ТЕМА: Анализ смеси катионов первой группы 2 страница

Обнаружение катионов Са²⁺ 4-5 капель фильтрата (после отделения катионов стронция) вносят в пробирку, добавляют равный объем раствора карбоната натрия, перемешивают стеклянной палочкой. Образовавшийся осадок карбонатов стронция и кальция отделяют и промывают дистиллированной водой, растворяют в уксусной кислоте и добавляют раствор сульфата аммония (NH₄)₂SO₄, при этом катион стронция осаждается в виде сульфата стронция, а катион кальция остается в основном растворе. Осадок отделяют, а фильтрат делят на две части.

К первой половине добавляют раствор оксалата аммония, а ко второй половине прибавляют ацетон или спирт.

Появление осадка указывает на наличие катионов Са²⁺.

Лабораторная работа № 4

Контрольная задача

ТЕМА :Анализ смеси катионов первой, второй и третьей группы

Ход анализа:

Исследуемый раствор, содержащий смесь катионов трех групп может быть с осадком и без осадка. Осадок может содержать хлориды AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂ или сульфаты BaSO₄, SrSO₄, CaSO₄ или все вместе.

Раствор без осадка.

1. В отдельной пробе отделяют катион NH₄⁺ и нагревают с раствором NaOH.

2. К исследуемому раствору добавляют 2 н раствор НCl. Фильтруют, промывают осадок 0,5% раствором соляной кислоты.

3. Осадок (1) AgCl, Hg₂Cl₂ и PbCl₂ анализируют. 4. Фильтрат (1) содержит катионы Ва²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, K⁺, Na⁺, NH₄⁺. Добавляют (NH⁴)₂SO₄, дают постоять и фильтруют.

5. Осадок (II) BaSO₄, SrSO₄, CaSO₄, PbSO₄ обрабатывают горячим 30% раствором СН₃СООNH₄, удаляют PbSO₄, фильтруют, промывают водой. 6. Фильтрат (II) K⁺, Na⁺, NH₄⁺, Ca²⁺: а) открывают Са²⁺ в отдельной пробе ацетоном СН₃-СО-СН₃ или спиртом С₂Н₅ОН. Проверяют на пламя. б) В присутствии катиона Са²⁺ открывают катион Na⁺ из отдельной пробы фильтрата, добавляя К₂СО₃. Отделяют СаСО₃ и в фильтрате открывают катион Na⁺ раствором KH₂SbO₄ и на пламени горелки, предварительно удалив NH₄⁺: в) в присутствии катионов Са²⁺ открывают катион К⁺, упаривают часть фильтрата в чашке, растворяют в горячей воде, добавляют Na₂CO₃, отделяют СаСО₃ и открывают катион К⁺ раствором Na₃[Co(NO₂)₆] в слабоуксусной среде. Проверяют на окрашивание пламени, предварительно удалив NH₄⁺.

7. Осадок (III) BaSO₄, SrSO₄, CaSO₄ переводят в карбонаты обработкой К₂СО₃.

8. Фильтрат (III) отбрасывают.

В отдельной пробе открывают катион NH₄⁺ нагреванием с раствором гидроксида натрия.

Анализируемую смесь делят на две части. Первую половину используют для контрольных определений. В пробирку берут 30 капель исследуемого раствора, добавляют 3-4 капли концентрированной соляной кислоты, перемешивают стеклянной палочкой и фильтруют. Осадок промывают водой (15-20 капель), подкисленной 2н раствором соляной кислоты.

