ТЕМА: Анализ смеси катионов первой группы 3 страница

3. Гексациано-(II)феррат калия K₄[Fe(CN)₆] образует с катионом Zn²⁺ белый осадок двойной соли:

3ZnSO₄ + 2K₄[Fe(CN)₆] ® K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂¯ +3K₂SO₄

3Zn²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^4-- +2K⁺ ® K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂

Эта реакция позволяет отличить катион Zn²⁺ от катиона Al³⁺.

4. Раствор дифенилкарбазона (дитизона) в хлороформе или четыреххлористом углероде дает с катионом цинка внутрикомплексную соль красного цвета. Эта соль окрашивает в щелочной среде не только хлорофомный слой, но и верхний – водный, что позволяет открывать данной реакцией катион в присутствии других катионов.

Опыт. Налейте в пробирку 2-3 капли анализируемого раствора, добавьте 5 капель 2 н раствора гидроксида натрия NaOH. Выпавший осадок (если он образуется) отцентрифугируйте. Каплю центрифугата поместите на предметное стекло или в маленькую фарфоровую чашечку и обработайте 2-3 каплями раствора дитизона в хлороформе, перемешайте до тех пор, пока весь раствор не испарится. При наличии катиона цинка водный раствор приобретает розовую или красную окраску. При отсутствии его можно наблюдать появление желтой окраски, вызванной образованием дитизоната натрия.

Если окрашивание наблюдается только в слое растворителя, то это еще не говорит о присутствии катиона цинка.

5. Микрокристаллоскопическая реакция. На предметное стекло поместите каплю исследуемого раствора, подкисленного уксусной кислотой СН₃СООН, прибавьте каплю раствора тетрародано-(II) меркурата аммония (NH₄)₂[Hg(SCN)₄], рассмотрите кристаллы тетрародано-(II) меркурата цика Zn[Hg(SCN)₄ ] под микроскопом. Кристаллы из нейтральных или щелочных растворов имеют вид крестов и дендридов, а из подкисленных – вид треугольников или клиньев. Если анализируемые растворы очень разбавлены, то каплю такого раствора выпаривают на предметном стекле, а сухой остаток обрабатывют каплей реактива.

Условия проведения опыта.

1. Испытуемый раствор необходимо подкислить уксусной кислотой.

2. Реакцию следует проводить с растворами умеренной концентрации.

3. Наличие катионов Cu²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺ и др. мешает открытию катионов Zn²⁺.

4. В присутствии катионов Со³⁺ осадок окрашивается в синий цвет.

Частные реакции катионa Sn²⁺

Олово дает два ряда соединений, в которые входят катионы Sn²⁺и Sn⁴⁺.

1. Восстановление катионом Sn²⁺ солей висмута и ртути. Если к щелочному раствору солей, содержащих катион Sn²⁺ прилить небольшое количество раствора нитрата висмута или хлорида ртути, появляется черный бархатистый осадок металлического висмута или ртути:

SnCl₂ + 4KOH ® K₂SnO₂ + 2KCl + 2H₂O

Sn²⁺ + 4OH^- ® SnO₂^2- + 2H₂O

2Bi(NO₃)₃ + 3K₂SnO₂ + 6KOH ® 2Bi¯ + 3H₂O + 6KNO₃ + 3K₂SnO₃

2Bi³⁺ + 3SnO₂^2- + 6OH^- ® 2Bi + 3H₂O + 3SnO₃^2-

HgCl₂ + K₂SnO₂ +2KOH ® Hg¯ + K₂SnO₃+ 2KCl + H₂O

Hg²⁺ + SnO₂^2- +2OH^- ® Hg¯ + SnO₃^2- + H₂O

Опыт. В пробирку налейте 4 капли раствора, содержащего катион Sn²⁺, прибавьте 6-7 капель 2 н раствора гидроксида натрия и отцентрифугируйте осадок, если он получится. 2-3 капли центрифугата поместите в пробирку и добавьте 1-2 капли раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃. При наличии в растворе катиона Sn²⁺ выпадает черный бархатистый осадок висмута.

