Аналитическая химия и физико-химические методы анализа качественный анализ. Часть 2. Белова Т.П - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КамчатГТУ | Петропавловск-Камчатский

Составители: 

Рубрика: 

9
4.3.1. Водный раствор аммиака и соли слабых кислот (Na
2
CO
3
,
(NH
4
)
2
S и др) oбразуют с катионом Cr
3+
, осадок гидрооксида хрома
Cr(OH)
3
серо–зеленого (или серо–фиолетового) цвета:
CrCl
3
+ 3NH
4
OH → Cr(OH)
3
↓+ 3NH
4
Cl
ОПЫТ №7. В пробирку налейте 3 – 4 капли Cr
3+
, добавьте 10 – 12
капель гидроксида аммония. Перемешайте, Сделайте вывод об обра-
зующемся осадке.
4.3.2. Окисления катиона Cr
3+
в CrO
4
2-
в щелочной среде. Окисление
можно проводить перекисью водорода H
2
O
2
или перекисью натрия
Na
2
O
2
.
CrCl
3
+ 3NaOH → Cr(OH)
3
↓ + 3NaCl
Cr(OH)
3
↓+ NaOH → NaCrO
2
+ 2 H
2
O
2NaCrO
2
+ 3H
2
O
2
+ 2NaOH → 2Na
2
CrO
4
+ 4H
2
O
2CrO
2
-
+ 3H
2
O
2
+ 2OH
-
→ 2CrO
4
2-
+ 4H
2
O
ОПЫТ №8. Налейте в пробирку 3–4 капли раствора соли трехва-
лентного хрома. До бавьте 2–3 капли раствора H
2
O
2
и 4 капли раствора
NaOH. Содержимое пробирки нагрейте в течение 3–4 минут. В присут-
ствии ионов раствор над осадком окрасится в желтый цвет за счет обра-
зования хромат-ионов. Осадок от фильтруйте и к фильтру добавьте рас-
твор HNO
3
до появления оранжевой окраски. (Почему ?) Затем прилей-
те 6–8 капель смеси эфира с изоамиловым спиртом и 2–3 капли раствора
H
2
O
2
. Смесь перемешайте. Появление интенсивно-синей окраски верх-
него слоя указывает на образование H
2
CrO
6
– надхромовой кислоты.
Условия проведения реакции. Окисление Cr
3+
до CrO
4
2-
должно
протекать в щелочной среде. Окисление CrO
4
2-
до H
2
CrO
6
протекает в
кислой среде. Открытие хрома при помощи этой реакции можно прово-
дить в присутствии катионов всех аналитических групп.
4.3.3 Окисление катиона Cr
3+
перманганатом калия KMnO
4
протека-
ет до аниона Cr
2
O
7
2-
.
5Cr
2
(SO
4
)
3
+6KMnO
4
+11H
2
O → 5H
2
Cr
2
O
7
+ 6MnSO
4
+ 3K
2
SO
4
+
6H
2
SO
4
10Cr
3+
+ 6MnO
4
-
+ 11H
2
O = 5Cr
2
O
7
2-
+ 6Mn
2+
+ 22H
+
При этой реакции малиновая окраска анионов MnO
4
-
исчезает, но
может появится бурый осадок гидрата двуокиси марганца MnO(OH)
2
или марганцоватистой кислоты H
2
MnO
3
. Выпадение осадка объясняется
взаимодействием избытка перманганата калия KMnO
4
с образующейся
10
солью – сульфатом марганца MnSO
4
. Эта реакция хорошо идет при на-
гревании:
2KMnO
4
+ 3MnSO
4
+ 7H
2
O → 5MnO(OH)
2
↓ + K
2
SO
4
ОПЫТ №9. Налейте в пробирку 4–5 капель раствора сульфата хро-
ма Cr
2
(SO
4
)
3
(не СrCl
3
!) 3 – 4 капли раствора серной кислоты H
2
SO
4
и 10
капель 0,1н раствора перманганата калия KMnO
4
(избытка реактива
брать нельзя!), пробирку со смесью нагрейте на водяной бане несколько
минут. Обратите внимание на изменение окраски – малиновый цвет рас-
твора переходит в оранжевый.
4.3.4. Окисление катиона Cr
3+
в кислой среде персульфатом аммо-
ния (NH
4
)
2
S
2
O
8
протекает до бихромат-иона Cr
2
O
7
2-
.
Cr
2
(SO
4
)
3
+ 3(NH
4
)
2
S
2
O
8
+ 7H
2
O → (NH
4
)
2
Cr
2
O