Осадок (1) состава AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂ анализируют. Фильтрат (1) содержит катионы I и III групп и некоторое количество катионов Pb²⁺. К фильтрату (I) приливают 12-15 капель раствора сульфата аммония, нагревают 5-6 минут на кипящей водяной бане, дают отстоятся 10 мин. И фильтруют. Осадок (II) обрабатывают 30% раствором ацетата аммония при нагревании до полного удаления сульфата свинца. После этого осадок (III) сульфатов BaSO₄, SrSO₄, СaSO₄ промывают два раза дистиллированной водой, переносят в фарфоровую чашку, добавляют 3-4 мл раствора карбоната калия и кипятят 5 минут, нагревая на асбестовой сетке маленьким пламенем газовой горелки. После охлаждения в фарфоровую чашку добавляют 2 мл воды, перемешивают, дают отстоятся и прозрачный слой жидкости сливают. Затем снова добавляют 3 мл раствора карбоната калия, опять нагревают 5 минут и фильтруют. Осадок промывают теплой водой до полного удаления ионов SO₄^2-. Осадок растворяют на фильтре (или в пробирке) в 10-12 каплях уксусной кислоты и разбавляют его 6-8 каплями дистиллированной воды. Катионы Ba⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ открывают. Центрифугат (II) может содержать катионы Са²⁺, K⁺, NH₄⁺. Обнаружение их проводят частными реакциями.

Раствор с осадком.

В отдельной пробе раствора открывают катионы NH₄⁺, нагревая его со щелочью.

Раствор с осадком взбалтывают и делят на две части. Первую часть используют для анализа, а вторую оставляют для проверочных определений.

Анализируемая смесь может содержать катионы трех групп.

Осаждают катионы второй группы и исследуют осадок. Для этого в пробирку берут 30 -35 капель анализируемого раствора (вместе с осадком) и, помешивая, прибавляют 3-4 капли соляной кислоты. Проверяют на полноту осаждения. Осадок отделяют фильтрованием и промывают один раз водой, подкисленной несколькими каплями HCl.

Осадок на фильтре может содержать соли AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂, BaSO₄, SrSO₄, СaSO₄, PbSO₄, а фильтрат (I) – катионы Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, K⁺, NH₄⁺, Na⁺, Pb²⁺. Его анализируют, как указано при анализе смеси трех групп катионов без осадка.

Осадок (I) промывают на фильтре или в пробирке горячей водой (нагретой до кипения) 3-4 раза, фильтрат собирают и определяют катион Pb²⁺ частными реакциями.

После отделения хлорида свинца осадок переносят в пробирку.

Определение катионов Ag⁺ и [Hg₂]²⁺. К осадку (II) прибавляют 10-12 капель 25% раствора гидроксида аммония и размешивают. При этом хлорид серебра растворяется, переходя в комплексную соль [Ag(NH₃)₂]Cl, а хлорид ртути Hg₂Cl₂ (I) дает осадок [HgNH₂]Cl + Hg (черного цвета). Быстрое почернение смеси от действия гидроксида аммония указывают на наличие ртути.

1. Из отдельной пробы открывают катион NH₄⁺ нагреванием с NaOH.

2. К анализируемому раствору добавляют 2 Н раствор HCl и фильтруют, промывают осадок раствором HCl или водой.

3. Осадок (I) может содержать соли AgCl, PbCl₂, Hg₂Cl₂, BaSO₄, СaSO₄, PbSO₄. Промывают горячей водой, отделяют PbCl₂, открывают катион Pb²⁺ c KI или KСrO₄. 4. Фильтрат (I) может содержать ионы Ba⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, K⁺, NH₄⁺, Na⁺, Pb²⁺.

5. Осадок (II) AgCl, Hg₂Cl₂, BaSO₄, СaSO₄, PbSO₄. Добавляют концентрированный раствор NH₄ОН, перемешивают, фильтруют и промывают. Поступают, как указано при анализе смеси без осадка.

6. Осадок (III) BaSO₄, SrSO₄, CaSO₄, PbSO₄, [HgNH₂]Cl+Hg. Обрабатывают 30% раствором СН₃СООNН₄ и фильтруют. 7. Фильтрат (II) [Ag(NH₃)₂]Cl. Открывают из раствора: а) HNO₃, добавляя до кислой среды б) из раствора КI

8. Осадок (IV) BaSO₄, CaSO₄, SrSO₄. Открывают ионы Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ 9.Фильтрат (III) Pb²⁺, [Hg₂]²⁺ проверяют частными реакциями.

