Качественная реакция на pb2 описывается уравнением

Частные реакции катионов второй аналитической группы

Реакции катиона свинца Pb 2+

1. Хлороводородная кислота HCl и растворимые хлориды осаждают из умеренно концентрированных растворов солей свинца (II) белый хлопьевидный осадок хлорида свинца (II), легко растворимый в горячей воде:

Pb(NO₃)₂ + 2HCl PbCl₂↓ + 2 HNO₃

Pb 2+ + 2Cl — PbCl₂↓

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора нитрата свинца (II) Pb(NO₃)₂ и добавляют 2 капли хлороводородной кислоты. К раствору с осадком добавляют 0,5 мл дистиллированной воды и нагревают смесь на водяной бане. Наблюдают растворение осадка и постепенное его выпадение при охлаждении раствора.

2. Едкие щелочи из растворов солей свинца (II) осаждают гидроксид свинца (II) – осадок белого цвета:

Pb(NO₃)₂ + 2KOH Pb(OH)₂↓ + 2KNO₃

Pb 2+ + 2OH — Pb(OH)₂↓

Гидроксид свинца (II) обладает амфотерными свойствами, поэтому он растворяется в разбавленной азотной или уксусной кислотах и в избытке щелочи:

Pb(OH)₂ + 2KOH K₂[Pb(OH)₄]

Выполнение реакции. К 2 каплям соли свинца (II) прибавляют сначала 1 каплю раствора щелочи, а затем ее избыток и наблюдают выпадение осадка и последующее его растворение в избытке щелочи.

3. Серная кислота H₂SO₄ и растворимые сульфаты выделяют из свинцовых солей труднорастворимый сульфат свинца – осадок белого цвета:

Pb(NO₃)₂ + H₂SO₄ PbSO₄↓ + 2 HNO₃

Pb 2+ + SO₄ 2- PbSO₄↓

Осадок растворим при нагревании в растворах щелочей (10-15%):

PbSO₄ + 4NaOH Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂SO₄

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли свинца (II) прибавляют 2 капли разбавленной серной кислоты и наблюдают выпадение осадка.

4. Иодид калия KI, взаимодействуя со свинцовыми солями, дает желтый осадок иодида свинца (II):

Pb(NO₃)₂ + KI PbI₂↓ + 2KNO₃

Pb 2+ + 2I — PbI₂↓

Реакция часто применяется для открытия ионов Pb 2+ .

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата свинца (II) Pb(NO₃)₂ добавляют 2 капли раствора иодида калия. В полученный раствор с осадком добавляют 0,5 мл воды и 3-4 капли разбавленной уксусной кислоты; нагревают смесь на кипящей водяной бане в течение 2 мин, затем охлаждают содержимое пробирки под струей воды. Растворившийся при нагревании осадок иодида свинца вновь выпадает в виде красивых золотистых чешуек.

5. Хромат калия K₂CrO₄ или хромат натрия Na₂CrO₄ выделяет из раствора соли свинца желтый осадок соли свинца (II):

Pb(NO₃)₂ + K₂CrO₄ Pb CrO₄↓ + 2KNO₃

Pb 2+ + CrO₄ 2- Pb CrO₄↓

Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в азотной кислоте и щелочах. Реакция чувствительна и является характерной для ионов Pb 2+ .

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли свинца (II) добавляют 2 капли раствора хромата калия и наблюдают выпадение осадка.

Реакции катиона серебра Ag +

1. Хлороводородная кислота HCl и растворимые хлориды осаждают из нейтральных и кислых растворов солей серебра в виде белого творожистого осадка хлорида серебра:

AgNO₃ + HCl AgCl↓ + HNO₃

Ag + + Cl — AgCl↓

Осадок легко растворяется в избытке аммиака с образованием комплексной соли:

AgCl + 2 NH₃ [Ag(NH₃)₂]Cl

При подкислении аммиачного раствора концентрированной азотной кислотой эта соль разрушается и вновь выпадает осадок хлорида серебра:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ AgCl↓ + 2NH₄NO₃

Эту реакцию обычно используют для открытия иона Ag + . Она является фармакопейной.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора нитрата серебра, добавляют к нему 2 капли разбавленной хлороводородной кислоты. К раствору с осадком добавляют 5 капель концентрированного раствора аммиака и встряхивают смесь до растворения осадка. К полученному раствору добавляют 6 капель концентрированной азотной кислоты. Наблюдают выпадение осадка.