 

 

Условия проведения опыта.

1. К анализируемому раствору прибавляют гидроксид натрия до образования Na₂SnO₂.

2. Если в исследуемом растворе присутствуют ионы Sb, то открытие катиона Sn²⁺ проводят в присутствии анилина.

Опыт. На полоску фильтровальной бумаги нанесите каплю раствора нитрата висмута Bi(NO₃)₃, высушите, нанесите каплю исследуемого раствора и затем одну каплю анилина.

При наличии в растворе катионов Sn²⁺ через некоторое время на бумаге появляется темное пятно. Открытие катиона Sn²⁺ с анилином можно производить в присутствии катионов всех аналитических групп.

Проделайте описанные реакции и напишите их уравнения.

2. Сероводородная вода в кислых растворах дает с катионом Sn²⁺ осадок темно-коричневого цвета – сульфид олова SnS:

SnCl₂ + H₂S ® SnS¯ + 2HCl

Sn²⁺+ H₂S ® SnS + 2H⁺

Частные реакции катиона Sn⁺⁴

1. Металлический магний и металлическое железо восстанавливают Sn⁺⁴ до Sn⁺²:

Mg + [SnCl₆]^2-® Mg²⁺ + Sn²⁺+ 6Cl^-

Fe + [SnCl₆]^2-® Fe²⁺ + Sn²⁺+ 6Cl^-

Ион [SnCl₆]^2- образуется в ходе реакции:

Sn(OH)₄ + 6HCl ® H₂[SnCl₆] + 4H₂O

Опыт. В пробирку налейте 4-5 капель раствора хлорида олова (IV) SnCl₄, добавьте 2 капли концентрированной соляной кислоты и бросьте две стружки металлического магния, нагрейте 3-4 минуты на водяной бане. К полученному раствору добавьте 7-8 капель раствора щелочи и отцентрифугируйте осадок. 2-3 капли раствора станнита натрия Na₂SnO₂ перенесите в пробирку и добавьте 1-2 капли раствора нитрата висмута; при нагревании в анализируемом растворе катиона Sn²⁺ выпадает черный осадок висмута.

Условия проведения опыта.

1. Магний берется химически чистым.

2. Перед добавлением раствора нитрата висмута смесь обрабатывают раствором гидроксила натрия до образования Na₂SnO_2.

2. Сероводород дает с Sn⁴⁺ желтый осадок SnS₂:

H₂[SnCl₆] + 2H₂S ® SnS₂¯ + 6HCl

[SnCl₆]^2- + 2H₂S® SnS₂ +6Cl^- +4H⁺

Осадок SnS₂ растворяется в концентрированной соляной кислоте.

Частные реакции катиона As⁺³ и As⁺⁵

(Соединения мышьяка ядовиты! Осторожно!)

1. Раствор йода окисляет арсенит-анион AsO₃^3- до арсенит-аниона AsO₄^3-, при этом раствор йода обесцвечивается:

AsО₃^3- + I₂ + H₂O «AsО₄^3- + 2H⁺ +2I^-

Опыт. В пробирку налейте 3-4 капли раствора арсенита натрия Na₂AsO₃, прибавьте немного порошкообразного гидрокарбоната натрия, перемешайте стеклянной палочкой, затем добавьте 2-3 капли раствора йода. Обратите внимание на обесцвечивание раствора.

Условия проведения опыта.

1. Для смещения равновесия в сторону образования ионов необходимо связать ионы водорода при помощи гидрокарбоната натрия NaHCO₃.

2. Раствор йода следует добавлять постепенно по каплям

Иодид калия КI окисляется в кислой среде арсенат-анионами до свободного йода, окрашивающего в присутствии крахмала раствор в темно-синий цвет:

AsO₄^3- + 2I^- + 2H⁺«As₃^3- + I₂ + H₂O

Опыт. Налейте в пробирку 3-4 капли раствора арсената натрия Na₃AsO₄, 1-2 капли концентрированной соляной кислоты, добавьте 3-4 капли крахмального клейстера и 4 капли раствора иодида калия и перемешайте. Появляется темно-синее окрашивание.