Осадок (III) отделяют фильтрованием. В фильтрате (II) содержащем соль [Ag(NH₃)₂]Cl, открывают катион Ag⁺.

Определение катиона Pb²⁺ и проверочные реакции на катион [Hg₂]²⁺. Осадок (III) может содержать соли [HgNH₂]Cl + Hg, SrSO₄, CaSO₄, PbSO₄, BaSO₄.

Если обнаружены катионы Аg⁺, то их необходимо полностью удалить, для этого осадок 2-3 раза обрабатывают аммиаком до тех пор, пока фильтрат не даст отрицательную реакцию на катион Аg⁺. Осадок промывают водой, а затем добавляют 15-16 капель 30% ацетата аммония., перемешивают стеклянной палочкой и нагревают на водяной бане 3-4 минуты. При этом сульфат свинца и хлорид меркураммония [HgNH₂]Cl растворяются.

Осадок отделяют фильтрованием. В отдельной порции фильтрата (III) открывают катион Pb²⁺ при помощи хромата калия или иодида калия и катион [Hg₂]²⁺ восстановлением до свободной ртути. Если присутствует катион Pb²⁺, то обработку при помощи ацетата аммония повторяют до полного удаления сульфата свинца. Осадок промывают водой (один раз) и исследуют, как указано при описании систематического хода анализа смеси катионов первых трех групп.

Проведение анализа смеси данных катионов дробным методом не дает существенных преимуществ.

Лабораторная работа № 5

ТЕМА: Реакции и ход анализа смеси катионов группы гидроксидов, растворимых в растворах гидроксидов щелочных металлов (IV группа катионов)

К четвертой группе относятся катионы Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺, As⁺³, As⁺⁵, Sn²⁺, Sn⁴⁺. Алюминий, находясь в начале третьего малого периода Периодической системы Д.И. Менделеева, имеет законченные двух- и восьмиэлектронные слои внешней оболочки. Другие элементы в средней части четвертого большого периода, у них происходит достройка третьего электронного слоя от 8 до 18 электронов.

Хром является переходным элементом. Он находится в первой половине четвертого периода, в конце четвертого ряда и имеет несколько отличные свойства от всех остальных катионов этой группы. Он обладает выраженной способностью к комплексообразованию. Гидратированный гидроксид хрома по своим свойствам очень близок к гидратированному гидроксиду алюминия.

Цинк расположен во второй половине четвертого большого периода и имеет законченный 18-электронный слой.

Алюминий и цинк обладают постоянной, а остальные элементы переменной степенью окисления.

Групповым реагентом на катионы IV группы является гидроксид натрия или гидроксид калия (в избытке). Образующиеся гидроксиды амфотерны, т.е. способны диссоциировать в растворе и по типу основания, и по типу кислоты. Наблюдается также сложное явление диссоциации в связи с тенденцией к отщеплению молекулы воды:

Ме³⁺ + 3ОН^-«Ме(ОН)₃ «Н₂О + Н⁺ + МеО₂^-

Первая схема соответствует диссоциации в растворе гидроксида цинка, а третья схема отвечает диссоциации гидроксидов алюминия и хрома.

Кислота подавляет диссоциацию гидроксида по кислотному варианту и связывает ионы ОН^- в практически недиссоциированные молекулы воды. Поэтому равновесие смещается слева направо:

Al(OH)₃ + 3HCl ® AlCl₃ + 3H₂O

Al(OH)₃ + 3H⁺ ® Al³⁺ + 3H₂O

Сильная щелочь подавляет диссоциацию по типу основания и одновременно связывает ионы Н⁺ в Н₂О:

H₃CrO₃ + NaOH ® NaCrO₂ + 2H₂O

Хроматы и алюминаты устойчивы только в присутствии избытка гидроксидов. Большинство солей катионов IV группы подвергаются гидролизу, например:

Sn²⁺ +2H₂O «Sn(OH)₂ + 2H⁺

Al₂(CO₃)₃ + 3H₂O ® 2Al(OH)₃¯ +3CO

2ZnCO₃ + 2H₂O ® (ZnOH)₂CO₃¯ +H₂CO₃

Гидроксиды NaOH, КOH со всеми катионами IV группы (исключая мышьяк) образуют гидроксиды, растворяющиеся в избытке реагента:

CrCl₃ + 3NaOH ® Cr(OH)₃¯ + 3NaCl

Cr(OH)₃ + NaOH ® NaCrO₂ + 2H₂O

Опыт. Проверьте действие гидроксидов на катионы IV группы.

