Групповой реагент, общие и фармакопейные реакции катионов V аналитической группы.

БИЛЕТ №23

1.Во сколько раз возрастёт скорость реакции при повышении температуры от 20°С до 70°С при у=2?

Используем правило Вант-Гоффа:

V₂= V₁ · γ^{(t₂-t₁)/10} V₂ = 1· (2)^{50 / 10} = 2⁵ = 32

Ответ: в 32 раза

2.Напишите характерные реакции на ион Na⁺.

Реакция окрашивания пламени. Соли натрия окрашивают бесцветное пламя горелки в желтый цвет. Реакция является фармакопейной.

Гексагидроксостибиат (V) калия K[Sb(OH6)] дает с солями натрия в строго нейтральной среде медленно образующийся белый кристаллический осадок:

NaCl + K[Sb(OH6)] = Na[Sb(OH6)]↓ + KCl

Na+ + [Sb(OH6)] = Na[Sb(OH6)]↓

Реакция с цинкуранилацетатом (фармакопейная). Катионы натрия дают с цинкуранилацетатом Zn(UO2)3(CH3COO)8 в уксуснокислом растворе желтый кристаллический осадок натрийцинкуранилацетата NaZn(UO2)3(CH3COO)9∙9H2O, нерастворимый в уксусной кислоте:

Na+ + Zn[(UO2)3(CH3COO)8] + CH3COO- + 9H2O = NaZn(UO2)3(CH3COO)9∙9H2O↓

Групповой реагент, общие и фармакопейные реакции катионов V аналитической группы.

Групповым реагентом является раствор щелочи (обычно 2 моль/л раствор NaOH) или 25%-й водный раствор аммиака.

1.Гидроксиды щелочных металлов NaOH и KOH.

NaOH – групповой реактив, количественно осаждает гидроксид железа (II) бледно-зеленого цвета:

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂↓ + Na₂SO₄

Fe²⁺ + 2OH^- = Fe(OH)₂↓

Осадок на воздухе быстро буреет вследствие окисления до гидроксида железа (III):

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃↓

2. Гексацианоферрат(III) калия K₃[Fe(CN)₆] (красная кровяная соль ) выделяет темно-синий осадок турнбулевой сини:

3FeSO₄ + 2K₃[Fe(CN)₆] = Fe[Fe(CN)₆]₂↓ + 3K₂SO₄

3Fe³⁺ +2[Fe(CN)₆]^3- = Fe₃[Fe(CN)₆]₂↓

Осадок практически нерастворим в кислотах, но разлагается щелочами. Это самая чувствительная реакция на соли железа(II). Избытка реактива следует избегать, т.к. его желтая окраска придает осадку зеленоватый оттенок. Реакция является фармакопейной.

3. Сульфид аммония (NH₄)₂S количественно осаждает железо (II) в виде сульфида железа (II) черного цвета:

FeSO₄ + (NH₄)₂S = FeS↓ + (NH₄)₂SO₄

Fe²⁺ + S^2- = FeS↓

Осадок растворяется в кислотах. Реакция является фармакопейной.

Реакции катиона железа (III) Fe³⁺

1.Гидроксиды щелочных металлов и аммиак.

NaOH – групповой реактив, выделяет бурый студенистый осадок гидроксида железа (III):

FeCl₃ + 3KOH = Fe(OH)₃↓ + 3KCl

Fe³⁺ + 3OH = Fe(OH)₃↓

Гидроксид железа растворяется в кислотах, но не растворяется в избытке щелочей.

2. Тиоцианат калия KSCN дает с раствором соли железа (III) в слабокислой среде кроваво-красное окрашивание вследствие образования железо-роданистых комплексов:

FeCl₃ + 3KSCN ↔ Fe(SCN)₃ + 3KCl

Fe³⁺ + 3SCN ↔ Fe(SCN)₃

Приведенное уравнение является упрощенным. Реакция обратима, поэтому для повышения ее чувствительности реактив должен быть взят в избытке.

3. Гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆] (желтая кровяная соль) осаждает из нейтральных и кислых растворов солей железа (III) берлинскую лазурь – осадок интенсивного синего цвета:

4FeCl₃ + 3K₄[Fe(CN)₆] = Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓ + 12KCl

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4- = Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓

В кислотах осадок заметно не растворяется, щелочи его разлагают. Реакция очень чувствительна и поэтому обычно применяется для определения иона Fe³⁺ в анализируемых растворах.

4. Сульфид аммония (NH₄)₂S,прибавленный к раствору соли железа (III) дает черный осадок сульфида железа (III):

2FeCl₃ + 3(NH₄)₂S = Fe₂S₃↓ + 6NH₄Cl

2Fe³⁺ + 3S^2- = Fe₂S₃↓

Осадок растворяется в кислотах.

Реакции катиона Mn²⁺

1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH и КОНс солями марганца (II) дают белый осадок гидроксида марганца (II):

MnSO₄ + 2KOH = Mn(OH)₂↓ + K₂SO₄

Mn²⁺ + 2JH^- = Mn(OH)₂↓

Осадок быстро буреет на воздухе вследствие окисления кислородом воздуха до соединения марганца (IV) MnO₂ или H₂MNO₃.

Сульфид аммония (NH₄)₂S осаждает из раствора солей марганца сульфид марганца (II), окрашенный в телесный цвет.

MnSO₄ + (NH₄)₂S = MnS + (NH₄)₂SO₄

3. Пероксид водорода Н₂О₂ в присутствии щелочей окисляет соли марганца (II) до темно-бурого осадка марганца (IV) H₂MnO₃ или MnO(OH)₂:

MnSO₄ + H₂O₂ = MnO(OH)₂↓ + Na₂SO₄ + H₂O

Mn²⁺ + H₂O₂ + 2OH^- = MnO(OH)₂↓ + H₂O

В отличие от Mn(OH)₂ осадок MnO(OH)₂ не растворяется в разбавленной серной кислоте.

4. Диоксид свинца PbO₂ в присутствии концентрированной азотной кислоты при нагревании окисляет Mn(II) до MnO₄^- с образованием марганцевой кислоты малинового цвета:

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 6HNO₃ = 2HMnO₄ + 2Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

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

Реакция катиона магния Mg²⁺

1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH и КОН осаждают белый студенистый осадок гидроксида магния:

MgCl₂ + 2KOH = Mg(OH)₂↓ + 2KCl

Mg²⁺ + 2OH^- = Mg(OH)₂↓

2. Моногидрофосфат натрия Na₂HPO₄ является характерным реактивом на магний. В растворах солей магния, содержащих хлорид аммония, в присутствии аммиака образуется белый кристаллический осадок аммония-магния-фосфата:

MgCl₂ + Na₂HPO₄ + NH₄OH = MgNH₄PO₄↓ + 2NaCl + H₂O

Mg²⁺ + PO₄^3- + NH⁴⁺ = MgNH₄PO₄↓

Эта реакция – важнейшая качественная реакция на ион Mg² и является фармакопейной. Внимание: реакцию нельзя проводить в присутствии всех остальных катионов пятой группы.

3. 8-оксихинолин HC₉H₆NO образует с

солями магния зеленовато-желтый кристаллический осадок оксихинолята магния:

2HC₉H₆NO + MgCl₂ = Mg(C₉H₆NO)₂↓ + 2HCl

4.Напишите комплексные соединения: нитрат диакватетрамин никеля (III), трифторогидроксоберилдат магния.

-[Ni(NH₃)₄(H₂O)₂](NO₃)₂

- Mg[BeF₃(OH)]

5.Составьте уравнения гидролиза солей:

Cu(NO₃)_2, (NH₄)₂S, Al₂S_3, NH₄Cl, Rb₂SO_3, FeCl₃