Все соли ртути ядовиты! 4 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 17Следующая ⇒

Осадок оксида марганца растворяют в соляной кислоте или серной кислоте, и в полученном растворе открывают катионы Mn²⁺ персульфатом аммония (окиление Mn²⁺до MnO₄^-), ведут при нагревании, добавив каплю раствора нитрата серебра. Катионы Mn²⁺ можно открывать дробным путем этой же реакцией.

Катионы магния обнаруживают действием Na₂HPO₄ или магнезон 1 в фильтрате (III).

К раствору солей железа(III) приливают раствор аммиакa до появления осадка, затем приливают несколько капель соляной кислоты и кипятят. Катион Fe³⁺ переходит в раствор, где его обнаруживают характерными реакциями.

Схема систематического хода анализа катионов пятой группы.

1. Если катионы пятой группы находятся в виде осадка гидроксидов, то его растворяют в соляной кислоте.
2. В отдельных пробах открывают ион железа (II) сK₃[Fe(CN)₆] и ион железа (III) с K₄[Fe(CN)₆]
3. Хлороводородный раствор нейтрализуют 0,5 Н раствором NaOH до появления слабой мути, которую потом растворяют добавлением нескольких капель HCl. Разбавляют десятикратным раствором дистиллированной воды, фильтруют.
4. Осадок (I) SbOCl, BiOCl обрабатывают в пробирке винной кислотой и фильтруют.	5. Фильтрат (I) Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺, Fe³⁺ - все катионы осаждают NaOH, добавляют Н₂О₂, нагревают и фильтруют.
8. Осадок (III) Fe(OH)₃, MnO₂, Mg(OH)₂ обрабатыают раствором хлорида аммония NH₄Cl.
9. Фильтрат (III) MgCl₂ открывают с: а) Na₂HPO₄, б) магнезоном 1	10. Осадок (IV) Fe(OH)₃, MnO₃ растворяют в разбавленной азотной кислоте.
6. Осадок (II) BiOCl промывают водой, растворяют в HNO₃ и открывают Bi³⁺ характерной реакцией.
12. Осадок (V) MnO₂ растворяют в соляной кислоте и обнаруживают с (NH₄)₂S₂O₈.	11. Фильтрат (IV) Fe³⁺, Fe²⁺ открывают KSCN.
7. Фильтрат (II) C₄H₄O₆(SbO). Из данного раствора открывают сурьму (III) или сурьму (V) характерными реакциями.

Лабораторная работа №7

ТЕМА: Шестая аналитическая группа катионов

(группы гидроксидов, растворяемых в избытке раствора аммиака)

К шестой аналитической группе относятся катионы Cu²⁺,Hg²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺.

Хотя элементы их расположены в разных группах Периодической системы Д.И. Менделеева: медь – в первой, кадмий и ртуть во второй, кобальт и никель в восьмой; все эти катионы характеризуют способность к комплексообразованию. Их гидроксиды растворяются в избытке аммиака с образованием аминокомплексов различного состава.

Групповым реагентом на катионы шестой группы является гидроксид аммония в избытке. Растворы солей меди, кобальта и никеля окрашены, кадмия и ртути (II) бесцветны.

Гидроксиды калия и натрия с растворами, содержащими катионы Cd²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ дают аморфные осадки гидроксидов, с катионами Hg²⁺- оксиды, с катионами Со²⁺ - основные соли:

CuSO₄ + 2KOH ® Cu(OH)₂¯ + K₂SO₄

Cu²⁺ + 2OH^- ® Cu(OH)₂

CdCl₂ + 2KOH ® Cu(OH)₂¯ + KCl

Cd²⁺ + 2OH^- ® Cd(OH)₂

NiCl₂ + 2KOH ® Ni(OH)₂¯ + KCl

Ni²⁺ + 2OH^- ® Ni(OH)₂

HgCl₂ + 2KOH ® HgO¯ + 2KCl +H₂O

Hg²⁺ + 2OH^- ® HgO + H₂O

CoCl₂ + KOH ® CoOHCl¯ + KCl

Co²⁺ + OH^- ® CoOHCl

Все эти осадки растворимы в кислотах (соляной, азотной и серной) и в избытке аммиака, кроме соединений ртути (II), которые растворяются в 25% растворе аммиака лишь при добавлении солей аммония.