Условия проведения опыта.

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

2. Для проведения реакции необходимо брать свежеприготовленный раствор KI.

3. Водород в момент выделения восстанавливает As⁺³ и As⁺⁵ в мышьяковистый водород AsH₃. Последующие взаимодействия мышьяковистого водорода с нитратом серебра и хлоридом ртути HgCl₂ дают темное пятно металлического серебра или ртути.

Опыт. В пробирку поместите 2г химически чистого цинка и прилейте 6-7 мл 5 н раствора соляной кислоты и 10 капель исследуемого раствора. В верхнюю часть поместите тампон из ваты, увлажненный раствором ацетата свинца (для поглощения следов сероводорода). Отверстие пробирки закройте фильтровальной бумагой, пропитанной 0,01 н раствором нитрата серебра. При наличии ионов As(III) и As(V) появляется черное пятно. При этом протекает следующая реакция:

AsH₃ + 6Ag + 3H₂O ® H₂AsO₃ +6Ag¯ +6H⁺

Условия проведения опыта.

1. Реакцию можно проводить в кислой среде с цинком и в щелочной среде с алюминием.

2. Применяемые реактивы должны быть химически чистыми.

3. Открытию мышьяка этой реакцией мешают ионы Sb³⁺.

4. При необходимости определить ионы мышьяка в присутствии ионов сурьмы следует реакцию вести в щелочном растворе в присутствии алюминия.

Контрольная задача

ТЕМА: Анализ смеси катионов четвертой группы

Ход анализа катионов четвертой группы распадается на три стадии: выделение и определение катионов алюминия Al³⁺ и олова Sn⁴⁺; выделение и открытие катионов цинка; открытие катионов хрома и мышьяка.

Берут 8-9 капель исследуемого раствора, добавляют в пробирку 8 капель раствора аммиака и 6-7 капель перекисли водорода. И затем нагревают 6-7 минут на водяной бане. Осадок гидроксида алюминия Аl(OH)₃ и гидроксида олова Sn(OH)₄ выделяют центрифугированием. Центрифугат отделяют пипеткой и переносят в другую пробирку. Осадок растворяют в 5-6 каплях соляной кислоты и из полученного раствора открывают алюминий и олово, разделив раствор на две части.

Определение катиона Al³⁺ производят ализарином или нитратом кобальта. Ион Sn⁴⁺ открывают с нитратом висмута Bi(NO₃)₃, восстановив его до катиона Sn²⁺.

Центрифугат, содержащий анионы CrO₄^2-, AsO₄^3- и аммиакат цинка [Zn(NH₃)₄]²⁺, нейтрализуют уксусной кислотой (добавляя кислоту по каплям и помешивая стеклянной палочкой) и нагревают на водяной бане 2-5 минут, затем добавляют 5-6 капель раствора карбоната натрия и осаждают цинк в виде основной соли (ZnOH)₂CO₃. Осадок отделяют и растворяют в нескольких каплях уксусной кислоты. В полученном растворе катион Zn²⁺ обнаруживают реакцией с дитизоном или микрокристаллоскопической реакцией.

Фильтрат после отделения основной соли (ZnOH)₂CO₃ может содержать хромат- и арсенат-анионы CrO₄^2-, AsO₄^3-. Ион CrO₄^2- открывают в виде CrO₅, а AsO₄^3- - восстанавливая до AsH₃.

Анализ смеси катионов четвертой группы можно проводить дробным методом. Обычно рекомендуется начинать исследование с определения катиона Sn²⁺, чтобы избежать влияния процесса “старения”.

