Реакция с сероводородной водой и тиосульфатом натрия.

При действии H₂S+ H₂O или Na₂S₂O₃ на соли висмута при нагревании выпадает черно-бурый сульфид висмута:

 

2Bi³⁺ + 3H₂S = Bi₂S₃ ↓+ 6H⁺,

2Bi³⁺ + 3S₂O₃^2- + 3H₂O = Bi₂S₃ ↓+ 6H⁺ + 3SO₄^2-

Выполнение реакции. К раствору Bi(NO₃)₃ добавить несколько капель 2н H₂SO₄ и несколько кристалликов Na₂S₂O₃. Подогреть, наблюдать выпадение сульфида висмута. Провести опыт с сероводородной водой.

ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНА Sb³⁺

Сурьма образует 2 ряда соединений, в которых проявляет степени окисления +3 и +5. Растворы солей сурьмы бесцветны.

Гидролиз.

При действии воды на соли сурьмы они подвергаются гидролизу по уравнению:

 

Sb³⁺ + H₂O + Cl¯ = SbOCl↓ + 2H⁺

Нагревание способствует образованию осадка, добавление винной кислоты или сегнетовой соли – препятствует, в отличие от соединений висмута.

Выполнение реакции. В пробирку к нескольким каплям хлорида сурьмы (III) добавить 2-3 кратный избыток воды. Наблюдать выпадение осадка хлористого стибила. Сравнить степень гидролиза солей сурьмы и висмута. Указать пути усиления и уменьшения степени гидролиза. Проверить действие растворов HCl и винной кислоты на осадок. Сделать вывод о возможности разделения катионов сурьмы и висмута с помощью гидролиза.

 

1. Реакция с сероводородной водой.

При пропускании H₂S или добавлении H₂S+ H₂O в солянокислый раствор Sb(III), Sb(V) выпадает оранжевый осадок сульфида:

 

2Sb³⁺+ 3 H₂S= Sb₂S₃ ↓+ 6H⁺

2Sb⁵⁺ + 5 H₂S= Sb₂S₅ ↓+ 10 H⁺

Осадки растворяются в избытке Na₂S или NaOH при нагревании.

Выполнение реакции. В пробирку с 5-7 каплями SbCl₃ добавить равный объём насыщенного раствора H₂S. Описать наблюдаемые явления.

 

1. Реакция с тиосульфатом натрия.

Na₂S₂O₃ даёт с катионом Sb³⁺ при нагревании красный осадок сероокиси сурьмы Sb₂OS₂ (сурьмяная киноварь):

 

2Sb³⁺+2 S ₂O₃^2- + 3 H₂O= Sb₂OS₂ ↓+ 2 SO₄^2- +6H⁺

При наличии Bi³⁺ выпадает черный осадок, который будет маскировать окраску Sb₂OS₂. Мешают проведению реакции Cu²⁺, Hg²⁺ и другие ионы, образующие малорастворимые сульфиды, а так же большой избыток кислоты, растворяющий реагент с выделением SO₂ и S, мешающих проведению реакции.

Выполнение реакции. В пробирку с 3-4 каплями SbCl₃ добавить каплю раствора H₂SO₄ и 1-2 кристаллика Na₂S₂O₃. Нагреть. Что происходит?

1. Реакция с Zn, Al, Fe.

Активные металлы восстанавливают Sb³⁺ до металлической сурьмы в кислой среде:

 

3Zn + 2[SbCl₆]^3- = 2Sb + 3Zn²⁺ + 12Cl^-

Выполнение реакции. На хорошо очищенную наждачной бумагой цинковую, алюминиевую или железную пластинку нанести каплю подкисленной анализируемой соли. Через 2-3 минуты поверхность пластинки должна под каплей почернеть.

1. Реакция с метиловым фиолетовым.

При добавлении к солянокислому раствору хлорида сурьмы растворов KNO₂ или NaNO₂ происходит окисление [SbCl₆]^3- в [SbCl₆]¯. С метиловым фиолетовым, находящимся в кислом растворе в виде катиона, образуется ионная пара [B]⁺ [SbCl₆]^-, хорошо экстрагируемая бензолом, при этом органический слой окрашивается в синий цвет. В отсутствии Sb(V) раствор имеет желто- зелёную окраску.

 

 

Открытие сурьмы этой реакцией возможно в присутствии Sn²⁺, Fe³⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ в количествах, превышающих содержание Sb>1000 раз.

Выполнение реакции. К капле исследуемого раствора добавить 1-2 капли концентрированной соляной кислоты, кристаллик KNO₂, 1-2 капли 0,2% реагента и 0,5 мл бензола. Встряхнуть, что наблюдается?