Качественные реакции на катионы

NH ; Na⁺; K⁺; Mg²⁺; Ba²⁺; Ca²⁺; Fe²⁺; Fe³⁺; Mn²⁺; Co²⁺; Ni²⁺; Zn²⁺;

Al³⁺; Cr³⁺; Ag⁺; Pb²⁺; Cu²⁺; Cd²⁺ .

 

Реакция на ион Na⁺

Ионы натрия образуют с дигидроантимонатом калия в нейтральной или слабощелочной среде белый кристаллический осадок дигидроантимоната натрия:

2NaCl + K₂H₂SbO₄ = Na₂H₂SbO₄↓ + 2KCl

 

2Na⁺ + H₂SbO = Na₂H₂SbO₄↓

 

Потирание изнутри стенок пробирки стеклянной палочкой и охлаждение пробирки под холодной струей воды ускоряет осаждение.

 

Реакция на ион K⁺

 

1. Гидротартрат натрия образует с раствором солей калия белый кристаллический осадок гидротартрата калия:

 

KCl + NaHC₄H₄O₆ = KHC₄H₄O₆↓ +NaCl

 

K⁺ +HC₄H₄O₆ ^- = KHC₄H₄O₆↓

 

Осадок выпадает при потирании стеклянной палочкой внутренней стенки пробирки и охлаждение пробирки под струей холодной воды.

 

2. Кобальтинитрит натрия образует с растворами солей калия желтый осадок - кобальтинитрит калия:

 

2KCl + Na₃ [Co(NO₂)₆] = K₂ Na[Co(NO₂)₆]↓ + 2 NaCl

 

2K⁺ + Na⁺ + [Co(NO₂)₆]^3- = K₂ Na[Co (NO₂)₆]↓

 

Реакция на ион NH

 

1. Едкие щелочи KOH и NaOH при нагревании вытесняют из растворов солей аммония аммиак:

 

NH₄Cl +KOH = KCl + NH₃­ + H₂O

 

NH + OH^- = NH₃­ + H₂O

 

Выделяющийся аммиак можно обнаружить по запаху или по влажной индикаторной ленте (щелочная реакция).

 

2. Реактив Неслера (щелочной раствор комплексной соли K₂[HgJ₄]) образует с раствором соли аммония осадок оранжево-бурого цвета:

 

NH₄Cl + 2K₂ [HgJ₄] +2KOH = [2J-2Hg-NH₂]J↓ +5KJ +KCl 2H₂O

 

NH + 2[HgJ₄]^2- + 2OH^- = NH₂Hg₂J₃ ¯ + 5J^- + 2H₂O

 

В присутствии очень малых количеств раствор окрашивается или в желтый или в бурый цвет.

 

Реакция на ион Mg²⁺

 

Гидрофосфат натрия образует с солями магния в присутствие NH₄OH и NH₄Cl белый кристаллический осадок.

Поместите в пробирку по 2-3 капли растворов MgCl₂ и NH₄Cl, прибавьте к полученной смеси 2-3 капли раствора Na₂HPO₄. Тщательно перемешайте содержимое пробирки стеклянной палочкой и затем добавьте к раствору NH₄OH:

 

MgCl₂ + NH₄Cl + NH₄OH + Na₂HPO₄ = MgNH₄PO₄↓ + 2NaCl + NH₄Cl + H₂O

 

Mg²⁺ + HPO +NH₄OH = MgNH₄PO₄↓ + H₂O

 

Реакция на ион Ba²⁺

1. Дихромат–ион образует с ионами бария осадок желтого цвета (хромат бария):

 

2BaCl₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂O = 2BaCrO₄↓ + 2KCl + 2HCl

 

2Ba²⁺ + Cr₂O + H₂O = 2BaCrO₄↓ + 2H⁺.

 

2. Сульфат – ион образует с ионами бария осадок белого цвета (сульфат бария), не растворимый в кислотах:

 

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl

 

Ba²⁺ + SO = BaSO₄↓

3. Оксалат – ион образует с ионами бария осадок белого цвета (оксалат бария):

BaCl₂ + (NH₄)C₂O₄ = NH₄Cl + BaC₂O₄↓

 

Ba²⁺ + C₂O = BaC₂O₄↓

 

Реакция на ион Ca²⁺

 

Оксалат-ион образует с ионами кальция белый кристаллический осадок:

 

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O₄↓ + 2NH₄Cl

 

Ca²⁺ + C₂O = CaC₂O₄¯

 

Проведению реакции могут мешать ионы бария.

 

Реакция на ион Fe²⁺

 

Растворы двухвалентного железа окрашены в бледно-зеленный цвет.

 

Гексацианоферрат (III) калия с двухвалентным железом образует синий осадок, называемый турнбулевой синью:

3FeCl₂ + 2K ₃ [Fe (CN) ₆] = Fe ₃ [Fe (CN) ₆]₂↓ + 6KCl

 

3Fe²⁺ + 2[Fe (CN) ₆]^3- = Fe ₃ [Fe (CN) ₆]₂↓

Реакция на ион Fe³⁺

Растворы трехвалентного железа имеют желтую или красно-бурую окраску.