Опыт. В 5 пробирок налейте по 3 капли раствора соответствующей соли, добавьте по 3 капли раствора щелочи и перемешайте стеклянной палочкой. Обратите внимание на характер и цвет осадка. Затем добавьте в каждую пробирке по 8 капель хлороводородной кислоты, перемешайте стеклянной палочкой, обратите внимание на цвет и растворимость осадка.

Раствор аммиака (не в избытке) взаимодействует с катионом шестой группы с образованием разных соединений:

2CuSO₄ + 2NH₄OH ® (CuOH)₂SO₄¯ + (NH₄)₂SO₄

2Cu²⁺+ SO₄²^-+ 2NH₄OH ® (CuOH)₂SO₄ +2NH₄⁺

CdCl₂ + 2NH₄OH ® Cd(OH)₂¯ + 2NH₄Cl

Cd²⁺ + 2OH^- ® Cd(OH)₂

HgCl₂ + 2NH₄OH ® [NH₂Hg]Cl¯ + 2NH₄Cl +2H₂O

HgCl₂ + 2NH₄OH ® [NH₂Hg]Cl¯ + NH₄⁺+ Cl^- +2H₂O

NiCl₂ + NH₄OH ® NiOHCl¯ + NH₄Cl

CoCl₂ + NH₄OH ® CoOHCl¯ + NH₄Cl

Концентрированный раствор аммиака в избытке дает растворимые соли:

СuSO₄ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]SO₄ +4H₂O

Сu²⁺ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]²⁺ +4H₂O

HgCl₂ + 4NH₄OH ® [Hg(NH₃)₄]Cl₂ +4 H₂O

Hg²⁺ + 4NH₄OH ® [Hg(NH₃)₄]²⁺ +4 H₂O

CdCl₂ + 4NH₄OH ® [Cd(NH₃)₄]Cl₂ +4 H₂O

Cd²⁺ + 4NH₄OH ® [Cd(NH₃)₄]²⁺ +4 H₂O

NiCl₂ + 6NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆]Cl₂ +6 H₂O

Ni²⁺ + 6NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆]²⁺ +6 H₂O

CoCl₂ + 6NH₄OH ® [Co(NH₃)₆]Cl₂ +6 H₂O

Co²⁺ + 6NH₄OH ® [Co(NH₃)₆]²⁺ +6 H₂O

Образование аммиаката ртути (II) и кобальта происходит при нагревании и добавлении к смеси солей хлорида аммония NH₄Сl (избыток катиона NH₄⁺ сдвигает реакцию вправо).

Растворы аммиакатов довольно устойчивы, за исключением аммиаката кобальта, который постепенно под влиянием кислорода из воздуха переходит в аммиакат кобальта (III), имеющего вишнево-красный цвет. В присутствии окислителей реакция протекает мгновенно.

Опыт. Возьмите 5 пробирок, внесите в каждую из них по 3 капли раствора солей меди (II), ртути(II), кадмия, никеля, кобальта. Добавьте сначала по 3 капли 25% раствора аммиака, перемешайте стеклянной палочкой. Обратите внимание на цвет осадка, затем в каждую пробирку внесите по 6 капель концентрированного раствора аммиака, снова перемешайте стеклянной палочкой, кроме того, добавьте в растворы, содержащие катионы Hg²⁺, Co²⁺, несколько капель кристаллов хлорида аммония NH₄Cl.

Сравните цвет осадков с окраской растворов комплексных солей.

Сероводород из нейтральных растворов осаждает все катионы шестой аналитической группы в виде сульфидов. Сульфиды меди(II), ртути(II), никеля и кобальта черного цвета, сульфиды кадмия – желтого цвета.