2. Иодид калия KI образует с ионом Ag + светло-желтый осадок AgI:

AgNO₃ + KI Agl↓ + KNO₃

Ag + + l — Agl↓

Иодид серебра не растворяется в растворе аммиака в отличие от хлорида серебра.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 2 капли иодида калия и наблюдают выпадение осадка.

3. Хромат калия K₂CrO₄ из растворов солей серебра осаждает кирпично-красный хромат серебра:

2AgNO₃ + K₂CrO₄ Ag₂ CrO₄ ↓ + 2KNO₃

2Ag + + CrO₄ 2- Ag₂ CrO₄↓

Осадок растворяется в растворе аммиака и азотной кислоте.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 2 капли раствора хромата калия и наблюдают выпадение осадка.

4. Едкие щелочи из растворов солей серебра осаждают грязно-коричневый осадок оксида серебра:

2AgNO₃ + 2KOH Ag₂O↓ + H₂O + 2KNO₃

2Ag + + 2OH — Ag₂O↓ + H₂O

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 2 капли раствора щелочи и наблюдают выпадение осадка.

5. Тиосульфат натрия Na₂S₂O₃ из растворов солей серебра выделяет белый осадок, который быстро желтеет, затем буреет и переходит в черный:

2AgNO₃ + Na₂S₂O₃ Ag₂ S₂O₃↓ + 2NaNO₃

Ag₂ S₂O₃ + H₂O Ag₂S↓ + H₂SO₄

Осадок Ag₂ S₂O₃ растворяется в избытке тиосульфата с образованием комплексных солей, поэтому осадок образуется при избытке ионов серебра. Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата серебра добавляют 1 каплю раствора тиосульфата натрия. Наблюдается изменение цвета осадка.

Реакции катиона ртути (I) Hg₂ 2+

1. Хлороводородная кислота HCl и растворимые хлориды из растворов солей ртути (I) осаждают хлорид ртути (I), или каломель, — осадок белого цвета:

Hg₂(NO₃)₂ + HCl Hg₂Cl₂↓ + 2HNO₃

Hg₂ 2+ +2Cl — Hg₂Cl₂↓

Водный раствор аммиака окрашивает осадок в черный цвет, обусловленный образованием черной мелкораздробленной ртути:

Hg₂Cl₂ + 2 NH₃ Hg₂(NH₂)Cl↓ + Hg↓ + NH₄Cl

С помощью этой реакции открывают ион Hg₂ 2+ .

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂ добавляют 2 капли раствора разбавленной хлороводородной кислоты. К раствору с осадком добавляют 3 капли раствора аммиака. Наблюдают почернение осадка.

2. Иодид калия KI из растворов солей ртути (I) осаждает иодид ртути (I) – осадок болотно-зеленого цвета:

Hg₂(NO₃)₂ + 2KI 2KNO₃ + Hg₂I₂↓

Осадок довольно легко распадается на иодид ртути (II) и металлическую ртуть; при этом цвет осадка изменяется:

Hg₂I₂ HgI₂↓ + Hg↓

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂ добавляют 2 капли раствора иодида калия. Наблюдают выпадение осадка и изменение его цвета при встряхивании.

3. Хромат калия K₂CrO₄ образует с солями ртути (I) при нагревании красно-бурый осадок Hg₂ CrO₄.

Hg₂(NO₃)₂ + K₂CrO₄ Hg₂ CrO₄ ↓ + 2KNO₃

2Hg + + CrO₄ 2- Hg₂ CrO₄↓

Осадок не растворяется в щелочах и разбавленной уксусной кислоте.

Выполнение реакции. 2 капли раствора Hg₂(NO₃)₂ , помещенные в пробирку, нагревают на водяной бане и добавляют 2 капли хромата калия.

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ II АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ.

