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

БИЛЕТ №13

1.При температуре 353 к реакция заканчивается за 20 секунд. Сколько времени длится реакция при 293 К, если у=2,5.

Решение: между скоростью протекания химических реакций и их продолжительностью – обратно пропорциональная зависимость:

,где τ₁ и τ₂ - время протекания реакции при температурах T₁ и T₂.

2) правило Вант-Гоффа в данном случае можно записать в виде:

= , откуда τ₁ = τ₂ * = 20 сек * 2,5⁶; τ₁ = 4880 сек = 81 минута 18 сек.= 1 час 21 мин 18 сек.

Ответ: 1 час 21 мин 18 сек.

2.Напишите характерные реакции на ион NO₃^-.

Сульфат железа (II) FeSO₄ окисляется азотной кислотой или ее солями с выделением оксида азота (II)NO. Реакция проходит в присутствии концентрированной серной кислоты:

2NaNO₃ + 6FeSO₄ + 4H₂SO₄ + 3Fe₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 2NO↑ + 4H₂O

Оксид азота (II) образует с FeSO₄ бурое соединение:

FeSO₄ + NO = [Fe(NO)]SO₄

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

Групповым реагентом является водный раствор гидроксида натрия NaOH (или калия KOH)

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).

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

Пероксид водорода Н₂О₂ в присутствии щелочи окисляет ион хрома Cr³⁺ в хромат ион CrO₄^2-. Реакция сопровождается характерным внешним признаком – изменением окраски раствора из ярко-зеленой (цвет ионов Cr³⁺) в ярко-желтую (цвет ионов CrO₄^2-).

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.

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]

Сульфид аммония (NH₄)₂S осаждает из нейтральных растворов ион цинка в виде белого аморфного сульфида цинка:

ZnCl₂ + (NH₄)₂S = ZnS↓ + 2NaCl

Zn²⁺ + S^2- = ZnS↓

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.

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 Al^3-+3, Cr⁺³.

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↓

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

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

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↑

4.Образуйте заданную комплексную частицу в соединение и укажите для него:

- внешнюю координационную сферу;

- внутреннюю координационную сферу;

- комплексообразователь;

- лиганды;

- координационное число;

- назвать полученные соединения.

[Pt(Cl₆)]^*, где Pt⁴⁺

-Внутренняя координационная сфера- [Pt(Cl₆)]

-Комплексообразователь- Pt⁴⁺

-Лиганды- Cl^-

-КЧ-1

5.Составьте уравнения гидролиза солей:

NaNO_3, Ca(CN)_2, MgS, Cu(NO₃)_2, , K₂CO_3, FeSO_4.