Сульфид кобальта и сульфид никеля в кислых растворах в осадок не выпадает. Сульфид кадмия выпадает в осадок только в слабокислой, лучше уксуснокислой среде, а сульфид меди (II) не растворяется при нагревании в разбавленной азотной кислоте. Сульфид ртути (II) не растворяется в разбавленных кислотах, но растворяется при нагревании в концентрированной азотной кислоте и царской водке.

Сероводород ядовит! Работать в вытяжном шкафу!

Опыт. Возьмите 5 пробирок и в каждую налейте по 3-4 капли раствора солей меди (II), ртути (II), кадмия, никеля и кобальта, и добавьте по 5-8 капель сероводородной воды. Для растворения осадков возьмите по 5-7 капель кислоты и внесите их в пробирки, тщательно перемешайте стеклянной палочкой.

Частные реакции катиона Cu²⁺

1. Водный раствор аммиака, взятый в некотором избытке, дает аммиакат меди, имеющий сине-фиолетовую окраску:

CuSO₄ + 4NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄]SO₄ +4H₂O

Опыт. В фарфоровую чашку поместите 4 - 5 капель раствора соли меди, осторожно выпарьте досуха на асбестированной сетке, охладите и на периферическую часть пятна нанесите каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивной сине–фиолетовой окраски говорит о присутствии катиона Cu²⁺. Эту реакцию удобно использовать для открытия катиона Cu²⁺ в присутствии катионов всех групп.

2. Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃, прибавленный к подкисленному раствору соли меди, обесцвечивает раствор, так как образуется комплексная соль. При нагревании полученного раствора образуется темно-бурый осадок сульфида меди Cu₂S.

Реакции катиона Cu²⁺ может протекать с тиосульфатом натрия с образованием различных продуктов в зависимости от количества реагента. Пи избытке:

2CuSO₄ + 2Na₂S₂O₃® Na₂SO₄ + Na₂S₄O₆+ Cu₂SO₄

Cu₂SO₄+ Na₂S₂O₃ ® Na₂SO₄ + Cu₂S₂O₃

Cu₂S₂O₃+ Na₂S₂O₃ ® Na₂[Cu₂(S₂O₃)₂]

Na₂[Cu₂(S₂O₃)₂] + H₂SO₄ ® Na₂SO₄ + H₂[Cu₂(S₂O₃)₂]

H₂[Cu₂(S₂O₃)₂] ® H₂SO₄ + SO₂ + Cu₂S¯ + S¯

__________________________________________________________

2CuSO₄ + 4Na₂S₂O₃ ® 3Na₂SO₄ + Na₂S₄O₆ + S¯ + Cu₂S¯ + SO₂

При эквивалентных соотношениях и недостатке реагента:

CuSO₄ + Na₂S₂O₃® CuS₂O₃ + Na₂SO₄

CuS₂O₃ + H₂O ® CuS¯ + H₂SO₄

Опыт. Налейте в пробирку 2-3 капли раствора сульфата меди, добавьте 4-5 капель воды, 2-3 капли раствора серной кислоты и добавьте 2-3 кристаллика тиосульфата натрия. Перемешайте стеклянной палочкой и нагрейте. Образуется темно-бурый осадок сульфида меди (I) и серы.

Азотная кислота должна отсутствовать, она окисляет тиосульфат натрия до Na₂SO₄ и S.

Металлический алюминий, железо и цинк восстанавливают катион Cu²⁺ до свободного металла, имеющего вид красной губчатой массы.

Cu²⁺ + Zn ® Cu + Zn²⁺

Опыт. На обезжиренную и зачищенную металлическую пластину (алюминиевую, железную или цинковую) нанесите каплю раствора соли меди, подкисленную серной кислотой. Через некоторое время появляется красноватое пятно меди.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию следует проводить в кислой среде при рН=1-2.

2. В присутствии азотной кислоты осаждение меди не происходит.

3. Реакция с гексацианоферратом(II) калия.