Ко второй аналитической группе относятся катионы Ag + , Pb 2+ , [Hg₂] 2+ .

Эти элементы находятся в разных группах периодической системы Д.И. Менделеева. Они имеют либо законченные 18–электронные внешние слои, либо оболочки, содержащие 18+2 электронов в двух наружных слоях, что обуславливает одинаковое отношение их галогенид ионам.

Групповым реагентом на катионы II аналитической группы является 2моль/л раствор хлороводородной кислоты. Катионы Ag + , Pb 2+ , [Hg₂] 2+ при взаимодействии с ней образуют труднорастворимые в воде и в разбавленных кислотах осадки белого цвета:

Pb 2+ + 2Cl — → PbCl₂

Следует избегать избытка реагента и использования концентрированной хлороводородной кислоты, так как могут образовываться растворимые комплексные соединения:

Растворимость хлоридов различна. При 20 0 C : хлорид свинца – 11,0 г/л, хлорид серебра – 1,8·10 -3 г/л, хлорид ртути (I) — 2,0·10 -4 г/л. При увеличении температуры воды до 100 0 С растворимость PbCl₂ увеличивается в 3 раза, в то время как растворимость AgCl и Hg₂Cl₂ практически остается прежней. Это свойство используется для отделения катионов Pb 2+ от катионов [Hg₂] 2+ и Ag + .

Хлорид ртути (I) при взаимодействии с раствором гидроксида аммония образует амидохлорид ртути (I), который неустойчив и разлагается на малорастворимый амидохлорид ртути (II) и металлическую ртуть, которая придает осадку черный цвет:

Это позволяет отделить катион [Hg₂] 2+ от катиона Ag + .

Хлорид серебра растворим под действием раствора гидроксида аммония с образованием комплексного соединения хлорида диамминсеребра (I):

Из выше изложенного следует, что наиболее растворимым является осадок хлорида свинца, вследствие чего он не полностью осаждается с этой группой катионов и частично остается в растворе.

Нитраты серебра, свинца и ртути (I) хорошо растворимы в воде. Растворимость сульфатов невелика и уменьшается в ряду Ag + — [Hg₂] 2+ — Pb 2+ . Карбонаты и сульфиды плохо растворимы в воде. Гидроксид серебра неустойчив, ртути – не существует (только оксид), а гидроксид свинца амфотерен. Соли ртути (I) не устойчивы и склонны к реакциям диспропорционирования с выделением свободной ртути и образованием соответствующих соединений ртути (II).

Действие группового реагента HCl на катионы II аналитической группы (Ag + , Pb 2+ , [Hg₂] 2+ ).

Хлороводородная кислота образует со всеми катионами II группы малорастворимые осадки белого цвета. Реакция HCl с катионами Ag + — ФАРМАКОПЕЙНАЯ. (Химизм реакции смотри выше, в общей характеристике группы).

Методика: Берут 3 пробирки. В первую помещают 3-4 капли раствора нитрата ртути (I), во вторую – 3-4 капли раствора нитрата серебра, в третью 3-4 капли раствора нитрата свинца. Во все три пробирки добавляют 3-4 капли 2моль/л раствора хлороводородной кислоты. Наблюдают образование белых осадков во всех трех пробирках. В первую и вторую пробирку добавляют (избыток) 6-8 капель раствора аммиака, в третью – 5 капель воды и нагревают.

Наблюдают за происходящими явлениями.

Аналитические реакции катиона (Ag + ).

Внимание! Соли серебра ядовиты! Работать осторожно!

1. Реакция с иодидом калия.

Иодид калия с катионом Ag + образует желтый осадок иодида серебра AgI, не растворимый в концентрированном растворе аммиака:

Методика: Помещают в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра, добавляют 2-3 капли иодида калия или натрия. Наблюдают образование осадка желтого цвета.

2. Реакция с бромидом калия.

Бромид калия с катионами Ag + образует бледно- желтый осадок бромида серебра AgBr, который частично растворим в концентрированном растворе аммиака:

Методика: Помещают в пробирку 2-3 капли нитрата серебра, добавляют 2-3 капли бромида калия. Наблюдают образование осадка бледно-желтого цвета.

