2015-01-21
10637
Реакция катиона хрома (III) Cr3+
1. Гидроксиды щелочных металлом NаOH и KOH являются групповыми реактивами для четвертой группы. Гидроксид натрия из раствора соли хрома (III) выделяет серо-зеленый амфорный осадок гидроксида хрома (III):
CrCl3 + 3KOH = Cr(OH)3↓ + 3KCl
Cr3+ + 3OH- = Cr(OH)3↓
Осадок Cr(OH)3 растворяется:
а) в разбавленных кислотах Cr(OH)3↓ + HCl = CrCl3 + 3H2O
б) в избытке растворов щелочей Cr(OH)3↓ + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6],
что указывает на амфотерность гидроксида хрома (III).
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли хрома (III) добавляют 1 каплю раствора гидроксида натрия или кальция, а затем еще несколько капель. Наблюдают выпадение и последующее растворение осадка.
2. Сульфид аммония ((NH4)2S выделяет из растворов солей хрома (III) аморфный осадок гидроксида хрома (III):
2CrCl3 + 3(NH4)2S + 6H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑ + 6NH4Cl
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли хрома (III) добавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение осадка.
3. Пероксид водорода Н2О2 в присутствии щелочи окисляет ион хрома Cr3+ в хромат ион CrO42-. Реакция сопровождается характерным внешним признаком – изменением окраски раствора из ярко-зеленой (цвет ионов Cr3+) в ярко-желтую (цвет ионов CrO42-).
Реакции протекают в такой последовательноти:
1. образуется гидроксид хрома CrCl3 + 3NaOH = Cr(OH)3↓ + 3NaCl
2. в избытке щелочи образуется комплексная соль
Cr(OH)3↓ + 3NaOH = Na3[Cr(OH)6]
3. окисление до хромата (желтого цвета)
Суммарная реакция:
2CrCl3 + 3H2O2 + 10 NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaCl + 8 H2)
Если полученный раствор хромата подкислить разбавленной H2SO4, то пероксид водорода образует хромат в надхромовую кислоту H2CrO6 синего цвета, легко переходящую в органический слой.
Выполнение реакции.
1. Получение хромата. В пробирку помещают 2 капли раствора соли хрома и добавляют несколько капель гидроксида натрия или калия (образующийся осадок гидроксида хрома должен раствориться). Прибавляют 3 капли раствора пероксида водорода и слегка подогревают на водяной бане. Наблюдают переход окраски из зеленой в желтую.
2. Получение надромовой кислоты. В пробирку помещают 3 капли разбавленной H2SO4, 2 капли раствора пероксида водорода и 1 мл бутилового спирта, смесь встряхивают. Затем прибавляют 2-3 капли полученного раствора хромата (желтого цвета) и снова встряхивают. Наблюдают окраску эфирного слоя оранжевого цвета.
Реакция катиона Zn2+
1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH и KOH как групповой реактив выделяют из растворов солей цинка белый студенистый осадок гидроксида цинка:
ZnCl2 + 2NaOH = Zn(OH)2↓ + 2 NaCl
Zn2+ + 2OH = Zn(OH)2↓
2. Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами и поэтому растворяется:
а) в разбавленных кислотах Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + H2O
б) в избытке щелочи Zn(OH)2 + 2NaOH = Na[Zn(OH)4]
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли цинка добавляют сначала 1 каплю раствора гидроксида натрия или калия, а затем его избыток. Наблюдают выпадение и последующее растворение осадка.
3. Сульфид аммония (NH4)2S осаждает из нейтральных растворов ион цинка в виде белого аморфного сульфида цинка:
ZnCl2 + (NH4)2S = ZnS↓ + 2NaCl
Zn2+ + S2- = ZnS↓
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли цинка добавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение белого аморфного осадка. Реакция является фармакопейной.
4. Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] красная кровяная соль) с солями цинка дает коричневато-желтый осадок гексацианоферрата (III) цинка:
3ZnCl2 + 2 K3[Fe(CN)6] =Zn3K3[Fe(CN)6]2↓ + 6KCl
3Zn3+ + 2[Fe(CN)6]2↓
Осадок растворяется в хлороводородной кислоте и растворе аммиака.
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли цинка прибавляют 2 капли раствора красной кровяной соли. Наблюдают выпадение коричневато-желтого осадка.
5. Реакция сухим путем (образование зелени Ринмана).
Кусочек фильтровальной бумаги, смоченный раствором соли цинка и раствором нитрата кобальта (II), при сжигании дает золу, окрашенную в зеленый цвет цинкатом кобальта (зелень Ринмана). При этом происходит реакция:
Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 = CoZnO2 + 4NO2↑ + O2↑
проведению реакции мешают ионы Al3-+3, Cr+3.
Выполнение реакции.
Небольшой кусочек фильтровальной бумаги смочить 1-2 каплями соли цинка. Затем смачивают бумагу одной каплей разбавленного Co(NO3)2. Дают бумаге высохнуть и сжигают ее в маленькой фарфоровой чашке. Наблюдают цвет полученной золы.
Реакция катиона Al3+
1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH или KOH, как групповой реактив, с солями алюминия образуют белый осадок гидроксида алюминия Al(SO4)3.
Вследствие амфотерного характера гидроксида алюминия осадок растворяется в разбавленных кислотах:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O и в избытке щелочи:
Al(OH)3 + NaOH = Na[Al(OH)4]
Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли алюминия прибавляют сначала 1 каплю раствора гидроксида натрия, а затем его избыток. Наблюдают выпадение осадка гидроксида алюминия и последующее его растворение.
2. Сульфид аммония (NH4)2 из растворов солей Al3+ выделяет аморфный осадок гидроксида алюминия:
3(NH4)2S + Al2(SO4)3 + H2) = 2 Al(OH)3↓ + 3H2S↑+ 3(NH4)2SO4
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли алюминия прибавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение аморфного осадка.
3. Сухой хлорид аммония NH4Cl выделяет из растворов комплексных солей алюминия (тетрагидроксоалюминат калия) осадок гидроксида алюминия:
K[Al(OH)4] + NH4Clтв. = Al(OH)3↓ + KCl + NH3↑ + H2O
[Al(OH)4]- + NH4- = Al(OH)3↓ + NH3↑ + H2О
Выполнение реакции.
К 2 каплям раствора соли алюминия добавляют избыток раствора гидроксида натрия или калия до растворения выпавшего осадка гидроксида. К полученному раствору добавляют сухой хлорид аммония. Пробирку несколько раз встряхивают, нагревают на водяной бане и наблюдают выпадение белого осадка.
4. Получение «тенаровой сини». Разбавленный раствор нитрата кобальта (III) образует с солями алюминия алюминат кобальта, образующий при сжигании золу синего цвета:
2Al2(SO4)3 + 2Co(NO3)2 = 2Co(AlO2)2 + 6SO3↑ + 4NO2↑ + O2↑
Выполнение реакции аналогично, как и для Zn2+.