Катионы Cu²⁺ образуют с ферроцианидом калия K₄[Fe(CN)₆] в слабокислой средекрасно-коричневый осадок гексацианоферрата(II) меди Cu₂[Fe(CN)₆]

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]⁴^- ® Cu₂[Fe(CN)₆]

Осадок не растворяется в в разбавленных кислотах, но растворяется в 25%-м водном аммиаке:

Cu₂[Fe(CN)₆] + 12NH₃ + 4H₂O ®(NH₄)₄[Fe(CN)₆] + [Cu (N₃)₄](OH)₂

Мешают катионы, также образующие окрашенные осадки феррацианидов (Fe³⁺, Co²⁺, Ni²⁺).

Реакция катионов меди(II) с ферроцианидом калия можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.

Частные реакции катиона Hg²⁺

Соли ртути ядовиты!

1. Сероводород и тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ в кислой среде с солями ртути (II) при нагревании дают черный осадок сульфида ртути (II) HgS, нерастворимый в разбавленной азотной кислоте:

HgCl₂ + H₂S ® HgS¯ + 2HCl

2. Иодид калия образует с катионом Hg²⁺красный осадок иодида ртути HgI₂, растворимый в избытке реагента.

Hg(NO₃)₂ + 2KI ® HgI₂¯ + KNO₃; Hg²⁺+ 2I^- ® HgI₂

HgI₂ + 2KI ® K₂[HgI₄]; HgI₂ + 2I^- + 2K⁺ ® K₂[HgI₄]

Опыт. а) в пробирку налейте 4-5 капель раствора нитрата ртути (II) Hg(NO₃)₂ и осторожно опустите палочку, моченную раствором иодида калия KI. Вокруг палочки образуется ярко-красное пятно иодида ртути, которое быстро исчезает.

б) На полоску фильтровальной бумаги нанесите одну каплю разбавленного раствора иодида калия. Затем возьмите пипеткой раствор соли ртути (II), коснитесь осторожно пипеткой центра пятна и подержите 5-6 секунд. Образуется красное пятно.

Этими реакциями можно определить катион Hg²⁺ в присутствии катионов всех аналитических групп, кроме Ag⁺, Pb²⁺, которые предварительно удаляют из анализируемого раствора, добавляя смесь растворов хлорида калия и сульфата калия.

Условия проведения опыта.

1. Реакция протекает при рН< 6.

2. Избыток иодида калия приводит к растворению осадка.

3. Катионы Ag⁺, Pb²⁺и др., образующие с KI осадки, мешают проведению реакции, поэтому их предварительно необходимо удалить.

3. Хлорид олова SnCl₂ восстанавливает Hg²⁺ до [Hg₂]²⁺, а затем до металлической ртути:

2HgCl₂ + SnCl₂ ® Hg₂Cl₂¯ + SnCl₄

Hg₂Cl₂ + SnCl₂ ® 2Hg¯ + SnCl₄

Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю свежеприготовленного солянокислого раствора хлорида олова SnCl₂ и в центр пятна поместите сначала каплю раствора нитрата серебра, а затем каплю раствора соли ртути(II).

В присутствии катионов Hg²⁺ образуется черное пятно:

2Hg²⁺ + Sn²⁺ + Ag⁺ + 2Cl^- ® Sn⁺⁴ + Ag¯ + Hg₂Cl₂¯

Условия проведения опыта.

1. Реакцию проводят при рН< 5.

2. При выполнении опыта необходимо использовать свежеприготовленный раствор хлорида олова.

3. Сильные окислители мешают протеканию реакции.

4. Восстановление катиона Hg²⁺ до свободной ртути можно проводить металлической медью.

Опыт. На медную пластинку нанесите каплю испытуемого раствора. Через 4-5 минут на поверхности пластинки появляется черное пятно металлической ртути.

Условия проведения опыта.

1. Выполнению этой реакции мешают ионы Ag⁺, Bi^3+, [Hg₂] ²⁺, Sb⁺³,

2. При наличии в испытуемом растворе Sb⁺³, Bi³⁺ реакция протекает в присутствии анилина.

Частные реакции катиона Cd²⁺

1. Сероводород в уксуснокислой среде с катионом Cd²⁺дает желтый осадок сульфида кадмия:

H₂S + CdCl₂ ® 2HCl + CdS¯

S ²^-+ Cd²⁺ ® CdS¯

Так как открытию катиона Cd²⁺ мешают другие катионы шестой группы, то реакцию проводят следующим образом.

