01.chemia lab kationy

Analiza wybranych kationów
I - Ag+, Pb2+,
II - Hg2+, Cd2+, Bi3+, Sn4+,
III - Zn2+, Al3+,Cr3+, Mn2+,
IV - Sr2+, Ba2+,
V - NH4+, Mg2+
• Znajomość barwy roztworów wodnych soli
• Podział na grupy analityczne
• Rekcje z odczynnikiem grupowym
• Reakcje z NaOH i wodnym roztworem NH3(aq)
• Reakcje charakterystyczne
1. odczynnik grupowy - 3 M HCl
+
Ag + Cl = AgCl ↓
biały
2+
Pb + Cl = PbCl2 ↓
biały
AgCl↓ + gorąca woda = AgCl↓
2+
PbCl2↓ + gorąca woda = Pb + Cl
brak zmian
osad roztwarza
się
reakcje z NaOH
+
2Ag + 2OH = Ag2O↓ + H2O (brunatny osad)
2+
Pb + 2OH = Pb(OH)2 ↓ (biały osad – wodorotlenek amfoteryczny, rozpuszcza się w mocnych kwasach i
zasadach)
+
2+
Pb(OH)2 + 2H = Pb + 2H2O
2Pb(OH)2 + 2OH = [Pb(OH)4]
reakcje charakterystyczne
2+
2Pb + SO4 = PbSO4 ↓ (biały osad)
osad rozpuszcza się na gorąco w roztworach mocnych zasad
PbSO4 + 4KOH = 2K2[Pb(OH)4] + K2SO4
mocne kwasy zwiększają rozpuszczalność PbSO4 (np. HNO3)
2. oczynnik grupowy – H2S (AKT) w środowisku 1M HCl
CH3CSNH2 + H2O = CH3CONH2 + H2S
4+
2Sn + 4Cl = [SnCl6]
2+
2Hg + S = HgS↓
czarny
HgS + 2M HNO3 = HgS↓
2+
22+
Cd + S = CdS↓
Ŝółty lub
CdS + 2M HNO3 = Cd
pomarańczowy
2+
2+
Cd + NH3(aq) = [Cd(NH3)4]
Bi3+ + S2- = Bi2S3↓
brunatnoczarny
Bi2S3 + 2M HNO3 = 2Bi3+
3+
Bi + NH3(aq) = Bi(OH)3
2-
2-
Podgrupa IIB: [SnCl6] + S = SnS2↓ +
6Cl
bez zmian
osad roztwarza
się
osad roztwarza
się
osad
Ŝółty
reakcje z NaOH
2+
Hg + 2OH = HgO↓ + H2O (Ŝółty osad – strąca się osad tlenku, poniewaŜ wodorotlenek jest nietrwały)
2+
Cd + 2OH = Cd(OH)2 ↓ (biały osad)
3+
Bi + 3OH = Bi(OH)3↓ (biały osad)
2[SnCl6] + 4OH = Sn(OH)4↓ + 6Cl (biały wodorotlenek amfoteryczny)
reakcje z roztworem NH3
HgCl2 + 2NH3 = HgNH2Cl ↓ + NH4Cl (biały – osad nie rozpuszcza się w nadmiarze NH3)
Hg(NO3)2 + 4NH3 + H2O = 3NH4NO3 + [O=Hg2=NH2]NO3↓ (osad nie rozpuszcza się w nadmiarze)
2+
Cd + NH3 + H2O = Cd(OH)2 ↓ + 2NH4Cl (biały – w nadmiarze NH3 rozpuszcza się do [Cd(NH3)4](OH)2 bezbarwny )
3+
Bi + NH3 + H2O = Bi(OH)(NO3)2↓ lub + Bi(OH)2NO3↓ NH4NO3 (biały – nie rozpuszcza się w nadmiarze
NH3)
2[SnCl6] + 4OH = Sn(OH)4↓ + 6Cl (biały wodorotlenek amfoteryczny)
reakcje charakterystyczne
BiCl3 + H2O = BiOCl↓ + 2HCl
Bi(NO3)3 + H2O = BiONO3↓ + 2HNO3
Bi2(SO4)3 + 2H2O = (BiO)2SO4↓ + 2H2SO4
3+
222Bi + 3[Sn(OH)4] + 6OH = 2Bi↓ + 3[Sn(OH)6] (czarny osad metalicznego bizmutu)
3.odczynnik grupowy (NH4)2S (AKT) w buforze NH3(aq) + NH4Cl
chrom na III jest zielony (lub ciemnofioletowy)
mangan na II jest bladoróŜowy
2+
2Zn + S = ZnS↓
biały
3+
22Al + 3S + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S biały
2Cr
3+
2-