Возьмите пять пробирок и внесите в каждую по 1 капле раствора соответствующей соли (AlCl₃, CrCl₃, ZnCl₂, SnCl₂, Na₂HАsO₄), добавьте по 1 капле раствора гидроксида натрия или гидроксида калия, перемешайте стеклянной палочкой, отметьте образование и цвет осадков, напишите уравнения химических реакций.

Налейте в каждую из них по 2-3 капли раствора гидроксида натрия или гидроксида калия, перемешайте стеклянной палочкой и проверьте растворение осадков в избытке реактива.

Обратите внимание на то, что гидроксид хрома в присутствии катионов Zn²⁺ не рстворяется в избытке гидроксида натрия вследствии образования цинката хрома Cr(ZnO₂)₃ (или Cr₂O₃× 3ZnO). Это явление носит название соосаждения и может быть использовано при анализе.

Растворимые карбонаты Na₂CO₃, K₂CO₃, (NH₄)₂CO₃ осаждают катионы Al³⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, Sn⁺⁴ в виде соответствующих гидроксидов, катионы Zn²⁺ в виде основных солей. As⁺³, As⁺⁵ осадка не образуют:

2AlCl₃ + 3Na₂CO₃® Al₂(CO₃)₃ + 6NaCl

Al₂(CO₃)₃ + 3H₂O ® 2Al(OH)₃¯ +3CO₂

Основные соли цинка растворяются в аммиаке в присутствии хлорида аммония NH₄Cl_.

Проведите реакции карбоната натрия с катионами Cr³⁺, Al³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, As³⁺.

Частные реакции катиона Al³⁺

1. Раствор аммиака осаждает катион Al³⁺:

Al³⁺ + 3OH^- ® 2Al(OH)₃

Гидроксид алюминия не растворяется в растворах солей аммония. Если алюминий находится в виде алюмината, то для осаждения его аммиаком необходимо разрушить алюминат, действуя какой-либо минеральной кислотой:

NaAlO₂+ 4HCl ® AlCl₃ + NaCl + 2H₂O

AlO₂^- + 4H⁺ ® Al³⁺ + 2H₂O

AlCl₃ + 3NH₄OH ® Al(OH)₃¯ +3NH₄Cl

Al³⁺+ 3OH^- ® Al(OH)₃

2. Ализарин и некоторые его производные образуют в аммиачной среде с гидроксидом алюминия труднорастворимое соединение ярко-красного цвета, называемое алюминиевым лаком. Реакцию выполняют капельным методом.

Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите 1-2 капли раствора хлорида алюминия, затем подержите 1-2 минуты над склянкой с концентрированным раствором аммиака.

Катион Al³⁺ осаждается в виде гидроксида Al(OH)₃. На полученное влажное пятно поместите каплю спиртового раствора ализарина и снова подержите в парах аммиака, при этом ализарин окрашивается в красновато-фиолетовый цвет, так как образуется ализаринат аммония. Для разрушения маскирующей окраски подсушите бумажку над пламенем горелки, окраска становится бледно-желтой, а пятно ализаринового лака приобретает розово-красный цвет. Присутствие катионов Cr³⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Fe³⁺ мешает открытию катиона Al³⁺ таким способом;определение катиона Al³⁺ в этом случае проводят следующим образом: на полоску фильтровальной бумаги помещают каплю раствора гексацианоферрата калия K₄[Fe(CN)₆], а затем в центр пятна вносят каплю исследуемого катиона Al³⁺ раствора. После этого получают пятно, состоящее из окрашенной центральной части и водянистого бесцветного кольца. Осадок содержит катионы Zn²⁺, Sn²⁺ и частично катион Cr³⁺, а катион Al³⁺ содержится в периферической части. Это пятно выдерживают над парами аммиака, который осаждает катион Al³⁺ в виде гидроксида. Затем пятно перечеркивают капилляром, содержащем ализарин, снова обрабатывают парами аммиака и высушивают, держа бумажку высоко над пламенем горелки. При наличии катиона Al³⁺ внешняя часть кольца в тех местах, которые перечеркнуты ализарином, окрашивается в оранжево-красный цвет. Проделайте эту реакцию.