Опыт. В пробирку возьмите 3-4 капли раствора, содержащего катион Cd²⁺, добавьте 6 капель серной кислоты и 2-3 кристаллика тиосульфата натрия и нагрейте на водяной бане 2-3 минуты. При этом сульфид ртути HgS и сульфид меди Cu₂S выпадают в осадок. В растворе остаются катионы Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺. Осадок отделите. В другую пробирку налейте 5-6 капель сероводородной воды и добавьте 2-3 капли фильтрата.

При наличии катиона Cd²⁺ сейчас же выпадает желтый осадок сульфида кадмия CdS. Проверьте его растворимость в соляной и уксусной кислотах.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию образования сульфида кадмия проводят в уксуснокислой среде.

2. Окислители мешают осуществлению реакции.

2. Тиомочевина образует с солями кадмия легкорастворимые комплексные соли:

CdCl₂ + 4 CS(NH₂)₂ ® [Cd(CSN₂H₄)₄]Cl₂

Комплексные соли кадмия легко разлагаются сероводородом даже при избытке тиомочевины. Комплексы других катионов устойчивы.

Опыт. В пробирку налейте 3-4 капли соли кадмия, добавьте 3-4 кристаллика тиомочевины, перемешайте палочкой, дайте постоять 3 минуты и затем добавьте 5-6 капель свежеприготовленной сероводородной воды.

В присутствии катиона Cd²⁺ выпадает желто-оранжевый осадок. Эта реакция позволяет открыть Cd²⁺ в присутствии ионов Cu²⁺, которые дают прочный тиомочевинный комплекс.

3. Открытие Cd²⁺ при помощи KI. Катионы кадмия с избытком KI и NH₄ОН образует белый осадок комплексной соли [Cd(NH₃)₄]I₂. Для открытия катионов кадмия к раствору соли кадмия приливают раствор аммиака до полного растворения образовавшегося вначале осадка, затем – небольшое количество 30-40% свежеприготовленного раствора KI. При этом через некоторое время из раствора выделяется белый осадок йодистого тетраммина кадмия:

Cd(NO₃)₂ + 2NH₄OH ® Cd(OH)₂¯ + 2NH₄OH

Cd(NO₃)₂ + 2NH₄OH + 2NH₄NO₃ ® [Cd(NH₃)₄](NO₃)₂ + 4H₂O

[Cd(NH₃)₄](NO₃)₂ + 2KI ® [Cd(NH₃)₄]I₂¯ + 2KNO₃

Открытию Cd²⁺ этой реакцией не мешает ни один из катионов шестой группы. Катионы других аналитических групп так же не мешают этой реакции, так как после добавления NH₄OH к анализируемому раствору большинство из них выпадает в осадок гидроокисей или окисей и, прежде чем приливать сюда KI, этот осадок отфильтровывается.

Частные реакции катиона Со²⁺

Катион Со²⁺ имеет в водных растворах розовато-фиолетовую окраску.

1. Роданид аммония (или калия) NH₄SCN (KSCN) образует с катионом Со²⁺ комплексную соль:

CoCl₂ + 4NH₄SCN «(NH₄)₂[Co(SCN)₄] + 2NH₄Cl

Co²⁺ + 4SCN^-«[Co(SCN)₄]²^-

Тетрародано-(II) кобальтат аммония (NH₄)₂[Co(SCN)₄] имеет красивую сине-голубую окраску: ион [Co(SCN)₄]²^- неустойчив и легко распадается в водных растворах. Но если к нему прибавить амиловый спирт (или смесь его с эфиром) и взболтать, то это комплексное соединение переходит в смесь растворителей (оно более растворимо в них, чем в воде) и окрашивает спиртовой слой в синий цвет. При проведении данной реакции необходимо иметь в виду, что для уменьшения диссоциации иона [Co(SCN)₄]²^- следует ввести избыток ионов SCN^-:

[Co(SCN)₄]²^- «Со²⁺ + 4SCN^-

Опыт. В пробирку налейте 2-3 капли раствора соли кобальта (II), добавьте 8-10 капель насыщенного раствора роданида аммония, 5-6 капель смеси эфира с амиловым спиртом и взболтайте. Окрашивание верхнего слоя в ярко-синий цвет – признак присутствия катиона Со²⁺.