Определение Sn²⁺ и Sn⁴⁺. Они открываются из отдельной пробы общего раствора реакцией с нитратом висмута (предварительно восстановив Sn⁴⁺ до Sn²⁺). Катион Cr²⁺ открывают из отдельной пробы исследуемого раствора окислением пероксидом водорода до CrO₅. Катион Zn²⁺ может быть открыт реакциями с дитизоном или сероводородом; As³⁺ и As⁺⁵ определяют способом, указанным выше, а алюминий – ализарином с “подкладкой из K₄[Fe(CN)₆] или алюминоном. Дробный метод определения служит чаще для предварительного исследования раствора на катионы четвертой группы.

Окончательные результаты получают, проверяя наличие тех или иных катионов систематическим ходом анализа.

Схема систематического хода анализа смеси катионов четвертой группы.

1. К испытуемому раствору добавляют раствор NH3 и Н2О2, нагревают и центрифугируют (или фильтруют)
2. Осадок (I) Al(OH)3, Sn(OH)4 обрабатывают HCl и определяют Al3+, Sn4+ частными реакциями: Al3+- при помощи ализарина или алюминона, а Sn4+ - сероводородной водой или восстанавливают до Sn2+ и действуют Bi3+ в щелочной среде.	3. Центрифугат (I) CrO42-,AsO43-, [Zn(NH3)4]- -нейтрализуют СН3СООН, добавляют раствор Na2CO3 и центрифугируют (фильтруют).
4. Осадок (II) (ZnOH)2CO3 растворяют в СН3СООН и определяют Zn2+ c дитизоном или микрокристаллоскопической реакцией.	5. Центрифугат (II) CrO42-, AsO43-: а) CrO42-открывают в виде CrО5, б) AsO43- определяют реакцией восстановления до AsH3.

 

 

Лабораторная работа № 6

ТЕМА: Пятая аналитическая группа катионов (катионы группы гидросидов нерастворимых в растворах гидроксидов NaOH и КОН)

Частные реакции катиона Fe²⁺

Растворы солей железа (II) окрашены в бледно-зеленый цвет, разбавленные растворы бесцветны.

1. Гидроксиды натрия и калия осаждают катион Fe²⁺ в виде гидроксида железа (II) Fe(OH)₂:

Fe²⁺ + 2OH «Fe(OH)₂

Свежеосажденный осадок имеет белый цвет. Однако на воздухе в результате частичного окисления кислородом осадок приобретает серо-зеленый цвет:

4Fe(OH)₂ + 2H₂O + O₂ ® 4Fe(OH)₃

Опыт: В пробирку налейте 2-3 капли раствора сульфата железа (II), добавьте 5 капель дистиллированной воды и 2 капли гидроксида натрия. Обратите внимание на цвет и характер осадка.

2. Раствор аммиака дает с катионом Fe²⁺ осадок гидроксида железа(II):

2NH₄OH + FeSO₄ ® Fe(OH)₂¯ +(NH₄)₂SO₄

Условия проведения опыта.

1. Реакция должна проводиться при рН =12-13.

2. Присутствие солей аммония препятствует выпадению осадка.

3. Кислород воздуха вызывает изменение окраски вследствие частичного окисления катионов Fe²⁺.

Опыт. В пробирку поместите 2-3 капли раствора сульфата железа (II), добавьте 4-5 капель 10% раствора хлорида или сульфата аммония, а затем 2-3 капли раствора гидроксида аммония. Проверьте, обрауется ли осадок.

3. Гексациано-(III) феррат калия K₃[Fe(CN)₆] дает с катионом Fe²⁺ синий осадок турнбулевой сини гексациано-(III) феррата железа(II):

2[Fe(CN)₆]^3- + 3Fe²⁺® Fe₃[Fe(CN)₆]₂

Осадок не растворяется в воде.

Условия проведения опыта.

1. Реакция дает хорошие результаты при рН=3.

2. Свободные гидроксиды натрия и калия вызывают разложение турнбулевой сини.

3. Катионы Fe²⁺ и другие катионы пятой группы не мешают проведению реакции.