+ 3S + 6H2O = 2Cr(OH)3↓ + 3H2S
szarozielony
Mn2+ + S2- = MnS2↓
cielisty
reakcje z NaOH
2+
Zn + 2OH = Zn(OH)2↓ (biały, galaretowaty – amfoteryczny, rozpuszcza się w nadmiarze NaOH)
2Zn(OH)2 + 2OH = [Zn(OH)4]
3+
-
3+
-
Al + 3OH = Al(OH)3↓ (biały galaretowaty – amfoteryczny, rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika)
Al(OH)3 + OH = [Al(OH)4]
Cr + 3OH = Cr(OH)3↓ (zielony – amfoteryczny, rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika)
Cr(OH)3 + OH = [Cr(OH)4]
2+
-
IV
Mn + 2OH = Mn(OH)2↓ (brunatnieje na powietrzu – utlenia się do Mn )
2Mn(OH)2 + 2O2 = 2MnO4 * 2H2O (brunatny)
reakcje z NH3
2+
Zn + 2OH = Zn(OH)2↓ (rozpuszcza się w nadmiarze NH3)
Zn(OH)2 + 4NH3(aq) = [Zn(NH3)4]2+ + 2OH- (bezbarwny jon kompleksowy)
3+
-
3+
-
Al + 3OH = Al(OH)3↓ (biały galaretowaty – amfoteryczny, nie rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika)
Cr + 3OH = Cr(OH)3↓ (zielony – amfoteryczny, rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika w minimalnym
stopniu)
2+
-
IV
Mn + 2OH = Mn(OH)2↓ (brunatnieje na powietrzu – utlenia się do Mn )
2Mn(OH)2 + 2O2 = 2MnO4 * 2H2O (brunatny)
reakcje charakterystyczne
3+
Al + 3CH3COO = Al(CH3COO)3 (rozpuszczalny octan glinu po dodaniu octanu sodu)
po podgrzaniu roztworu octan glinu hybrydyzuje i tworzy trudno rozpuszczalne hydroksooctany glinu
(wytrącające się w postaci białego osadu) – jest to metoda na odróŜnienie Zn od Al, bowiem octan nie
tworzy octanów z dwudodatnimi kationami III grupy analitycznej
2+
4-
2Zn + [Fe(CN)6] = Zn2[Fe(CN)6]↓
2+
43Zn + 2K + 2[Fe(CN)6] = K2Zn2[Fe(CN)6]2↓ (w przypadku nadmiaru odczynnika, biały osad
sześciocyjanoŜelazianu(II) cynku i potasu)
reakcja pozwala odróŜnić jony Zn od Al, poniewaŜ glin nie reaguje z sześcioŜelazianem(II) potasu
z H2O2
22[Cr(OH)4] + 3H2O2 + 2OH = 2CrO4 + 8H2O (barwa Ŝółta z powodu środowiska alkalicznego)
z KMnO4
3+
-
-
+
2Cr + 2MnO4 + 5H2O = 2MnO(OH)2↓ + 2Cr2O72 + 6H (barwa pomarańczowa z powodu środowiska
kwaśnego)
2+
+
-
2+
Mn + 5PbO2 + 4H = 2MnO4 + 5Pb + 2H2O (Mn utlenia się do fioletowego Mn
zawierać jonów Cl- i innych substancji redukujących)
4.odczynnik grupowy (NH3)2CO3 w buforze amonowym (NH3 + NH4Cl)
VII
– roztwór nie moŜe
SrCO3 + CH3COOH = Sr
Sr3+ + K2CrO4
BaCO3 + CH3COOH
2+
Ba + K2CrO4 = BaCrO4
2+
osad roztwarza
się
brak zmian
osad roztwarza
się
Ŝółty osad
W przypadku błędów w notatce lub pytań i sugestii, proszę kontaktować się z autorem.
Grupa II laboratorium IV.
Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej.
mail – [email protected]
www - http://student.agh.edu.pl/~bonesaaa/
Pozdrawiam,
Mike (BNS).