Качественные реакции и методы анализа катионов металлов III-V аналитических групп - Лекция

В настоящем руководстве подробно рассматривается кислотно-щелочная схема разделения катионов, поэтому их аналитические реакции целесообразно изучать в соответствии с кислотно-щелочной классификацией: Поскольку катион Mg(II) практически всегда встречается с катионами I и II групп и по аналитическим свойствам занимает промежуточное положение, характерные реакции ионов магния изучают после реакций катионов I группы.При действии сероводорода или сульфида аммония на раствор, содержащий ионы серебра, осаждается сульфид серебра Ag2S черного цвета. Сульфид серебра не растворяется в сульфидах и полусульфидах щелочных металлов, в минеральных кислотах за исключением азотной кислоты: 3Ag2S 8HNO3 = 6AGNO3 2NO 3S 4H2O Хлориды, бромиды и иодиды щелочных металлов при взаимодействии с ионами серебра образуют творожистые осадки AGCL, AGBR и AGJ белого, бледно-желтого и желтого цветов соответственно. С увеличением концентрации Cl-, Br-и J-растворимость галогенидов серебра увеличивается изза образования AGX2-и AGX43-, в небольших количествах образуются также AGX32-. Хлорид серебра растворяется не только в аммиаке, но и в карбонате аммония, так как в результате кислотно-основных реакций последний содержит достаточное количество аммиака: AGCL 2NH3 = Ag(NH3)2ClПри добавлении дихромата или хромата калия к нейтральному или уксуснокислому раствору соли свинца образуется желтый осадок PBCRO 4: 2Pb(NO3)2 К2Cr2О 7 2СН3COONA Н2О = 2PBCRO4 2СН3СООН 2KNO3 2NANO3 Осадок PBCRO4 малорастворим в разбавленных HNO3 или HCL; практически нерастворим в аммиаке, уксусной кислоте, ацетате и тартрате аммония. В их присутствии свинец предварительно выделяют в виде сульфата (при этом осаждаются также BASO4 и SRSO4). Осадок сульфатов растворяют при нагревании в ацетате или тартрате аммония; свинец в виде комплексных соединений переходит в раствор: 2PBSO4 2CH3COONH4 = Pb2SO4(CH3COO)2 (NH4)2SO4 Ионы свинца осаждаются иодид-ионами в виде желтого осадка PBJ2, легкорастворимого при нагревании и вновь выпадающего при охлаждении раствора.Подкисление растворов вольфрама (VI) при комнатной температуре приводит к образованию белого осадка вольфрамовой кислоты WO32H2O. Это соединение не содержит отдельных молекул H2WO4; все протоны связаны в молекулах воды. В зависимости от РН, концентрации W(VI) и времени стояния раствора состояние ионов W(VI), их реакционная способность различны, что необходимо учитывать при проведении реакций обнаружения W(VI). Фтористоводородная и органические кислоты (щавелевая, винная, лимонная и др.) препятствуют осаждению вольфрамовой кислоты, так как образуют устойчивые комплексы: WO32H2O HF = HWO3F 2H2O В кислых растворах сероводород с вольфрамовой кислотой не взаимодействует.Цинк - энергичный водный мигрант; особенно характерна его миграция в термальных водах вместе с Pb; из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие важное промышленное значение. Цинк также энергично мигрирует в поверхностных и подземных водах; главным осадителем для него является H2S, меньшую роль играет сорбция глинами и другие процессы. Цинк - важный биогенный элемент; в живом веществе содержится 5•10-4% цинка, но имеются и организмы-концентраторы (например, некоторые фиалки). В следствии этого, в отличие от меди и свинца цинк хорошо растворен в водах (занимает второе место после марганца). В организме цинк уменьшает токсичность кадмия и меди.Гидроксид натрия (калия) и аммиак с ионами алюминия образуют белый осадок гидроксида алюминия (РН 4 - 7,8): Al(Н 2О)63 Н2О = Al(Н 2О)5ОН 2 НЗО (PKA,1 = 4,96) В присутствии фторид-, оксалат-и тартрат-ионов нельзя осадить гидроксид алюминия, так как образуются устойчивые комплексные соединения Лак, образованный хромом (III) или кальцием с алюминоном, разрушают в растворе аммиаком или карбонатом аммония. Ализариновый красный S с ионами алюминия в щелочной среде образует осадок ярко-красного цвета (лак). Соединение образуется в результате химической адсорбции, т. е. ализарин или его анион взаимодействует с ионами алюминия на поверхности частичек геля гидроксида алюминия: (Al2О3•ХН2О)n HR = (Al2О3•ХН2О)n-1•A1(OH)2R Н2ОCr3 , напротив, быстро окисляется при большом избытке MNO2 и медленно - кислородом в условиях природных вод. В пресных водах, поступающих из антропогенных источников хорошо растворимый Cr6 удаляется при восстановлении до Cr3 с последующей сорбцией взвесью и донными осадками. Поступление бытовых стоков в реки вызывает резкое падение содержания растворимого кислорода и образование сероводорода. При действии Н 2О 2 на растворы хроматов в зависимости от условий опыта образуются разнообразные пероксокомплексы хрома, например в кислой среде - голубой CRO(O2)2S (S - молекулы воды или кислородсодержащего органического растворителя) и в нейтральной среде - фиолетовый, вероятно, состава CRO(О 2)2ОН-: Н2Cr2О 7 4Н2О2 2S = 2CRO(O2)2S 5Н2О Этилендиаминтетраацетат натрия (ЭДТА) с ионами хрома (III) при РН 4 - 5 образует комплексное соединение фиолетового цвета состава CRY4-, где Y4- -