3. Алюминон дает с катионом Al³⁺ внутрикомплексную соль, имеющую красную окраску.

Опыт. Возьмите 4-5 капель испытуемого раствора, поместите в пробирку и добавьте 2-3 капли 2 Н раствора уксусной кислоты и 4-5 капель раствора алюминона. Пробирку со смесью нагрейте на водяной бане, перемешайте, добавьте раствор аммиака до щелочной реакции, а затем 3-4 капли 2 Н раствора карбоната аммония (NH₄)₂CO₃. В этом случае имеется катион Al³⁺, выдает красный осадок или появляется красная окраска.

Условия проведения опыта.

1. Ионы Fe³⁺и Bi³⁺ мешают проведению этой реакции.

2. Реакция протекает при рН = 8,5 – 9,5.

4. Реакция на катион Al³⁺ сухим путем.

Очень разбавленный раствор нитрата кобальта Co(NO₃)₂ дает с катионом Al³⁺ алюминат кобальта Сo(AlO₂)₂имеющий синий цвет, называемый тенаровой синью:

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

Опыт. Возьмите полоску фильтровальной бумажки, смочите ее раствором и разбавленной азотной кислотой, подержите в токе теплого воздуха, смочите разбавленным раствором нитрата кобальта, а затем сожгите. При наличии катиона алюминия, пепел, который получается при сжигании, имеет темно-синюю окраску. Проведению этой реакции мешают катионы Zn²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺.

Частные реакции катиона Cr³⁺

Хром образует два ряда устойчивых солей: соли оксида хрома и соли хромовой и двухромовой кислот. Растворы солей, содержащие катион Сr³⁺, имеют зеленую или фиолетовую окраску; растворы, имеющие хромат-ион CrO₄²^- - желтую; дихромат-ион CrО₇²^-- оранжевую.

1. Водный раствор аммиака образует с катионом Сr³⁺ oсадок гидроксида хрома Cr(OH)₃ серо-зеленого (или серо-фиолетового) цвета:

CrCl₃ + NH₄OH ® Cr(OH)₃¯ + 3NH₄Cl

Cr³⁺ + 3OH^- ® Cr(OH)₃

2 Гидроксид натрия дает также осадок гидроксида хрома:

CrCl + 3NaOH ® Cr(OH)₃¯ + 3NaCl

Cr³⁺ + 3OH^- ® Cr(OH)₃

При избытке гидроксидов натрия и калия гидроксид хрома растворяется с образованием хромита NaCrO₂, имеющего красивую ярко-зеленую окраску:

Cr(OH)₃+ NaOH ® NaCrO₂ +2H₂O

Cr(OH)₃+ OH^-«CrO₂^- +2H₂O

Хромит натрия в отличие от алюмината натрия NaAlO₂ гидролизуется водой с образованием гидроксида хрома:

_нагр.

NaCrO₂ +2H₂O «Cr(OH)₃¯ + NaOH

CrO₂^- +2H₂O «Cr(OH)₃¯ + OH^-

Опыт. Налейте в первую пробирку 3-4 капли раствора хлорида хрома CrCl₃, а во вторую 3-4 капли раствора хлорида алюминия AlCl₃, в каждую добавьте 10-12 капель 2 Н раствора гидроксида натрия и нагрейте. Обратите внимание, что в первой пробирке образовавшийся вначале осадок гидроксида хрома при дальнейшем добавлении щелочи растворяется, а при нагревании выпадает в виде серо-зеленой массы. Во второй пробирке выпавший осадок гидроксида алюминия растворяется в избытке гидроксида натрия, но при нагревании осадка не образуется. Опишите условия проведения реакции.