3. Реакция с хроматом калия.

Хромат калия с катионами Ag + в нейтральной или слабоуксусной среде образует осадок Ag₂CrO₄ кирпично –красного цвета:

Осадок растворяется в концентрированном растворе аммиака, в аммиачной , сильнокислой средах осадок не образуется.

Ионы Pb 2+ , Ba 2+ и др. дающие осадки с CrO₄ 2- , мешают проведению данной реакции.

Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата серебра и добавляют 1-2 капли раствора хромата калия. Наблюдают за образованием осадка. Проверяют растворимость осадка в уксусной кислоте и концентрированном растворе аммиака.

Аналитические реакции катиона [Hg₂] 2+ .

Внимание! Все соли ртути ядовиты, требуют осторожного обращения!

Легко образуют амальгамы, не допускать попадания на золотые украшения!

1. Восстановление [Hg₂] 2+ до Hg хлоридом олова (П).

При действии на раствор соли ртути (I) раствором хлорида олова (II) вначале образуется белый осадок Hg₂Cl₂ , который при стоянии постепенно темнеет вследствие восстановления ионов [Hg₂] 2+ до металлической ртути

Hg₂Cl₂ + Sn 2+ +2Cl — → 2Hg + Sn 4+ + 4Cl —

Ионы ртути (II) мешают определению, так как дают аналогичный эффект.

Методика: В пробирку помещают 2- 3 капли раствора нитрата ртути (I), добавляют 2-3 капли раствора хлорида олова (II). Выделяется белый осадок, который постепенно темнеет.

2. Восстановление [Hg₂] 2+ ионов металлической медью.

Методика: На очищенную наждаком медную пластинку наносят каплю раствора нитрата ртути (I). Через некоторое время появляется серое пятно амальгамы, которое после удаления раствора и протирания поверхности фильтровальной бумагой остановится блестящим:

[Hg₂] 2+ + Cu → Cu 2+ + 2 Hg

Соли ртути (II) дают аналогичный эффект.

3. Реакция с иодидом калия.

Иодид калия образует с катионами ртути (I) осадок Hg₂I₂:

Осадок растворим в избытке реактива с образованием тетраиодогидраргират (II) калия и черного осадка металлической ртути:

Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) и добавляют 2-3 капли раствора иодида калия. Выделяется грязно-зеленый осадок Hg₂I₂. К полученному осадку добавляют избыток реактива. Наблюдают за происходящими явлениями.

4. Реакция с хроматом калия.

Хромат калия K₂CrO₄ образуют с катионами [Hg₂] 2+ красный осадок хромата ртути (I), растворимый в азотной кислоте:

Методика: в пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂. Добавляют 2-3 капли хромата калия. Выпадает осадок красного цвета.

5. Реакция с раствором гидроксида аммония.

Нитрат ртути (I) реагирует с раствором гидроксида аммония с образованием темного осадка смеси металлической ртути и [OHg₂NH₂]NO₃

Методика: К 2-3 каплям раствора нитрата ртути (I) помещают в пробирку, добавляют 6 капель раствора гидроксида аммония. Выпадает осадок черного цвета.

Аналитические реакции катиона Pb 2+ .

1. Реакция с серной кислотой или растворимыми сульфатами.

Серная кислота или растворимые сульфаты осаждают катионы свинца в виде белого осадка сульфата свинца. Осадок растворяется при нагревании в растворах гидроксидов щелочных металлов с образованием гидроксокомплексов:

Сульфат свинца так же растворим в 30 % растворе ацетата аммония:

Методика: В пробирку помещают 5 капель раствора нитрата свинца, добавляют равный объем раствора сульфата натрия или сульфата калия, выпадает белый осадок. Разделяют осадок на 2 части. К одной добавляют гидроксид натрия или калия, к другой – 30 % раствор ацетата аммония. Осадок в обоих случаях растворяется.

2. Реакция с хроматом калия.

Хромат калия с катионами свинца образует желтый кристаллический осадок PbCrO₄, растворимый в гидроксидах щелочных металлов, но не растворимый в уксусной кислоте:

Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли свинца, добавляют 3 капли раствора хромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок. Проверяют его растворимость в уксусной кислоте и гидроксиде натрия или калия.

