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

БИЛЕТ №22

1.Реакция при температуре 60°С протекает за 1 мин.30сек. За сколько времени закончится эта реакция при температуре 80°С, если в данном интервале температурный коэффициент (у) равен 3?

Решение: в соответствии с правилом Вант-Гоффа при увеличении температуры от 60°С до 80°С скорость реакции возрастает:

= , = 3²=9

Увеличивается в 9 раз.

2) скорость реакции обратно пропорциональна времени реакции. Следовательно:

, или τ(t₂)= τ(t₁)*

Где τ(t₁) и τ(t₂) – время реакции при температурах t₁ и t_2. Учитывая, что τ(t₁)= 90 сек. (1мин. 30 сек.), определяем время реакции при температуре t₂: τ(t₁)= 90 сек* 1/9=

10 сек.

2.Напишите характерные реакции на ион NO₂^-.

Реакция с сильными кислотами (фармакопейная). Нитрит-ион под действием разбавленных сильных кислот (HCl, H2SO4) вначале переходит в

неустойчивую азотистую кислоту HNO2, которая затем разлагается с выделениемтоксидов азота (газообразные продукты желто-бурого цвета).

NO2- + H+ HNO2

2HNO2 N2O3 + H2O NO↑ + NO2↑ + H2O

Реакция с дифениламином (фармакопейная). Нитрит-ион при реакции с

дифениламином NH(C6H5)2 в среде концентрированной серной кислоты переводит (как и другие окислители) данный органический реагент в продукт

его окисления – синий дифенилдифенохинондиимин (“дифенилбензидиновый фиолетовый” или “голохиноид”). Нитрат-ион дает аналогичную реакцию с дифениламином.

Реакция с иодидом калия (нитрит-ион – окислитель). Нитрит-ион в

кислой среде окисляет иодид-ионы до свободного иода:

2NO2- + 2I-+ 4H+ I2 + 2NO ↑ + 2H2O

Нитрат-ионы NO3- не мешают проведению реакции, поэтому ионы

NO2- можно открыть с помощью рассматриваемой реакции в присутствии

нитрат-ионов.

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.Напишите комплексные соединения: дицианоаргентат натрия, гексациано (III) хромат калия, бромид гексаамин кобальта(III).

- Na[Ag(CN)₂]

- K₃[Cr(CN)₆]

-[Co(NH₃)₆]Br₃

5.Составьте уравнения гидролиза солей:

Cu(NO₃)_2, FeCl₃, Rb₂SO_3,BaCl_2, Pb(NO₃)_2, (NH₄)₂S,