Реакция соосаждения. Гидроксиды натрия и калия при действии на катион Cr³⁺ в присутствии катиона Zn²⁺ образуют осадок цинката хрома, нерастворимого в избытке осадителя.

Проделайте данный опыт, взяв 3 капли раствора CrCl₃ и 3 капли ZnCl₂, перемешайте стеклянной палочкой и добавьте 10-12 капель гидроксида натрия. Опишите результаты и напишите уравнения реакции.

3. Реакции окисления катиона Cr³⁺в CrO₄²^- могут протекать в щелочной и кислой средах.

Окисление в щелочной среде можно проводить пероксидом водорода Н₂О₂ или пероксидом натрия Na₂O₂. Последовательный ход процесса:

CrCl₃ + 3NaOH ® Cr(OH)₃¯ +3NaCl

Cr³⁺ + 3OH^- ® Cr(OH)₃

Cr(OH)₃+ NaOH ® NaCrO₂ + 2H₂O

2NaCrO₂ + 3H₂O₂ +2NaOH ® 2Na₂CrO₄ + 4H₂O

2CrO₂^- + 3H₂O₂ +2OH^- ® 2CrO₄²^- + 4H₂O

Опыт. Налейте в пробирку 3-4 капли раствора соли хрома (III), добавьте 2-3 капли раствора пероксида водорода и 4 капли раствора гидроксида натрия. Содержимое пробирки нагрейте в течении 3-4 минут. В присутствии ионов СrО₄²^- раствор над осадком окрасится в желтый цвет. После охлаждения осадок отфильтруйте и к фильтрату добавьте азотной кислоты до появления оранжевой окраски. Затем прилейте 6-8 капель смеси эфира с изоамиловым спиртом и 2-3 капли раствора пероксида водорода. Смесь перемешайте. Проявление интенсивно-синей окраски верхнего слоя указывает на образование надхромовой кислоты Н₂CrO₆ (CrO₅).

Условия проведеия реакции.

1. Окисление Cr³⁺до CrO₄ ^- должно протекать в щелочной среде.

2. Превращение CrO₄² ^- вН₂CrO₆протекает в кислой среде.

Обнаружение хрома этой реакцией можно проводить в присутствии катионов всех аналитических групп.

Окисление катиона Cr³⁺ в кислой среде перманганатом калия KМnO₄ протекает до аниона Cr₂O₇²^-:

5Cr₂(SO₄)₃ + 6KMnO₄ + 11Н₂O ® 5H₂Cr₂O₇ + 6MnSO₄ + 3K₂SO₄ + 6H₂SO₄

10Cr³⁺ + 6MnO₄^- + 11H₂O ® 5Cr₂O₇²^- + 6Mn²⁺ + 22H⁺

При этой реакции малиновая окраска анионов MnO₄^- может исчезнуть и появиться бурый осадок гидроксида двуокиси марганца MnO(OH)₂ или марганцоватистой кислоты H₂MnO₃. Выпадение осадка объясняется взаимодействием избытка перманганата калия с образовавшейся солью – сульфатом марганца MnSO₄. Реакция лучше идет при нагревании.

2KMnO₄ + 3MnSO₄ + 7H₂O ® 5MnO(OH)₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

2MnO₄^- + 3Mn²⁺ + 7H₂O ® 5MnO(OH)₂ + 4H⁺

Опыт. Налейте в пробирку 4-5 капель раствора сульфата хрома Cr₂(SO₄)₃, 3-4 капли раствора серной кислоты и 10 капель 0,1 н раствора перманганата калия. Пробирку со смесью нагрейте несколько минут на водяной бане. Обратите внимание на изменение окраски - малиновый цвет раствора переходит в оранжевый.