Опыт. Налейте в пробирку 2-3 капли раствора сульфата железа (II), добавьте 4-5 капель дистиллированной воды и 2 капли раствора гексациано-(III) феррата калия. Обратите внимание на цвет осадка. Проверьте растворимость в кислотах и щелочах.

4. Диметилглиоксим (реактив Чугаева) образует с катионом Fe²⁺ внутрикомплексную соль карминово-красного цвета состава:

Fe(C₄H₇N₂O₂)₂ +NH₃

Опыт. На предметное стекло поместите каплю анализируемого раствора, добавьте каплю реактива и каплю гидроксида аммония. В присутствии катиона Fe²⁺ раствор окрашивается в карминово-красный цвет.

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится при рН» 9 (в аммиачной среде).

2. Обнаружению катионов Fe²⁺ мешают катионы Mn²⁺, Ni²⁺.

5. a, a¢-дипиридил с катионом Fe²⁺ дает в кислых растворах комплексное соединение красного цвета.

Опыт. На предметное стекло поместите 2 капли анализируемого раствора и добавьте 2-3 капли 0,1 н раствора соляной кислоты и каплю солянокислогоо раствора реактива. При наличии катиона Fe²⁺ образуется красное окрашивание.

Условия проведения опыта.

1. Для проведения реакции требуется кислая среда.

2. Катионы железа(III) не мешают обнаружению железа (II).

6. Окисление катиона Fe²⁺в катион Fe³⁺.

Опыт. Возьмите 3-4 капли раствора соли железа (II) и прибавьте 3 капли 2 н раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора азотной кислоты, смесь нагрейте до исчезновения бурой окраски:

6FeSO₄ + 2H₂SO₄ + 2HNO₃ ® 3Fe₂(SO₄)₃ + 2NO­ +4H₂O

6Fe²⁺ + 2H⁺ + NO₃ ® 3Fe³⁺ + NO­ +2H₂O

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится при рН< 7.

2 Для окисления берут 32 % азотную кислоту.

3. Реакция протекает лучше при нагревании.

Частные реакции катиона Fe³⁺

Растворы солей, содержащих катион Fe³⁺, имеют желтую или красно-бурую окраску.

1. Гидроксиды калия и натрия и аммония образуют с катионом Fe³⁺ красно-бурый осадок Fe(OH)₃:

Fe³⁺ + 3OH^- ® Fe(OH)₃

Гидроксид железа (III) в отличие от гидроксида хрома и гидроксида алюминия не растворяется в избытке щелочи. ПР(Fe(OH)₃)=3,2 ×10^-38 очень мало, следовательно, Fe(OH)₃ не будет растворятся и в солях аммония.

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится при рН> 7.

2. Реакцию можно проводить в присутствии солей аммония.

Опыт. Возьмите 3-4 капли раствора хлорида железа (III), добавьте 3-4 капли дистиллированной воды и 2-3 капли щелочи. Обратите внимание на характер и цвет осадка. Половину осадка вместе с жидкостью перенесите в другую пробирку. В первую пробирку прибавьте 5-7 капель раствора хлорида аммония NH₄Cl, а во вторую 4-5 капель соляной кислоты. Где будет растворяться осадок? Напишите уравнения химических реакций.

2. Гексациано-(II) феррат калия K₄[Fe(CN)₆] образует с катионом Fe³⁺ темно-синий осадок берлинской лазури гексациано-(II) феррата железа Fe₄[Fe(CN)₆]₃. Реакцию лучше проводить в слабокислых растворах:

3[Fe(CN)₆]^4- + 4Fe³⁺ ® Fe₄[Fe(CN)₆]₃

Опыт. Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора сульфата железа (III), добавьте 3-4 капли дистиллированной воды, 1-2 капли соляной кислоты и 2 капли раствора гексациано-(II) феррата калия. Образуется синий осадок или окрашивание. Реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге или на предметном стекле. Катионы Fe²⁺ и др. не мешают открытию катионов Fe³⁺.

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится при рН< 3

2. Свободные щелочи разлагают берлинскую лазурь.