3. Реакция с иодидом калия или натрия, реакция «золотого дождя», (ФАРМАКОПЕЙНАЯ).

Иодид натрия или калия с катионами свинца образует кристаллический осадок PbI₂ желтого цвета, растворимый в избытке реактива с образованием комплексного соединения тетраиодоплюмбат (II) калия:

Pb 2+ + 2 I — → PbI₂

Иодид свинца растворим в горячей воде и в уксусной кислоте. Растворимость осадка в горячей воде используют как дополнительную реакцию обнаружения катионов свинца, так как при охлаждении раствора осадок иодида свинца выпадает в виде золотистых чешуек. Реакция специфична.

Методика: В пробирку помещают 3-5 капель раствора соли нитрата свинца, добавляют 3 капли раствора иодида калия или натрия. Выпадает осадок желтого цвета. Прибавляет несколько капель воды и нагревают. Осадок растворяется. Быстро охлаждают пробирку под струей водопроводной холодной воды. Вновь выделяется осадок в виде блестящих золотистых кристаллов.

Качественные реакции на катиона II аналитической группы.

Цель работы: ознакомиться теоретически и практически с реакциями катионов.

Приборы, посуда, реактивы: стеклянные палочки, пробирки, пипетки, центрифуга, соляная кислота 2Н раствор, нитрат свинца, нитрат ртути, гидроксид натрия, гидроксид аммония, хромат и дихромат калия, йодит калия, азотная кислота 2Н раствор.

Теоретическая часть.

Ко 2 аналитической группе относится катионы Ag + ,Pb 2+ ,[Hg₂] 2+ . Эти катионы образуют нерастворимые в воде хлориды, поэтому групповым реактивом является соляная кислота, Растворимость хлоридов различна. Наибольшую растворимость имеет хлорид свинца, она значительно увеличивается с повышением температуры, это свойство позволяет определить PbCl₂ от серебра и ртути. Катионы Hg₂ 2 + вступают в ОВР. Вторая группа катионов подвергается гидролизу, водные растворы этих солей имеют кислую среду.

Ход работы:

Групповой реактив даёт с катионамиAg + ,Pb 2+ ,[Hg₂] 2+ осадки белого цвета.

Осадок PbCl₂ отцентрифугировать, добавить 0,5 мл дист. Воды и нагреть. Наблюдается растворение осадка. Осадок AgCl отцентрифугировать, добавить к нему раствор NH₄OH, наблюдается растворение осадка с образованием аминокомплекса.

При добавлении к раствору азотной кислоты снова выпадает осадок AgCl ↓

1. Реакции ионов Ag +

а)Хромат калия K₂CrO₄ образует с Ag + кирпично-красный осадок хромата серебра:

У.П.Р.

3)мешают ионы свинца и бария.

б) Йодит калия KI дает с Ag + светло-желтый осадок йодита серебра:

KI+ AgCl à AgI↓+KCl

У.П.Р.

3)мешают ионы свинца и ртути.

2. Реакции иона Pb 2+

а)Хромат калия K₂CrO₄ и дихромат K₂Cr₂ O₄ образует с ионами Pb 2+ желтый осадок PbCrO₄ :

У.П.Р.

3)мешают ионы серебра.

б) Йодид калия KI дает с Pb 2+ желтый осадок PbI₂

К нескольким каплям раствора соли свинца прибавить несколько капель раствора йодистого калия. К полученному осадку прибавить несколько капель воды.

Уксусную кислоту нагревать в течение 1-2 минут до растворения осадка, затем резко охладить под струёй холодной воды, при этом образуется блестящие кристаллы.

У.П.Р.

2)осадок образуется при комнатной температуре , но кристаллы при высокой температуре;

3)реактив нельзя брать в избытке.

3. Реакции иона Hg₂ 2+

Едкие щёлочи реагируют с ионами ртути:

У.П.Р.

Дата добавления: 2015-01-12 ; просмотров: 18 | Нарушение авторских прав