Окисление катиона Сr³⁺ в дихромат-ион Cr₂O₇² ^-персульфатом аммония (NH₄)₂S₂O₈ в кислой среде протекает с образованием дихромат-иона

Cr₂(SO₄)₃ + 3(NH₄)₂S₂O₈ + 7H₂O® (NH₄)₂Cr₂O₇ +2(NH₄)₂SO₄ + 7H₂SO₄

2Cr³⁺+ 3S₂O₈²^- + 7H₂O® Cr₂O₇²^- +6SO₄²^- +14H⁺

Условия проведения опыта.

1. Реакцию проводят в достаточно кислой среде при рН= 1-2.

2. Нагревание ускоряет протекание реакции.

3. Ионы-восстановители мешают протеканию реакции.

Опыт. В пробирку возьмите 5-6 капель раствора персульфата аммония (NH₄)₂S₂O₈, прибавьте каплю 2 н раствора серной кислоты и каплю раствора нитрата серебра (катализатор), а затем 2-3 капли раствора сульфата хрома Cr₂(SO₄)₃ или нитрата хрома Cr(NO₃)₃. (Хлорид хрома брать нельзя!) Пробирку нагрейте на водяной бане. После нагревания раствор приобретает оранжевый цвет вследствие образования аниона Cr₂O₇²^-.

Если этот раствор охладить и добавить к нему 2-3 капли пероксида водорода и смесь изоамилового спирта с эфиром и быстро взболтать, то верхний слой (смесь эфира и изоамилового спирта) окрашивается в синий цвет вследствии образования пероксида хрома CrO₅ или надхромовой кислоты Н₂CrO₆:

K₂Cr₂O₇ + 4 H₂O₂ + H₂SO₄® 2CrO₅ + K₂SO₄+ 5H₂O

Cr₂O₇²^- + 4H₂O₂ + 2H⁺ ® 2H₂CrO₆ + 3H₂O

Реакция образования перекиси хрома СrO₅ очень чувствительная и позволяет открывать катион Cr³⁺ и анионы CrO₄²^-, Cr₂O₇²^- в присутствии катионов всех аналитических групп.

Условия проведения опыта.

1. Реакцию можно проводить только в кислой среде при рН =2-3.

2. H₂CrO₆ неустойчива в водных растворах, поэтому реакция проводится в присутствии смеси изоамилового спирта и эфира, в которой она хорошо растворима.

3. Реакция окисления хрома протекает в присутствии катализатора – ионов Ag⁺.

Частные реакции катиона Zn²⁺

Раствор аммиака дает с катионом Zn²⁺ белый осадок гидроксида цинка Zn(OH)₂, растворимый в избытке реагента, с образованием комплексного соединения – аммиаката цинка [Zn(NH₃)₄](OH)₂:

ZnCl₂ + 2NH₄OH ® Zn(OH)₂¯ +2NH₄Cl

Zn(OH)₂ + 4NH₄OH ® [Zn(NH₃)₄](OH)₂ + 4H₂O

1. Карбонаты щелочных металлов и аммония образуют белый осадок основной соли:

2ZnCl₂ + 2Na₂CO₃ + H₂O ® Zn₂(OH)₂CO₃¯ + 4NaCl + CO₂

2Zn²⁺ + 2CO₃²^- + H₂O ® Zn₂(OH)₂CO₃ + CO₂

Состав этой соли зависит от температуры и концентрации раствора.

2. Сероводород образует с катионом цинка белый осадок сульфида цинка:

ZnCl₂ + H₂S «ZnS¯ +2HCl

Zn²⁺ + H₂S «ZnS +2H⁺

Опыт. Налейте в пробирку 3-4 капли раствора хлорида цинка, добавьте 2-3 капли раствора ацетата натрия CH₃COONa и 5-7 капель сероводородной воды. Наблюдайте за образованием осадка. Проверьте рН раствора универсальной индикаторной бумажкой. При какой величине рН осадок сульфида цинка ZnS будет растворяться?

Условия проведения опыта

1. Реакция протекает лучше в уксуснокислой среде.

2. Присутствие окислителей мешает проведению реакции.