Содержание

1. Реакции обнаружения катионов

2. Третья группа катионов

2.1 Серебро

2.2 Ртуть (I)

2.3 Свинец

2.4 Вольфрам

3. Четвертая группа катионов

3.1 Цинк

3.2 Алюминий

3.3 Олово (II)

3.4 Олово (IV)

3.5 Ванадий (V)

3.6 Хром (III)

3.7 Перенос в природных водах

3.8 Цирконий

3.9 Сурьма (III, V)

3.10 Висмут (III)

3.11 Марганец (II)

3.12 Железо (II)

3.13 Железо (III)

4. Шестая группа катионов

4.1 Медь

Список используемой литературы

1. Реакции обнаружения катионов

Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. Биорганическая химия. М.: Медицина, 256с.

1. Артеменко А.И. Органическая химия: учебник для сред. спец. учеб. заведений / А.И. Артеменко. - 2-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2000. - 536 с.: ил.

2. Лабораторный практикум по курсу "Органическая химия": для студ. спец. 3302 / ТРТУ, Каф. Х и Э; сост. Фомина В.Н. [и др.]. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001.

3. Петров А.А. Органическая химия: учебник для студ. вузов / А.А. Петров, А.Т. Бальян, А.Т. Трощенко; под ред. Стадничука М.Д. - 5-е изд., перераб. и доп. - СПБ.: Иван Федоров, 2002. - 622 с.: ил. - Библиогр.: с.598.

4. Рево А.Я., Зеленкова В.В. Малый практикум по органической химии М.: Высшая школа, 1980,176с.

5. Чернобельская Т.М. Практические занятия и экспериментальные задачи по химии М.Высшая школа, 989. 126 с.

6. Несмеянов А.Н.. Несмеянов Н.А. Начала органической химии а 2-х книгах. М.: Химия, 1970,824с.

7. Шабаров Ю.С. Органическая химия: учебник для студ. вузов / Ю.С. Шабаров. - 3-е изд., стереотип. - М.: Химия, 2000. - 848 с. - Библиогр.: с.806.

8. Травень В.Ф. Органическая химия: учебник для студ. вузов. Т. 1 / В.Ф. Травень. - М.: Академкнига, 2005. - 727 с.: ил. - (Учебник для вузов). - Библиогр.: с.705-708.

9. Титце Л. Препаративная органическая химия: реакции и синтезы в практикуме органической химии и научно-исследовательской лаборатории / Л. Титце, Т. Айхен; пер. К.В. Аванесян [и др.]. - М.: Мир, 2004. - 704 с

Размещено на .ru