Выполнение работы. Студент получает металл в виде стружки или гранул у преподавателя
Студент получает металл в виде стружки или гранул у преподавателя. Металл необходимо разделить на 5 частей.
Работа по анализу сводится к тому, что металл под действием какого-нибудь растворителя (HCl, HNO3, NH4Cl) окисляется и переводится в раствор в виде катиона металла. Затем с помощью характерных реакций доказывается наличие данного металла в полученном растворе. Растворение металла во всех случаях вести при слабом нагревании, в течение 3-5 минут примерно в 1 мл растворителя. С концентрированными кислотами соблюдать особую осторожность и работать только в вытяжном шкафу.
Опыт 1. Обнаружение магния
В пробирку поместить кусочек металла и добавить 2-3 мл концентрированного раствора хлорида аммония. Интенсивное выделение водорода дает основание предположить, что это магний (алюминий очень медленно взаимодействует с раствором NH4Cl). Взаимодействие магния с раствором хлорида аммония объясняется частичным гидролизом NH4Cl с образованием слабокислой среды.
Чтобы доказать наличие ионов Mg+2, часть полученного раствора перелить в другую пробирку, разбавить примерно 1 мл воды, добавить 1 мл разбавленной соляной кислоты и 1-2 мл раствора Na2HPO4, затем по каплям, при постоянном встряхивании пробирки, добавить разбавленный раствор NH4OH до появления запаха аммиака. При наличии ионов Mg+2 должен образоваться белый кристаллический осадок MgNH4PO4:
Mg + H2O + 2NH4Cl = MgCl2 + H2 + 2NH4OH
MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4↓ + 2NaCl + H2O
Если магний не обнаружен, к одному кусочку металла (в пробирке) прилить концентрированного раствора NaOH и осторожно нагреть до начала реакции. Обильное выделение водорода возможно в случае алюминия, цинк реагирует со щелочью гораздо спокойнее, олово и свинец растворяются в щелочи очень медленно.
Опыт 2. Обнаружение алюминия
В пробирку поместить кусочек металла и добавить 2-3 разбавленной соляной кислоты. Нанести каплю полученного раствора на кусочек фильтровальной бумаги, после чего бумагу выдержать 1-2 минуты над горлом склянки с концентрированным раствором аммиака (в этом момент образуется гидроксид алюминия). Далее получившееся пятно обработать каплей спиртового раствора ализарина и снова выдержать в парах аммиака. Затем бумагу подсушить над пламенем спиртовки. Аммиак при этом улетучивается, и фиолетовая окраска заменяется бледно-желтой, на фоне которой отчетливо видно розово-красное пятно. Его появление объясняется тем, что ализарин образует с гидроксидом алюминия трудно растворимое соединение красноватого цвета.
Опыт 3. Обнаружение цинка
В пробирку поместить два кусочка металла и добавить 2-3 мл разбавленной азотной кислоты. Смочить кусочек фильтровальной бумаги полученным раствором Zn(NO3)2, а затем 2-3 каплями разбавленного раствора Co(NO3)2 и прокалить бумагу в тигле (прокаливание вести в вытяжном шкафу). При наличии катиона Zn2+ пепел окрашивается в зеленый цвет за счет образования цинката кобальта CoZnO2 – «Зелень Ринмана»:
Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 → CoZnO2 + 4NO2 + O2
Если магний, алюминий и цинк не обнаружены, провести характерные реакции на остальные металлы – свинец, медь, олово и кадмий.
Опыт 4. Обнаружение свинца и меди
В пробирку поместить два кусочка металла и растворить их в 2-3 мл разбавленной азотной кислоты. В случае свинца получается бесцветный раствор Pb(NO3)2. Чтобы проверить наличие ионов Pb2+, нужно отлить часть полученного раствора в другую пробирку, туда же добавить раствор сульфата натрия. В присутствии ионов Pb2+ должен получиться белый осадок PbSO4. Медь при растворении в разбавленной азотной кислоте дает голубой раствор Cu(NO3)2. Наличие ионов Cu2+ в растворе проверяется действием разбавленного раствора NH4OH. При осторожном добавлении NH4OH сначала можно наблюдать образование голубого осадка гидроксида меди, затем темно-синий раствор аммиаката меди:
Сu(NO3)2 + 2NH4OH = Cu(OH)2↓ + 2NH4NO3
Сu(OH)2↓ + 4NH4OH = [Cu(NH3)4](ОН)2 + 4H2O
Опыт 5. Обнаружение олова
В пробирку поместить 1-2 кусочка металла и растворить осторожно, в вытяжном шкафу, в 1-2 мл концентрированной азотной кислоты. Для устранения ядовитого газа (бурого диоксида азота) в пробирку сразу же налить воды. При наличии олова образуется белый осадок β-оловянной кислоты, не растворяющейся после разбавления раствора водой.
Sn + 4HNO3 + (n+2)H2O = SnO2·nH2O↑ + 4NO2 + 2H2O
Опыт 6. Обнаружение кадмия
В пробирку поместить кусочек металла, осторожно, в вытяжном шкафу, растворить в 1-2 мл концентрированной соляной кислоты. Для проведения характерной реакции на ионы Cd2+ часть полученного отлить в другую пробирку, добавить туда же по каплям при постоянном встряхивании пробирки разбавленный раствор NaOH до появления легкого помутнения, затем прилить раствор сульфида натрия. Щелочь добавляется для нейтрализации избытка соляной кислоты. В присутствии ионов Cd2+, в зависимости от количества добавленной щелочи, образуется желтый или оранжевый осадок CdS (не спутать с белым или желтоватым осадком свободной серы, которая может осаждаться в кислой среде).
Требования к результатам опытов:
1. Написать для каждого металла уравнение реакции с растворителем, под действием которого металл окисляется и переводится в раствор в виде катиона.
2. Составить уравнение реакции, доказывающей наличие катионов данного металла в полученном растворе.
3. Описать последовательный ход анализа.
4. Сделать вывод, какой металл был выдан преподавателем.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 1491;