Мешающие ионы: катионы p- и d-элементов
Общая характеристика
В состав четвертой аналитической группы входят катионы р-элементов главной подгруппы III и IV групп (Al3+ , олово) и d – элементов побочных подгрупп II и VI групп (Zn2+, Cr3+ ) периодической таблицы Д. И. Менделеева.
Хорошо растворимы в воде сульфаты, нитраты, хлориды, бромиды и йодиды алюминия, цинка и хрома (III). При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды (рН< 7). Соли очень слабых
кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергаются необратимому гидролизу и не могут существовать в водном растворе.
Cr2S3 + 6H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
Карбонаты щелочных металлов осаждают катион Zn2+ в виде основной соли (ZnOH)2CO3, растворимой в аммиаке и кислотах.
2Zn2+ + 3СО32- + 2Н2О → (ZnOH)2CO3↓ + 2НСО3-
Катионы Al3+, Cr3+, Sn2+ сопровождаются карбонатами вследствие гидролиза в виде гидроксидов:
2AlCl3 + 3Na2CO3 → Al2(CO3)3 + 6NaCl Al2(CO3)3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 3CO2↑
Ионы Al3+, Zn2+ бесцветны, соединения хрома Cr(III) окрашены в зеленый или фиолетовый цвет.
Ионы Al3+, Cr3+, Zn2+ обладают способностью к комплексообразованию.
Для соединений хрома и мышьяка характерна склонность к окислительно – восстановительным реакциям, что используется при анализе.
Гидроксиды катионов четвертой группы труднорастворимы и являются слабыми электролитами, обладают амфотерными свойствами. Это свойство гидроксидов используется в систематическом ходе анализа.
|
|
|
Таблица 1
Продукты реакций катионов четвертой аналитической группы
| Реактив | Al 3+ | Cr 3+ | Zn 2+ | Sn (II) |
| NaOH | Al(OH)3 белый осадок, растворим в NaOH | Cr(OH)3 серо-зеленый осадок, растворим в NaOH | Zn(OH)2 белый осадок, растворим в NaOH | Sn(OH)2 белый осадок растворим в NaOH |
| избыток NaOH | Na3[Al(OH)6] бесцветный раствор | Na3[Cr(OH)6] зеленый раствор | Na2[Zn(OH)4] бесцветный раствор | Na2[Sn(OH)4] бесцветный раствор |
| NH 4 OH | Al(OH)3 белый осадок | Cr(OH)3 серо-зеленый осадок, растворим в | [Zn(NH3)4]2+ раствор | Sn(OH)2 белый осадок |
| NH4OH | |||||
| Co (NO 3 ) 2 | Co(AlO2)2 синий цвет | CoZnO2 зеленый цвет | |||
| (NH 4 ) 2 S | Al(OH)3 белый осадок | Cr(OH)3 серо-зеленый осадок | ZnS белый осадок | SnS темно- коричневый осадок | |
| Na 2 CO 3 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 | (ZnOH)2CO3 | Sn(OH)2 |
Действие группового реагента
Катионы четвертой группы осаждаются из растворов едкими щелочами. Едкие щелочи являются групповыми реагентами на катионы IV аналитической группы.
AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3↓ + 3NaCl ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ + 2NaCl SnCl2 + 2NaOH → Sn(OH)2↓ + 2NaCl
SnCl4 + 4NaOH + 2H2O → H2[Sn(OH)6]↓ + 4NaCl
Oсадки гидроксидов проявляют амфотерные свойства и растворяются в избытке щелочи, образуя соли соответствующих кислот:
|
|
|
Al(OH)3↓ + NaOH → NaAlO2 + 2H2O Cr(OH)3↓ + Na(OH) → NaCrO2 + 2H2O Sn(OH)2↓ + 2NaOH → Na2SnO2 + 2H2O Zn(OH)2↓ + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O H2[Sn(OH)6]↓ + 2KOH → K2[Sn(OH)6] + 2H2O
При растворении гидроксидов в кислотах образуются соли катионов IV группы:
Al(OH)3↓ + 3НCl → AlCl3 + 3H2O
Cr(OH)3↓ + 3HCl → CrCl3 + 3H2O Zn(OH)2↓ + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O Sn(OH)2↓ + 2HCl → SnCl2 + 2H2O H2[Sn(OH)6]↓ + 6HCl → H2[SnCl6] + 6H2O
Реакции обнаружения катиона цинка Zn 2+
1. 
Гидроксид аммония NH 4OH образует с ионами цинка белый осадок Zn(OH)2, который растворяется в избытке реактива и в солях аммония с образованием комплексного иона:
ZnSO4 + 2NH4OH → Zn(OH)2↓ + (NH4)2SO4 Zn2+ + 2NH4OH → Zn(OH)2↓ + 2NH4+
Zn(OH)2↓ + 4NH 4OH → [Zn(NH3)4](OH)2 + 4H2O Zn(OH)2↓ + 4NH4OH → [Zn(NH3)4]2+ + 2OH- + 4H2O
2. Сульфид натрия (или сульфид аммония) осаждает из водных растворов солей цинка белый осадок ZnS,
нерастворимый в уксусной кислоте, но растворимый в разведенной хлороводородной кислоте (фармакопейная реакция):
ZnCl 2+ Na2S → ZnS↓ + 2NaCl Zn2+ + S2-→ ZnS↓
ZnS↓ + 2HCl → ZnCl2+ H2S↑
мешающие ионы: катионы p- и d-элементов
3. Гексацианоферрат ( II ) калия (желтая кровяная соль) K 4 [ Fe ( CN ) 6 ] при взаимодействии с солями цинка образует белый осадок калий-цинк гексацианоферрата (II), нерастворимый в разбавленной хлороводородной кислоте (фармакопейная реакция):
|
|
|
3ZnCl2 + 2K4[Fe(CN)6] → Zn 3K2[Fe(CN)6]2↓ + 6KCl
3Zn2+ + 2K+ + 2[Fe(CN)6]4- → Zn3K2[Fe(CN)6]2↓
мешающие ионы: Ba 2+ , С a 2+ , катионы p - и d -элементов
4. Реакция с нитратом кобальта: После сжигания кусочка фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли цинка и нитрата кобальта получается зола, окрашенная в зеленый цвет цинкатом кобальта («зелень Ринмана») (фармакопейная реакция):
Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 → CoZnO2 + 4NO2↑ + O2↑
мешающие ионы: Al 3+
Реакции обнаружения катиона Cr 3+
1. 
Пероксид водорода H 2 O 2 в присутствии щелочи окисляет ион хрома Cr3+ сине-зеленого цвета в хромат – ионы CrO4 2- желтого цвета:
2CrCl3 + 3H2O2 + 10NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaCl +
8H2O
2Cr3+ + 3H2O2 + 10OH- → 2CrO4 2- + 8H2O
При добавлении серной кислоты желтые хромат - ионы
|
Пероксид водорода в кислой среде превращает ионы Cr2O72- в пероксид хрома CrO5 (или надхромовую кислоту H2CrO6), который имеет синий цвет:
2CrO4 2- + 2Н+ ↔ Cr2O72- + H2O
|
+ 4H2O2 + 2Н+
— H2CrO6 + 3H2O
2. Сульфид аммония ( NH 4 ) 2 S (или натрия Na 2 S ) осаждает из растворов солей Cr3+ гидроскид хрома Cr(OH)3 серо-зеленого цвета:
|
|
|
2CrCl3 + 3(NH4)2S + 6H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NH4Cl
2Cr3+ + 3S2- + 6H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 262; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!