Экспериментальная часть. Результаты опытов оформить в виде таблицы (см

Результаты опытов оформить в виде таблицы (см. приложение В)

Опыт 1. Качественные реакции катионов первой аналитической группы

К первой группе относятся катионы Ag⁺, Pb²⁺, Hg²⁺

Реакции Ag⁺- ионов.

Ион серебра в водных растворах бесцветен. Соляная кислота осаждает Ag⁺ в виде белого творожистого осадка AgCl. К раствору, содержащему соляную кислоту или соль соляной кислоты, добавить по каплям раствор нитрата серебра, при этом выпадает осадок белого цвета. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Реакции Pb²⁺- ионов.

Ион свинца в водных растворах бесцветен. Иодид калия дает с Pb²⁺ желтый осадок. К раствору соли свинца (+2) добавьте раствор иодида калия до выпадения осадка. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде. Получив осадок, прибавьте в пробирку несколько капель воды и 2н раствор CH₃COOH и нагрейте на водяной бане до растворения осадка. При погружении пробирки в холодную воду PbI₂ снова выпадает в виде блестящих золотистых кристаллов "золотой дождь". Это наиболее красивая аналитическая реакция.

Опыт 2. Качественные реакции катионов второй аналитической группы

Малорастворимыми являются сульфаты, фосфаты, оксалаты и карбонаты катионов второй аналитической группы. Наиболее важным для анализа свойством катионов данной группы является практическая нерастворимость в воде сульфатов CaSO₄, SrSO₄, BaSO₄. Поэтому в качестве группового реагента для осаждения ионов используется серная кислота.

Реакции Ba²⁺- ионов

Серная кислота и растворимые сульфаты образуют с Ba²⁺ белый осадок BaSO₄. К раствору растворимой соли бария добавьте раствор сульфата натрия до выпадения осадка. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Сульфат бария — нерастворимая соль, не растворяется в кислотах, чтобы перевести его в раствор, необходимо вначале превратить в карбонат бария, который затем растворяют в кислоте. Практически это превращение осуществляют путем нагревания BaSO₄ с насыщенным раствором карбоната натрия.

Опыт 3. Качественные реакции катионов третьей аналитической группы.

К третьей группе катионов относятся ионы металлов: Al³⁺, Sn²⁺, Sn⁴⁺, As³⁺As⁵⁺, Cr³⁺, Zn²⁺.

Групповой реагент — NaOH, осаждающий вначале катионы и затем, растворяющий образовавшиеся осадки вследствие их амфотерности.

Реакции Zn²⁺- ионов

Дитизон (дифенилтиокарбазон), применяемый в виде раствора в хлороформе или четыреххлористом углероде, образует с Zn²⁺ внутрикомплексную соль, окрашенную в малиново-красный цвет. Три капли исследуемого раствора на часовом стекле обработайте небольшим количеством твердой перекиси натрия (Na₂O₂). После прекращения бурной реакции каплю раствора нанесите на полоску фильтровальной бумаги. Влажное пятно обведите по периферии пипеткой с раствором дитизона. Появление характерного малиново-красного пятна свидетельствует о присутствии ионов цинка, если они отсутствуют, то образуется кольцо оранжевого цвета, свойственного щелочной среде.

Опыт 4. Качественные реакции катионов четвертой аналитической группы.

К четвертой аналитической группе относятся катионы Mg²⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Bi³⁺, Sb⁵⁺.

Групповой реагент раствор NH₄OH, осаждающий из раствора каждый из катионов.

Реакции Fe³⁺- ионов

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

а) К раствору роданида аммония или калия добавьте раствор хлорида или нитрата железа (+3), при этом раствор окрашивается в кроваво-красный цвет. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, учитывая, что образуется комплексное соединение.

б) К раствору гексацианоферрата (+2) калия добавьте раствор хлорида или нитрата железа (+3), при этом образуется темно-синий осадок берлинской лазури Fe₄[Fe(CN)₆]₃. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, учитывая, что происходит реакция обмена.

Реакции Fe²⁺- ионов

Разбавленные растворы Fe²⁺ бесцветны.

в) К раствору гексацианоферрата (+3) калия К₃[Fe(CN)₆] добавьте раствор сульфата железа(+2) (свежеприготовленного) при этом образуется осадок «турнбулева синь» Fe₃[Fe(CN)₆]₂. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде, учитывая, что происходит реакция обмена. Осадок растворяется в избытке кислоты и щелочи.

Опыт 5 Качественные реакции катионов пятой аналитической группы

К пятой аналитической группе относятся катионы Cu²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Hg²⁺. Групповой реагент раствор NH₄OH — образует с катионами аммиачные комплексы.

Реакции Cu²⁺- ионов

Растворы солей Cu (II) окрашены в голубой или зеленый цвет.

1) К раствору щелочи NaOH и KOH добавьте раствор медного купороса до выпадения голубого осадка. Нагрейте полученный осадок до перехода его в черный. Составьте уравнения реакций в молекулярном и ионном виде

2) Аммиак NH₄OH, прибавленный в небольшом количестве к раствору сульфата меди (+2), осаждает основную соль зеленого цвета, легко растворимую в избытке NH₄OH с образованием аммиачного комплекса меди интенсивного синего цвета:

2Cu²⁺ + SO₄^2-+2NH₄OH = (CuОН)₂SO₄↓+ 2NH₄⁺

(CuОН)₂SO₄ + 8NH₄OH=[Cu(NН₃)₄]SO₄+[Cu(NН₃)₄](OH)₂ +8H₂O

К раствору сульфата меди (+2) по каплям прибавляйте раствор аммиака до выпадения осадка, а затем до его полного растворения.

Аммиачный комплекс меди при подкислении разрушается вследствие связывания молекул NH₃ с ионами H⁺ с образованием более устойчивого комплекса NH₄⁺. При этом синяя окраска переходит в голубую.

Опыт 6. Качественные реакции катионов шестой аналитической группы.

К шестой аналитической группе относятся катионы K⁺, Na⁺, NH₄⁺. Большинство образуемых ими солей хорошо растворимы в воде. Группового реагента нет. Калий и натрий — элементы первой группы периодической системы и представляют собой высокореакционные щелочные металлы. Они бурно разлагаются водой уже при комнатной температуре, выделяя H₂ и образуя соответствующие гидроксиды. Гидроксиды щелочных металлов — сильные щелочи. В водных растворах полностью ионизированы. Поэтому натриевые и калиевые соли сильных кислот не подвергаются гидролизу, и их растворы имеют нейтральную реакцию. Натриевые и калиевые соли слабых кислот гидролизуются и растворы имеют щелочную реакцию, рН>7.

Гидроксид аммония NH₄OH, раствор NH₃ в воде, ведет себя как слабое основание. В водных растворах все катионы 3^ой аналитической группы бесцветны.

Реакции NH₄⁺- ионов

Едкие щелочи выделяют из раствора солей аммония при нагревании газообразный аммиак. В пробирку налейте немного раствора соли аммония, добавьте щелочи и нагрейте на водяной бане, к отверстию пробирки поднесите смоченную дистиллированной водой полоску красной лакмусовой бумаги, не касаясь ею стенок пробирки. Лакмусовая бумага синеет, так как выделяющийся при реакции аммиак, растворяясь в воде образует, слабое основание NH₄OH. Вместо лакмусовой бумаги можно пользоваться фенолфталеиновой бумагой, которая розовеет при действии на нее паров аммиака. Составьте уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.