Открытию катиона кобальта может мешать присутствие катионов Cu²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, поэтому ниже приводится способ, который позволяет открывать катион Со²⁺ в присутствии катионов всех аналитических групп.

Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю концентрированного раствора роданида аммония, а на полученное пятно – одну каплю испытуемого раствора, затем бумажку подержите в парах аммиака (над горлышком склянки с концентрированным раствором аммиака) и подсушите над пламенем горелки. Если имеется катион кобальта, то периферическая часть пятна окрашивается в интенсивно-синий цвет.

2. Тетрародано-(II) меркурат аммония (NH₄)₂[Hg(SCN)₄] при действии на катион Со²⁺ образует синий осадок комплексной соли Co[Hg(SCN)₄]. Выпадение осадка в присутствии катиона цинка:

2(NH₄)₂[Hg(SCN)₄]+ZnSO₄+CoSO₄®

Zn[Hg(SCN)₄]×Co[Hg(SCN)₄]¯+ 2(NH₄)₂SO₄

Наличие катиона Cu²⁺ мешает проведению реакции, так как катион меди в присутствии катиона цинка дает оливково-зеленый осадок, кроме того, и другие катионы отрицательно влияют на ход реакции.

Опыт. В пробирку возьмите 2-3 капли тетрародано-(II) меркурата аммония, пибавьте 2 капли 2 н раствора серной кислоты и прилейте 2 капли раствора сульфата цинка и 2 капли соли кобальта. Перемешайте стеклянной палочкой, пи наличии катиона Со²⁺ выпадает осадок сине-голубого цвета.

Частные реакции катиона Ni²⁺

В водных растворах соли никеля имеют зеленую окраску

1. Диметилглиоксим (реактив Чугаева) в аммиачной среде дает с катионом Ni²⁺ осадок внутрикомплексной соли:

NiSO₄ + 6NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆]SO₄ + 6H₂O

[Ni(NH₃)₆]SO₄ + 2C₄H₈N₂O₂ + 4H₂O ® Ni(C₄H₇N₂O₂)₂¯ +(NH₄)₂SO₄ + 4NH₄OH

NiSO₄ + 2NH₄OH + 2C₄H₈N₂O₂® Ni(C₄H₇N₂O₂)₂¯ + (NH₄)₂SO₄ + 2H₂O

Опыт. В пробирку внесите 4 капли соли никеля, добавьте 1-2 капли раствора перекиси водорода (окисление Fe²⁺ и Fe³⁺) и 5-6 капель концентрированного раствора аммиака: осадок, если он не растворился, отфильтруйте.

Одну каплю фильтрата поместите в фарфоровую чашку и добавьте каплю реактива Чугаева.

Если присутствует катион Ni²⁺, то раствор окрашивается в интенсивный розовый цвет, а затем образуется красный осадок.

Условия проведения опыта.

1. Реакция протекает при рН = 6-5 (аммиачная среда)

2. При наличии Fe²⁺ его предварительно окисляют перекисью водорода до Fe³⁺

3. Ионы Cu²⁺ и Со³⁺ мешают проведению реакции и должны быть удалены, так как они образуют с диметилглиоксимом окрашенное соединение.

Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю раствора гидрофосфата натрия Na₂HPO₄, затем в центр пятна – каплю исследуемого раствора (при наличии в растворе катиона никеля) прибавьте каплю перекиси водорода), после чего добавьте еще каплю гидрофосфата натрия и каплю диметилглиоксима. В присутствии катиона никеля все пятно или его переферическая часть окрашивается в розово-красный цвет.

Лабораторная работа № 8

ТЕМА: Анализ смеси катионов шестой аналитической группы

Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!