3. Избыток K₄[Fe(CN)₆] не желателен, так как может вызвать образование растворимой формы берлинской лазури.

3. Роданид аммония NH₄SCN образует с катионом Fe³⁺ роданид железа кроваво-красного цвета. Наличие ионов Fe²⁺ не мешают реакции:

Fe³⁺ + 3SCN^-«Fe(SCN)₃

Опыт. В пробирку налейте 2-3 капли раствора сульфата железа (III), прибавьте 4 капли воды и 2 капли раствора роданида калия. Обратите внимание на окраску раствора.

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится при рН < 3.

3. Для полноты протекания реакции необходимо использовать концентрированные растворы NH₄SCN или KSCN.

Частные реакции катиона Mn²⁺

Растворы солей марганца имеют бледно-розовую окраску, а разбавленные растворы бесцветны.

1. Гидроксиды натрия и калия осаждают катион Mn²⁺ с образованием белого осадка гидроксида марганца (II), растворимого в кислотах, но нерастворимого в щелочах:

Mn²⁺ + 2OH^- ® Mn(OH)₂

Осадок на воздухе буреет вследствие перехода катиона Mn²⁺ в катион Mn⁴⁺, при этом образуется марганцовватистая кислота MnO(OH)₂ или H₂MnO₃.

Опыт. Возьмите в пробирку 3-4 капли раствора сульфата марганца, добавьте 3-4 капли воды и 4-5 капель раствора щелочи. Образуется осадок, который изменяет свою окраску до желто-бурой. Реакция проводится при рН= 9-10.

2. Аммиак осаждает катион Mn²⁺ в виде Mn(OH)₂. В присутствии солей аммония осаждения не происходит, Mn(OH)₂ в отличии от MnO(OH)₂ растворим в разбавленной серной кислоте.

Опыт. Налейте в пробирку 2-3 капли раствора сульфата марганца, добавьте 2-4 капли воды и 3 капли раствора аммиака. Получается белый осадок, растворимый в минеральных кислотах и в избытке гидроксида аммония (особенно в присутствии солей аммония).

Условия проведения опыта.

1. Реакция проводится при рН=9-10.

2. Наличие катионов NH₄⁺ способствует растворению осадка.

3. Окисление катиона Mn²⁺ в анион MnO₄^-.

Эта реакция имеет очень большое значение для обнаружения катионов Mn²⁺, так как позволяет открывать его в присутствии катионов всех аналитических групп. В качестве окислителей можно использовать оксид свинца PbO₂, персульфат аммония (NH₄)₂S₂O₈ и другие окислители с окислительно-восстановительным потенциалом выше 1,51.

а) Окисление оксидом свинца:

2Mn(NO₃)₂ + 5PbO₂ + 6HNO₃® 2HMnO₄ + 5Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

2Mn²⁺ + 5PbO₂ + 4H⁺® MnO₄^-+ 5Pb²⁺ + 2H₂O

Опыт. Возьмите в пробирку немного оксида свинца, добавьте туда 5-7 капель азотной кислоты и нагрейте. Через 1-2 минуты отфильтруйте диоксид свинца, обратите внимание на окраску раствора. Если окраска раствора будет малиновой, то диоксид свинца содержит следы марганца и для опыта непригоден. Если же окраска отсутствует, то прибавьте каплю разбавленного раз в десять исследуемого на катион Mn²⁺ раствора и перемешайте его.

Условия проведения опыта.

1. Реакция должна проводится при рН< 2.

2. Хлорид марганца брать нельзя.

3. Анионы-восстановители мешают открытию ионов Mn²⁺ в виде МnO₄ ^-, поэтому их следует предварительно удалить.

4. Умеренное нагревание способствует проведению реакции.

б) Окисление персульфатом аммония в присутствии нитрата серебра AgNO₃ (катализатор).

