Лабораторна робота 6. Реакції катіонів 4-ї групи

6.1. Ферум (ІІ) та ферум (ІІІ)

6.1.1. Осадження Fe(OH)₂(s)таFe(OH)₃(s), їх властивості. В окремі пробірки налийте по 2-3 краплі розчинів FeSO₄ та FeCl₃, у кожну додайте рівний об’єм розчину з с(NH₃) = 3 моль/л. Осади відокремте, розділіть на 2 частини й випробуйте їх розчинність у кислоті й у лузі.

Запишіть рівняння реакцій. Чому вживають свіжо приготований розчин FeSO₄? Як він змінюється під дією повітря? Знайдіть lg K реакцій утворення гідроксокомплексів феруму. Чому, готуючи розчини Fe (ІІІ), їх підкислюють? Дослідіть залежність розчинності Fe(OH)₂(s) та Fe(OH)₃(s) від рН за КЛД. Чи в умовах аналізу Fe(OH)₃(s) є помітно амфотерним?

6.1.2. Реакція Fe (ІІ)з диметилгліоксимом (діацетилдіоксимом),

.

До розчину FeSO₄ додайте кристалик виннокислого натрію, краплю розчину діацетилдіоксиму й 1-2 краплі розчину з с(NH₃) = 3 моль/л. Червоне забарвлення розчину обумовлене внутрішньокомплексною сполукою, що, на відміну від сполуки ніколу, розчинна у воді.

Запишіть рівняння реакцій. У чому роль амоніачного середовища? Які реакції феруму (ІІ) маскують тартрати (солі винної кислоти)?

6.1.3. Реакція Fe³⁺із тіоціанатом.До 2-3 крапель розчину FeCl₃ додайте рівний об’єм насиченого розчину NH₄SCN, із с(КSCN) = 2 моль/л.

Запишіть Ваші спостереження й рівняння реакцій.

6.1.4. Реакції Fe³⁺ізK₄Fe(CN)₆ таFe²⁺ізK₃Fe(CN)₆. У одну з пробірок вмістіть 1-2 краплі розчину FeCl₃, а в іншу стільки ж розчину FeSO₄. У першу додайте 1 краплю розчину K₄Fe(CN)₆, а в другу − розчинуK₃Fe(CN)₆.

Порівняйте осади, що утворились. За одними уявленнями – це

K⁺ + Fe³⁺ + Fe(CN)₆^4‑ D КFe[Fe(CN)₆](s),

K⁺ + Fe²⁺ + Fe(CN)₆^3‑ D КFe[Fe(CN)₆](s),

де продути не відрізняються один від одного, за іншими – це «берлінська лазур», Fe₄[Fe(CN)₆]₃(s), що утворюється у другому випадку внаслідок попереднього окисно-відновного перетворення,

Fe(CN)₆^3‑ + е^‑ D Fe(CN)₆^4‑, Fe²⁺ – е^‑ D Fe³⁺.

Інтенсивне забарвлення є характерним для сполук, у які той самий елемент входить у різних ступенях окиснення.

6.1.5. Окиснення Fe²⁺доFe³⁺. До 2-3 крапель розчину FeSO₄ додайте 2‑3 краплі розчину з с(NаОН) = 6 моль/л й 5-10 крапель розчину Н₂О₂ з масовою часткою 3 %.

Запишіть рівняння реакцій, у тому числі окиснення гідроксиду феруму (ІІ) у гідроксид феруму (ІІІ) в лужному середовищі. Знайдіть їх lg K.

6.2. Бісмут (ІІІ)

6.2.1. Осадження Ві(OH)₃(s). До 2 крапель розчину Ві(NО₃)₃ додайте 3‑4 краплі розчину з с(NH₃) = 3 моль/л. Осад, не промиваючи, розділіть на 2 пробірки й перевірте його розчинність у с(HCl) = 3 моль/л та с(NаОН) = 6 моль/л. (Реакції здійснюють також на темній крапельній пластинці).

Запишіть рівняння реакцій (урахувати комплекси Ві³⁺ із Cl^‑). Чи проявляє бісмут (ІІІ) амфотерні властивості?

6.2.2. Утворення хлориду бісмутилу. До 2-3 крапель розчину Ві(NО₃)₃ додайте 1-2 краплі розчину з с(NH₄Cl) = 4 моль/л й розведіть суміш потрійним об’ємом води.

Відзначте колір осаду. Дослідіть його розчинність у с(HCl) = 3 моль/л.

Запишіть рівняння реакцій. Чому розчини солей бісмуту (ІІІ) готують із додаванням відповідних кислот?

6.2.3. Відновлення бісмуту (ІІІ) станумом (ІІ).Повторіть дослід 4.4.2а.

6.2.4. Реакція бісмуту (ІІІ) iз КІ. До 1 краплі розчину Ві(NО₃)₃ додайте 1 краплю розчину з с(КІ) = 0,5 моль/л. Випадає чорний осад. Додайте ще розчин КІ, перемішуючи, поки осад розчиниться. Розчин розведіть водою, при чому осад утворюється знову.

Запишіть рівняння реакцій. Як впевнитись, що, взаємодіючи з бісмутом, іодид не окиснюється до елементного іоду, що також у розчині жовтий, у осаді темний й розчинний у КІ?

Манган

6.3.1. Осадження Mn(OH)₂(s),MnО(OH)₂(s) та їх властивості.У 2 пробірки налийте по 1-2 краплі розчину Mn(NO₃)₂, в одну з них додайте краплю розчину Н₂О₂ із масовою часткою 3 %, потім у кожну пробірку по 2-3 краплі розчину з с(NH₃) = 3 моль/л.

Відзначте різницю у кольорах осадів, відокремте, промийте та подійте розчином із с(НNО₃) = 3 моль/л. До того з них, що не розчинився, додайте декілька крапель розчину Н₂О₂. Чи тепер осад розчинився?

Запишіть рівняння реакцій між формами, що переважають у відповідних областях рН. Знайдіть lg K реакцій.

6.4.3. Реакція стибію (V) з родаміном.На білу крапельну пластинку нанести краплю розчину SbCl₃, додайте 2 краплі розчину з с(NаNО₂) = 2 моль/л, потім 2 краплі розчину родаміну Б

Як впливає NаNО₂ на окисний стан стибію? Запишіть рівняння реакцій.

6.3.2. Окиснення Mn²⁺ до MnО₄^‑. У пробірку внесіть краплю розчину Mn(NO₃)₂, додайте дистильованої води до верху пробірки, вміст вилийте й додайте 5 крапель дистильованої води. Краплю розведеного розчину нанесіть на крапельну пластинку, додайте краплю розчину НАс й декілька кристаликів КІО₄.

Відзначте колір розчину. Запишіть рівняння реакцій. До якої форми відновлюється тетраоксоіодат (VII)? Яка lg K лінійної комбінації реакцій?

Таблиця 10