 

1. Ионы трехвалентного железа с роданид-ионом образуют соединение, окрашивающее раствор в кроваво-красный цвет:

 

FeCl₃ + 3NH₄CNS = Fe (CNS) ₃ + 3NH₄Cl

 

Fe³⁺ + 3CNS^- = Fe (CNS)₃

 

или

 

Fe³⁺ + 6CNS^- = [Fe (CNS)₆ ]^3-

 

2. Гексацианоферрат (II) калия с трехвалентным железом образует темно-синий осадок, называемый берлинской лазурью:

 

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

 

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

3. Ионы трехвалентного железа со фторидом натрия в растворе образуют бесцветное комплексное соединение:

 

FeCl₃ + 6NaF =Na₃ [Fe F₆] + 3NaCl

 

Fe³⁺ + 6NaF = [Fe F₆]^3- + 6Na⁺

Реакция на ион Mn²⁺

 

Концентрированные растворы солей марганца имеют бледно-розовый цвет, разбавленные растворы – бесцветны.

Ионы двухвалентного марганца в кислой среде окисляются (в данном случае висмутатом натрия) до перманганат–ионов красно-фиолетового цвета:

2Mn(NO₃)₂ + 5NaBiO₃ + 14HNO₃ = 2NaMnO₄ + 5Bi(NO₃)₃ + 3NaNO₃ +7H₂O

 

2Mn²⁺ +5BiO + 14H⁺ = 2MnO + 5Bi³⁺ +7H₂O

 

Реакция на ион Cr³⁺

 

Растворы солей хрома имеют зеленую или фиолетовую окраску.

Ионы трехвалентного хрома окисляются перекисью водорода в щелочной среде до хромат – ионов.

Поместить в пробирку 2-3 капли соли хрома (III), прилить раствор щелочи до растворения осадка. К полученному раствору хромита (изумрудно – зеленого цвета) прилить 2-3 капли перекиси водорода и осторожно нагреть пробирку. Зеленая окраска раствора перейдет в желтую:

 

CrCl₃ + 4NaOH = NaCrO₂ + 3NaCl + 2H₂O

 

Cr³⁺ + 4OH^- = CrO +2H₂O

 

2NaCrO₂ + 3H₂O₂ + 2NaOH = 2Na₂CrO₄ + 4H₂O

 

2CrO + 3H₂O₂ + 2OH^- = 2CrO + 4H₂O

 

Реакция на ион Co²⁺

 

Разбавленные растворы солей кобальта имеют розовую окраску. Роданид-ион с ионами кобальта образуют комплексную соль синего цвета.

Поместите в пробирку 2-3 капли раствора кобальта (II), насыпьте немного сухой соли роданида аммония и прилейте 5-6 капель амилового или изоамилового спирта. Смесь перемешайте. Наблюдайте расслоение жидкостей и окрашивание верхнего слоя в голубой или синий цвет.

 

CoCl₂ + 4NH₄CNS = (NH₄)₂[Co (CNS) ₄] + 2NH₄Cl

 

Co²⁺ + 4CNS^- = [Co(CNS)₄]^2-

 

Этой реакции мешают ионы железы (III), которые образуют с роданидом соединение кроваво – красного цвета. Поэтому ионы железа (III) предварительно связывают в бесцветный комплекс фторидом натрия или фторидом аммония.

 

Реакция на ион Ni²⁺

Растворы солей никеля имеют зеленую окраску.

 

Ионы никеля в аммиачной среде образуют с диметилглиоксимом осадок комплексной соли ало-красного цвета.

 

 

Этой реакции мешают ионы трехвалентного и двухвалентного железа:

 

Реакция на ион Zn²⁺

Растворы солей цинка бесцветны.

 

С гексацианоферратом (II) калия ионы цинка образуют аморфный осадок салатного цвета:

 

3ZnCl₂ +2K ₄ [Fe (CN) ₆] ₂ = K ₂ Zn ₃ [Fe (CN) ₆]₂↓ + 6KCl

 

2K⁺ + 3Zn²⁺ + 2[Fe(CN)₆]^4- = K₂Zn ₃[Fe(CN)₆]₂↓

 

Реакция на ион Al³⁺

Растворы солей алюминия бесцветны.