2MnSO₄ + 5(NH₄)₂S₂O₈ + 8H₂O® 2HMnO₄ + 5(NH₄)₂SO₄ +7H₂SO₄

2Mn²⁺ + 5S₂O₈^2- + 8H₂O ® 2MnO₄^- + 10SO₄^2- +10H⁺

Опыт. Возьмите немного персульфата аммония и поместите в пробирку, прибавьте 8 капель 2 н раствора азотной кислоты, 2 капли раствора нитрата серебра и нагрейте. В нагретую смесь внесите на палочке разбавленного исследуемого раствора и перемешайте. Если окраска слабая, то можно еще прибавить исследуемого раствора. Если же наоборот, выпадает бурый осадок MnO(OH)₂, то, следовательно, концентрация катиона Mn²⁺ слишком велика. В этом случае опыт повторите, разбавив испытуемый раствор водой (1 капля раствора на 4 капли воды) и нагрейте. Катионы Mn²⁺ окисляются в марганцевую кислоту, имеющую характерный малиновый цвет.

Условия проведения опыта.

1. Опыт проводится при рН< 2.

2. Реакция протекает в присутствии катализатора (ионов Аg⁺).

3. Концентрация соли марганца должна быть минимальной.

4. Восстановители Cl ^-, Br ^-, I ^- и др. мешают проведению реакции (хлорид марганца брать нельзя).

5. Нагревание способствует протеканию реакции.

Частные реакции катиона Bi³⁺

1. Гидролиз – одна из характерных реакций на висмут.

Опыт. Возьмите раствор хлорида висмута BiCl₃ или нитрата висмута Bi(NO₃)₃ и сильно разбавьте водой. При этом выпадает белый осадок основной соли хлорида висмута:

BiCl₃ + 2H₂O ® Bi(OH)₂Cl¯ + 2HCl

Образовавшаяся основная соль неустойчива, выделяет молекулу воды, образуя новую соль – хлористый висмутил:

Сl

Bi ¾ OH ® BiOCl¯ + H₂O

OH

Условия проведения опыта.

_1. Реакцию гидролиза лучше проводить с хлоридом висмута, так как хлористый висмутил менее растворим, чем нитрат висмутила BiONO₃.

2. Если используется нитрат висмута, то необходимо к раствору добавить 2-3 капли хлорида аммония NH₄Cl.

3. Соли сурьмы мешают проведению реакции.

4. Хлористый висмутил не растворяется в винной кислоте (в отличие от хлористого стибила SbOCl).

2. Гидроксиды калия и натрия дают с катионом Bi³⁺ белый осадок гидроксида висмута Bi(OH)₃, растворимый в кислотах, но нерастворимых в щелочах:

Bi³⁺ + 3OH^- ® Bi(OH)₃

Опыт. В пробирку поместите 3-4 капли раствора хлорида висмута BiCl₃ и прибавьте 2-3 капли раствора щелочи. Выпадает белый осадок.

3. Восстановление катионов Bi³⁺ до металлического висмута (осадок черного цвета).

Опыт. Возьмите 3 капли раствора хлорида олова SnCl₂, прибавьте избыток гидроксида натрия, чтобы первоначально выпавший осадок Sn(OH)₂ растворился:

SnCl₂ + 2NaOH ® 2NaCl + Sn(OH)₂¯ или H₂SnO₂

Sn²⁺ + 2OH^- ® + Sn(OH)₂ ¯

H₂SnO₂ + 2NaOH ® Na₂SnO₂ + 2H₂O

H₂SnO₂ + 2OH^- ® SnO₂^2-+ 2H₂O

К полученному щелочному раствору прибавьте две капли раствора соли висмута. Выпадет осадок металлического висмута:

Bi(NO₃)₃ + 2NaOH ® Bi(OH)₃¯ + 3NaNO₃

Bi³⁺ + 3OH^- ® Bi(OH)₃

2Bi(OH)₃ + 3Na₂SnO₂® 2Bi¯ + 3Na₂SnO₃ + 3H₂O

2Bi(OH)₃ + 3SnO₂^2- ® 2Bi¯ + 3SnO₃^2- + 3H₂O