При действии Na2CO3 на соли катионов V группы образуются карбонаты MnCO3 и FeCO3, гидроксокарбонаты Mg2(OH)2CO3, FeOHCO3, BiOHCO3 и гидроксид Sb(OH)3. Состав основных солей может меняться в зависимости от концентрации раствора и температуры. Все осадки растворяются в минеральных кислотах. Гидроксокарбонат магния, кроме того, в солях аммония.
Карбонат железа (II) на воздухе быстро буреет вследствие окисления ионов железа (П).
Выполнение реакции. Подействовать на несколько капель растворовизучаемых солей равным объёмом карбоната натрия. Рассмотреть цвет осадков. Происходит ли выделение СО2? Почему? Проверить растворимость осадков в HCl, NH4Cl, NaOH. Записать уравнения реакций.
ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНА Fe2+
Растворы солей Fe2+ окрашены в бледно- зелёный цвет, разбавленные растворы бесцветны. На воздухе быстро буреют за счет окисления кислородом воздуха.
1. Реакция с гексацианоферратом (III) калия.
K3[Fe(CN)6] дает с катионами Fe2+ синий осадок «турнбулевой сини»:
Fe2+ + K+ + [Fe(CN)6] 3-= KFe[Fe(CN)6] ↓
Реакцию следует проводить при рН 2-3, щелочи вызывают разложение осадка. Реакция высоко избирательна.
Выполнение реакции. Налить в пробирку 2-3 капли сульфата железа (II), добавит ь4-5 капель воды, 2-3 капли раствора соляной кислоты и 2 капли реагента. Что наблюдается?
1. Реакция с диметилглиоксимом (реактив Чугаева).
C4H6N2(OH)2 образует с Fe2+ в аммиачном растворе внутрикомплексную соль ярко-красного цвета, хорошо растворимую в воде, имеющую следующее строение:
H
CH3 O O CH3
С = N N = C
Fe
С = N N = C
CH3 O O CH3
H
Реакция проводится при рН~ 9. Катионы Ni2+ дают аналогичный эффект. Мешающее влияние железа (III),образующего в аммиачной среде окрашенный гидроксид устраняют добавлением лимонной, щавелевой или винной кислот.
Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора содержащего Fe2+ добавляют каплю 20% раствора винной кислоты, 1 каплю диметилглиоксима и по каплям раствор аммиака до щелочной реакции. Раствор окрашивается в красный цвет.
3.Окисление Fe2+.
Ион Fe2+ представляет довольно сильный восстановитель, способный окисляться при действии окислителей с E0>E0Fe3+/Fe2+. Например, раствор азотной кислоты при нагревании действует так:
3Fe2+ + 4H+ + NO3¯ = 3Fe3++ NO↑ + 2H2O
Выполнение реакции. К 4-5 каплям раствора FeSO4 добавить 3 капли 2N H2SO4 и 2-3 капли 6N HNO3, смесь нагреть. Какие наблюдаются внешние изменения? Обосновать направленность реакции.
ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНА Fe3+
Растворы солей Fe3+ устойчивы на воздухе и имеют желтую или красно-бурую окраску.
- Реакция с гексацианоферратом (II) калия.
K4[Fe(CN)6] образует с Fe3+ темно-синий осадок «берлинской лазури»:
Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]↓
Как показывают рентгеноструктурные исследования, турнбулева синь и берлинская лазурь имеют одинаковую кубическую решетку. Атомы Fe(II) окружены атомами углерода, а атомы Fe(III) – азота цианидных групп, таким образом, состав образующегося полимерного иона можно представить следующим образом: [FeII(CN)FeIII]. Реакцию проводят в кислой среде, так как едкие щелочи разлагают осадок с выделением Fe(OH)3. Реакция высоко избирательна.
Выполнение реакции. В пробирку с несколькими каплями FeCl3 добавить 3-4 капли дистиллята, 1-2 капли соляной кислоты и 2 капли реагента. Наблюдать образование характерного осадка.