7
+ 2(NH
4
)
2
SO
4
+
7H
2
SO
4
2Cr
3+
+ 3S
2
O
8
2-
+ 7H
2
O → Cr
2
O
7
2-
+ 6SO
4
2-
+ 14H
+
ОПЫТ №10. В пробирку возьмите 5 – 6 капель раствора персульфа-
та аммония (NH
4
)
2
S
2
O
8
, прибавьте каплю 2н раствора серной кислоты
H
2
SO
4
и каплю раствора нитрата серебра AgNO
3
(катализатор), а затем
2–3 капли раствора сульфата хрома Cr
2
(SO
4
)
3
. Хлорид хрома брать нель-
зя! Пробирку нагрейте на водяной бане. Появление оранжевого окраши-
вания указывает на образование аниона Cr
2
O
7
2-
. Затем раствор охладите
и добавьте 2– 3 капли перекиси водорода H
2
O
2
и смесь изоамилового
спирта с эфиром и быстро взболтайте. Верхний слой (смесь эфира с изо-
амиловым спиртом) окрашивается в синий цвет вследствие образования
перекиси хрома CrO
5
или надхромовой кислоты H
2
CrO
6
:
K
2
Cr
2
O
7
+ 4H
2
O
2
+ H
2
SO
4
→ 2CrO
5
+ K
2
SO
4
+ 5H
2
O
Cr
2
O
7
2-
+ 4H
2
O
2
+ 2H
+
→ 2H
2
CrO
6
+ 3H
2
O
Реакция образования перекиси хрома CrO
5
очень чувствительная и
позволяет открывать катион Cr
3+
в присутствии катионов всех аналити-
ческих групп. Перекись хрома CrO
5
быстро разлагается водой, но устой-
чива в смеси эфира и изоамилового спирта.
Условия проведения опыта. Реакцию можно проводить только в ки-
слой среде. H
2
CrO
6
неустойчива в водных растворах, поэтому реакция
проводится в присутствии смеси изоамилового спирта и эфира, в кото-
рой она хорошо растворима. Реакция окисления хрома протекает в при-
сутствии катализатора - ионов Ag
+
. 
    4.3.1. Водный раствор аммиака и соли слабых кислот (Na2CO3,          солью – сульфатом марганца MnSO4. Эта реакция хорошо идет при на-
(NH4)2S и др) oбразуют с катионом Cr3+, осадок гидрооксида хрома         гревании:
Cr(OH)3 серо–зеленого (или серо–фиолетового) цвета:
                                                                             2KMnO4 + 3MnSO4 + 7H2O → 5MnO(OH)2↓ + K2SO4
                  CrCl3 + 3NH4OH → Cr(OH)3↓+ 3NH4Cl
                                                                             ОПЫТ №9. Налейте в пробирку 4–5 капель раствора сульфата хро-
    ОПЫТ №7. В пробирку налейте 3 – 4 капли Cr3+, добавьте 10 – 12       ма Cr2(SO4)3 (не СrCl3 !) 3 – 4 капли раствора серной кислоты H2SO4 и 10
капель гидроксида аммония. Перемешайте, Сделайте вывод об обра-          капель 0,1н раствора перманганата калия KMnO4 (избытка реактива
зующемся осадке.                                                         брать нельзя!), пробирку со смесью нагрейте на водяной бане несколько
    4.3.2. Окисления катиона Cr3+ в CrO42- в щелочной среде. Окисление   минут. Обратите внимание на изменение окраски – малиновый цвет рас-
можно проводить перекисью водорода H2O2 или перекисью натрия             твора переходит в оранжевый.
Na2O2.                                                                        4.3.4. Окисление катиона Cr3+ в кислой среде персульфатом аммо-
    CrCl3 + 3NaOH → Cr(OH)3↓ + 3NaCl                                     ния (NH4)2S2O8 протекает до бихромат-иона Cr2O72-.

