Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 15
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Гук Юлия Юрьевна
Группа ТП бз-22-1
Цель работы: изучить качественные реакции на катионы металлов.
Задание: перевести исследуемые металлы в растворимое состояние и доказать наличие катионов определенных металлов с помощью специфическх качественных реакций. Выполнить требования к результатам работы, оформить отчет, решить задачу.
Качественный анализ - это совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения компонентов, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. Методы качественного анализа в водных растворах сводятся к проведению химических реакций между ионами анализируемого вещества и прибавленных к ним реагентов (реактивов). Обычно проводят характерные реакции, которые могут быть замечены по какому-либо внешнему эффекту, например по образованию осадков, выделению газа, изменению окраски раствора или осадка и т.д.
Реагенты, применяемые в качественном анализе, делятся на групповые и специфические.
Специфическими реагентами называются такие реагенты, которые дают в определенных условиях характерную реакцию только с одним каким-либо ионом. Например, реактивом на ион Fe3+ является раствор гексацианоферрата (II) калия (желтая кровяная соль), который образует с катионом Fe3+ темно-синий осадок берлинской лазури:
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3v + 12KCl.
Также для обнаружения ионов Fe3+ используется роданид аммония (NH4SCN) или калия (KSCN), который образует с катионом Fe3+ роданид железа Fe(SCN)3 кроваво-красного цвета.
Групповыми реагентами называются такие реактивы, которые дают аналогичные реакции с несколькими ионами. Ионы, одинаково относящиеся к групповому реагенту, называются ионами одной аналитической группы.
Существуют различные аналитические классификации катионов по группам. Для идентификации с помощью образования малорастворимых соединений наиболее распространенными являются кислотно-основная и сероводородная.
Кислотно-основная классификация основана на использовании в качестве групповых реагентов водных растворов кислот и щелочей. По этой классификации групповым реагентом на катионы Ca2+, Sr2+, Ba2+, Pb2+ является раствор серной кислоты H2SO4, реже - растворимые сульфаты Na2SO4, K2SO4, (NH4)2SO4. Названные катионы образуют с групповым реагентом нерастворимые сульфаты МSO4 белого цвета.
Сероводородная классификация базируется на использовании групповых реагентов: растворов HCl; H2S; (NH4)2S и (NH4)2CO3.
Для ионов Ag+, Pb2+, Hg2+ групповым осадителем служит HCl (образуются нерастворимые хлориды белого цвета); для ионов Ca2+, Sr2+, Ba2+ - (NH4)2CO3 (получаются нерастворимые карбонаты МСО3 белого цвета); для ионов Al3+, Cr3+, Fe3+, Fe2+, Mn2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Pb2+, Cd2+ и др. - (NH4)2S. При действии группового реагента на ионы Fe2+, Co2+, Ni2+, Pb2+, Сu2+ образуются нерастворимые сульфиды черного цвета, сульфид цинка ZnS белого цвета, CdS ? желтый. Сульфиды алюминия, хрома (III), железа (III) подвергаются гидролизу, поэтому в водном растворе не образуются. Вместо сульфидов выделяются продукты их гидролиза ? гидроксиды этих металлов и сероводород.
Выполнение работы
Студент получает у преподавателя металл в виде стружки или гранул. Металл необходимо разделить на 5 частей.
Работа по анализу сводится к тому, что металл под действием какого-нибудь растворителя (HCl, HNO3, NH4Cl) окисляется и переводится в раствор в виде катиона металла. Затем с помощью характерных реакций доказывается наличие данного металла в полученном растворе. Растворение металла во всех случаях вести при слабом нагревании, в течение 3?5 минут примерно в 1 мл растворителя. С концентрированными кислотами соблюдать особую осторожность и работать только в вытяжном шкафу.
Опыт 1. Обнаружение магния
В пробирку поместить кусочек металла и добавить 2?3 мл концентрированного раствора хлорида аммония. Интенсивное выделение водорода дает основание предположить, что это магний (алюминий очень медленно взаимодействует с раствором NH4Cl). Взаимодействие магния с раствором хлорида аммония объясняется частичным гидролизом NH4Cl с образованием слабокислой среды.
Чтобы доказать наличие ионов Mg+2, часть полученного раствора перелить в другую пробирку, разбавить примерно 1 мл воды, добавить 1 мл разбавленной соляной кислоты и 1?2 мл раствора Na2HPO4, затем по каплям, при постоянном встряхивании пробирки, добавить разбавленный раствор NH4OH до появления запаха аммиака. При наличии ионов Mg+2 должен образоваться белый кристаллический осадок MgNH4PO4:
Mg + H2O + 2NH4Cl = MgCl2 + H2 + 2NH4OH;
MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH = MgNH4PO4v + 2NaCl + H2O.
Если магний не обнаружен, к одному кусочку металла (в пробирке) прилить концентрированного раствора NaOH и осторожно нагреть до начала реакции. Обильное выделение водорода возможно в случае алюминия, цинк реагирует со щелочью гораздо спокойнее, олово и свинец растворяются в щелочи очень медленно.