 

При осторожном добавлении щелочей (по каплям) образуется осадок белого цвета в виде белых студенистых хлопьев, часто всплывающих на поверхность раствора:

AlCl₃ + 3NaOH = Al (OH)₃↓ + 3NaCl

 

Al³⁺ + 3OH^- = Al(OH)₃↓

 

Гидроксид алюминия обладает амфотерными свойствами: при действии на Al (OH)₃ раствором кислоты или щелочи происходит растворение осадка:

Al(OH)₃ + 3HCl = AlCl₃ + 3H₂O

 

Al(OH)₃ + 3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O

 

Al(OH)₃ + 3NaOH = Na₃[Al(OH)₆]

 

Al(OH)₃ + 3OH^- = [Al(OH)₆]^3-

Реакция на ион Ag⁺

1. Хлорид – ион осаждает ионы серебра из раствора в виде белого творожистого осадка:

 

AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃

 

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

 

Хлорид серебра нерастворим в азотной кислоте, но растворим в гидроксиде аммония:

 

AgCl + 2NH₄OH = [Ag (NH₃)₂]Cl + 2H₂O

 

Если на полученный раствор [Ag(NH₃)₂]Cl подействовать раствором азотной кислоты, то AgCl снова выпадает в виде творожистого белого осадка:

 

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ = AgCl↓ + 2NH₄NO₃

 

2. Иодид – ион с ионами серебра образует осадок желтого цвета:

 

AgNO₃ + KJ = AgJ↓ + KNO₃

 

Ag⁺ + J^- = AgJ↓

 

Реакция на ион Pb²⁺

1. Хлорид – ион осаждает ионы свинца в виде белого творожистого осадка:

Pb(NO₃)₂ + 2HCl = PbCl₂↓ + 2HNO₃

 

Pb²⁺ + 2Cl^- = PbCl₂↓

 

Хлорид свинца нерастворим в гидроксиде аммония:

 

PbCl₂ + NH₄OH = реакция не идет.

2. Иодид – ион осаждает ионы свинца в виде осадка желтого цвета:

 

Pb (NO₃)₂ + 2KJ = PbJ₂↓ + 2KNO₃

 

Pb²⁺ + 2J^- = PbJ₂↓

 

Часть осадка растворите в 5-6 каплях уксусной кислоты при нагревании, а затем осторожно охладите под струей холодной воды. Хлорид свинца из раствора выпадает в виде золотистых хлопьев.

Реакция на ион Cu²⁺

 

1. Гидроксид аммония, добавленный в избытке к солям меди, образует растворимое комплексное соединение василькового цвета:

 

CuSO₄ + 4NH₄OH = [Cu (NH₃)₄]SO₄ + 4H₂O

 

Cu²⁺ + 4NH₄OH = [Cu (NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O

 

2. Гексацианоферрат калия осаждает ион меди (II) из раствора в виде осадка красно-коричневого цвета:

 

2CuSO₄ + K₄[Fe(CN)₆] = Cu₂[Fe(CN)₆]↓ + 2K₂SO₄

 

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆]^4- = Cu₂[Fe(CN)₆]↓

Реакция на ион Cd^{2 +}

Сульфид – ион в слабокислой среде осаждает ионы кадмия из раствора в виде осадка желтого цвета:

 

CdCl₂ + Na₂S = CdS↓ + 2NaCl

 

Cd²⁺ + S^2- = CdS↓

Контрольные вопросы

1. Приведите примеры катионов и анионов, которые могут быть обнаружены с помощью окислительно-восстановительных реакций.

 

2. Какие ионы образуют окрашенные комплексные соединения: Cu²⁺; Cu⁺; Fe²⁺; Fe³⁺; Co³⁺; Zn²⁺; Ag⁺?

 

3. Присутствие каких ионов может быть обнаружено по образованию летучих веществ: SO ; SO ; CO ; PO ; Na⁺; NH ?

 

4. Как доказать наличие ионов Сu²⁺ и Ag⁺ в одном растворе?

 

 

Лабораторная работа № 3 (4 ч.)

Тема: Карбонаты. Жесткость воды (постоянная и временная).

Цель: ознакомиться со способами устранения временной и постоянной жесткости воды.

 

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Присутствие в воде ионов Са²⁺ и Мg²⁺ обуславливает так называемую жёсткость воды. Жёсткая вода вызывает повышенный расход мыла, по­скольку при взаимодействии солей кальция и магния с мылом образуются нерастворимые осадки:

2С₁₇Нз₅СООNа+ Са(НСО₃)₂ = 2NаНСОз + (С₁₇Н₃₅СОО)₂Са¯

На стенках паровых котлов жёсткая вода образует накипь, обладаю­щую плохой теплопроводностью. Кроме того, накипь способствует корро­зии стенок котлов. В жёсткой воде плохо разваривается мясо, овощи, пло­хо заваривается чай. Очень жёсткая вода не пригодна для питья. Условная классификация воды по уровню жёсткости приведена в табл. 3.

 

Таблица 3

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Болезненные рефлекторные реакции при подходах
2. Влияние температуры на константу скорости реакции
3. Время отклика (скорость реакции)
4. Групповые реакции катионов и анионов.
5. Депрессивные реакции и депрессивные неврозы
6. Доброкачественные опухоли молочной железы
7. Доброкачественные опухоли пищевода
8. Зависимость скорости реакции от температуры
9. Злокачественные опухоли легких
10. Злокачественные опухоли ободочной кишки
11. Инструментальные, углеродистые, качественные, высококачественные стали. применение, маркировка, расшифровка.
12. Карбоновые кислоты и их производные. Реакции нуклеофильного замещения