    Cr(OH)3↓+ NaOH → NaCrO2 + 2 H2O                                          Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8+ 7H2O → (NH4)2Cr2O7 + 2(NH4)2SO4 +
                                                                         7H2SO4
    2NaCrO2 + 3H2O2 + 2NaOH → 2Na2CrO4 + 4H2O
                                                                             2Cr3+ + 3S2O82- + 7H2O → Cr2O72- + 6SO42-+ 14H+
    2CrO2- + 3H2O2 + 2OH- → 2CrO42- + 4H2O
                                                                              ОПЫТ №10. В пробирку возьмите 5 – 6 капель раствора персульфа-
     ОПЫТ №8. Налейте в пробирку 3–4 капли раствора соли трехва-         та аммония (NH4)2S2O8, прибавьте каплю 2н раствора серной кислоты
лентного хрома. До бавьте 2–3 капли раствора H2O2 и 4 капли раствора     H2SO4 и каплю раствора нитрата серебра AgNO3 (катализатор), а затем
NaOH. Содержимое пробирки нагрейте в течение 3–4 минут. В присут-        2–3 капли раствора сульфата хрома Cr2(SO4)3. Хлорид хрома брать нель-
ствии ионов раствор над осадком окрасится в желтый цвет за счет обра-    зя! Пробирку нагрейте на водяной бане. Появление оранжевого окраши-
зования хромат-ионов. Осадок от фильтруйте и к фильтру добавьте рас-     вания указывает на образование аниона Cr2O72-. Затем раствор охладите
твор HNO3 до появления оранжевой окраски. (Почему ?) Затем прилей-       и добавьте 2– 3 капли перекиси водорода H2O2 и смесь изоамилового
те 6–8 капель смеси эфира с изоамиловым спиртом и 2–3 капли раствора     спирта с эфиром и быстро взболтайте. Верхний слой (смесь эфира с изо-
H2O2. Смесь перемешайте. Появление интенсивно-синей окраски верх-        амиловым спиртом) окрашивается в синий цвет вследствие образования
него слоя указывает на образование H2CrO6 – надхромовой кислоты.         перекиси хрома CrO5 или надхромовой кислоты H2CrO6:
    Условия проведения реакции. Окисление Cr3+ до CrO42- должно              K2Cr2O7 + 4H2O2 + H2SO4 → 2CrO5 + K2SO4 + 5H2O
протекать в щелочной среде. Окисление CrO42- до H2CrO6 протекает в
кислой среде. Открытие хрома при помощи этой реакции можно прово-            Cr2O72- + 4H2O2 + 2H+ → 2H2CrO6 + 3H2O
дить в присутствии катионов всех аналитических групп.                        Реакция образования перекиси хрома CrO5 очень чувствительная и
                              3+
     4.3.3 Окисление катиона Cr перманганатом калия KMnO4 протека-       позволяет открывать катион Cr3+ в присутствии катионов всех аналити-
ет до аниона Cr2O72-.                                                    ческих групп. Перекись хрома CrO5 быстро разлагается водой, но устой-
                                                                         чива в смеси эфира и изоамилового спирта.
    5Cr2(SO4)3+6KMnO4+11H2O → 5H2Cr2O7 + 6MnSO4 + 3K2SO4 +
6H2SO4                                                                       Условия проведения опыта. Реакцию можно проводить только в ки-
                                                                         слой среде. H2CrO6 неустойчива в водных растворах, поэтому реакция
    10Cr3+ + 6MnO4- + 11H2O = 5Cr2O72- + 6Mn2+ + 22H+                    проводится в присутствии смеси изоамилового спирта и эфира, в кото-
    При этой реакции малиновая окраска анионов MnO4- исчезает, но        рой она хорошо растворима. Реакция окисления хрома протекает в при-
может появится бурый осадок гидрата двуокиси марганца MnO(OH)2           сутствии катализатора - ионов Ag+.
или марганцоватистой кислоты H2MnO3. Выпадение осадка объясняется
взаимодействием избытка перманганата калия KMnO4 с образующейся
                                   9                                                                       10

Страницы