИЯ

 

1 Гидротартрат натрия NaНС₄О₆(натриевая соль винной кислоты) с растворами солей калия образует белый кристаллический осадок КНС₄Н₄О₆ .

 

К⁺ + НС₄Н₄О₆^‾ → KHС₄H₄О₆ ↓

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

Реакцию необходимо проводить в нейтральной среде.

К 4-5 каплям раствора соли калия прибавить равный объем гидротартрата натрия. Перемешать реакционную смесь стеклянной палочкой. Если осадок не выпадает, слегка потереть палочкой о стенки пробирки и охладить раствор под струей холодной воды.

Осадок растворим в кислотах (образуется винная кислота) и в щелочах (образуются средние соли кислоты). Проверить растворимость осадка в HCl, CH₃COОН, NaOН и NH₄0Н. Написать уравнения реакций.

 

2. Гексанитрокобальтат (III) натрия Na₃[Со(NO₂)₆] образует с катионами калия кристаллический осадок K₂Na[Co(NO₂)₆].Реакция фармакопейная. Реакция протекает в нейтральной среде по уравнению:

 

2КС1 + Na₃[Co(N0₂)₆] → K₂Na[Co(N0₂)₆]↓ +2NaCl

Нельзя реакцию проводить в сильно кислой и щелочной среде. В щелочной среде реагент разлагается по уравнению:

[Co(NO₂)₆]^3-+ЗОН^- →Со(ОН)₃↓+ 6NO₂^‾

В присутствии сильных кислот реагент разлагается по уравнению:

[Со(NO₂)_б]^3- + 10Н⁺ → 2Со²⁺ + 5NO↑ + 7NO₂↑+5 H₂O

Следует также иметь в виду, что реагент при долгом хранении разлагается с выделением ионов Со²⁺ ( раствор становится розовым), поэтому пользоваться можно лишь свежим приготовленным раствором.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

В пробирку поместить 5 капель соли калия, прибавить 2 капли слабого раствора уксусной кислоты и 4 капли реагента. Реакция очень чувствительная. Определению иона калия с помощью гексанитрокобальтата натрия мешают ионы NH₄⁺

 

3. Реакция окрашивания пламени. Реакция фармакопейная. Пламя газовой горелки окрашивается солями калия в слабофиолетовый цвет.

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

Платиновую или нихромовою проволочку, впаянную в стеклянную палочку очистить, смочив в растворе НС1 и прокалить в пламени горелки до полного исчезновения окраски в пламени. Очищенную проволочку смочить раствором соли калия и внести в бесцветное пламя. В присутствии солей натрия фиолетовая окраска пламени маскируется желтым цветом, поэтому наблюдать окраску пламени лучше через синее стекло, которое поглощает желтые лучи и фиолетовое окрашивание будет хорошо заметным в присутствии натрия.

 

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ АММОНИЯ

 

1. Гидроксиды щелочных металлов при нагревании с солями аммония выделяют газообразный аммиак: (Реакция фармакопейная)

 

NH₄CI + NaOH NH₃↑ + H₂O + NaCl

 

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

В пробирку поместить 3 капли раствора соли аммония прибавить 2 капли NaОН и нагреть реакционную смесь. Выделение аммиака определяют по характерному запаху или по изменению окраски влажной индикаторной бумаги, показывающей щелочную реакцию.

 

2.Реактив Несслера K₂[HgI₄] в присутствии КОН с солями аммония образует характерный красно-бурый осадок йодида оксодигидраргират (II) аммония:

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

В пробирку поместить 3 капли соли аммония, прибавить 5 капель реактива. Реакция очень чувствительная. Катионы 1 и 2 группы не мешают реакции. Катионы 3-4 групп образуют цветные осадки цветные осадки с КОН и поэтому мешают определению катиона аммония.

 

II группа катионов.

Опыт I. Действие группового реагента HCl

Ион хлора Сl^- с катионами серебра, свинца и ртути дает осадки хлоридов белого цвета:

Ме⁺ + Cl^-→ MeCl↓

Осадки обладают различной растворимостью и свойствами, используя которые можно разделить и определить катионы в смеси.

Осадок AgCl растворяется в водном растворе аммиака с образованием комплекса:

AgCl + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + H₂O

Осадок Hg₂Cl₂ c раствором аммиака дает хлористое амидное соединение ртути, которое разлагается с выделением металлической ртути черного цвета:

 

Осадок РbСl ₂ растворяется в горячей воде.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА.

К 5 каплям растворов солей Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ прибавить по 5 капель 2М раствора HCI. Осадок AgCI взмутить и разделить на две части. К первой добавить 2М раствор аммиака до растворения осадка, ко второй 2 капли 2М раствора HNO₃. К осадку РЬС1₂ добавить 0,5мл дистиллированной воды и нагреть при перемешивании до растворения, затем охладить.

Описать все свои наблюдения, уравнения реакций и найти в справочнике данные по растворимости хлоридов катионов II группы.

 

 

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ СЕРЕБРА

1. Действие NaOH.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

К 2 каплям соли серебра добавить 2 капли 2М раствора NaOH. К полученному осадку прибавить 2М раствор аммиака до растворения. Написать уравнения реакции.

2.Действие К₂СгО₄.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

К 4 каплям раствора соли Ag⁺ добавить 3 капли хромата калия. Наблюдается выпадение кирпично-красного осадка хромата серебра. Полученный осадок испытать на растворимость в 2М азотной кислоте и 2М растворе аммиака. Написать уравнение реакций.

 

3. Действие KI и КВr,

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

В две пробирки поместить по 3 капли раствора нитрата серебра. В одну пробирку прибавить 3 капли раствора KI, в другую столько же раствора КВr. Каждый осадок испытать на растворимость в НNО₃ и NH₄OH, добавляя по 2 – 3 капли реактива.

 

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ СВИНЦА

1. С NaOH.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

К 4 каплям раствора соли свинца добавить 2 капли раствора щелочи. Белый осадок взмутить и разделить на 3 части. Испытать на растворимость в 2М HNOз, в щелочи и 2М растворе NH₄OH. Написать уравнения реакций и описать свои наблюдения.

2. С ионами SO₄^2-.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

К 3 каплям раствора соли свинца прибавить 3 капли 1М H₂SO₄ или раствор какого-либо растворимого сульфата. Выпавший белый осадок проверить на растворимость в 2М растворе NaOH.

 

3.Реакция с K₂CrO₄.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

К 3 каплям соли свинца прибавить 3 капли раствора хромата калия. Получений желтый осадок исследовать на растворимость в 2М растворах HNO₃, CH₃СООН, NaOH.

 

4. Реакция c KI.

ВЫПОЛНЕНИЕ ОПЫТА

К 5 каплям соли свинца прибавить KI, 5капель воды и 2М уксусной кислоты и нагреть осторожно до растворения. Затем быстро охладить под струёй холодной воды. Наблюдать появление осадка в виде золотистых чешуек. (реакция фармакопейная).