• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

V група катіонів

1. Реакції катіонів Fe²⁺

1.1. Луги осаджують катіони Fe²⁺ у вигляді гідроксиду заліза (ІІ). При стоянні на повітрі осад швидко змінює свій колір. Як саме і чому? Гідроксид заліза (ІІ) розчиняється у кислотах, проте не розчиняється у лугах. Складіть рівняння реакцій.

1.2. Розчин аміаку утворює з солями заліза (ІІ) осад. Присутність солей амонію у розчині заважає утворенню осаду. Складіть іонне рівняння реакції.

1.3. Азотна кислота у присутності сірчаної кислоти окиснює іони Fe²⁺ у Fe³⁺ при нагріванні. Пероксид водню у лужному середовищі спричиняє утворення осаду Fe(OH)₃. Зафіксуйте кольори розчинів і осаду та напишіть рівняння реакцій.

1.4. Характерною реакцією на катіони Fe²⁺ (її проведенню не заважають інші катіони V групи) є реакція з гексаціанофератом (ІІІ) калію (червона кров'яна сіль). При рН~3 утворюється осад турбулевої сині:

2K₃[Fe(CN)₆] + 3FeCl₂ = Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯ + 6KCl .

Запишіть цю реакцію в іонному вигляді.

2. Реакції катіонів Fe³⁺

2.1. Усі луги утворюють з катіонами Fe³⁺ осад, який не розчиняється у присутності солей амонію. Поясніть чому добуток розчинності гідроксиду заліза (ІІІ) дорівнює 3,2·10^-38? Складіть рівняння реакцій утворення і розчинення гідроксиду заліза (ІІІ).

2.2. Гексаціаноферат (ІІ) калію (жовта кров'яна сіль) у слабкокислому середовищі утворює з катіонами Fe³⁺ осад складу Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (берлінська лазур). Відзначте колір осаду і складіть молекулярне та іонне рівняння цієї характерної реакції.

2.3. Роданід калію (натрію, амонію) утворює розчинний нейтральний комплекс Fe(SCN)₃. Відзначте характерний колір сполуки і складіть молекулярне та іонне рівняння реакції.

Ця реакція дуже чутлива, інші катіони не заважають її перебігу. Вона є характерною на катіони Fe³⁺, відкриттю яких заважають аніони фосфорної, фтороводневої та деяких інших кислот, що утворюють з іонами Fe³⁺ стійкі комплекси.

3. Реакції катіонів Mn²⁺

3.1. Гідроксиди лужних металів і амонію осаджують Mn(OH)₂, розчинний у кислотах, але не розчинний у надлишку лугу. Осадження катіону мангану аміаком у присутності солей амонію не відбувається. Поясніть чому. Осад на повітрі змінює своє забарвлення. Поясніть це явище за допомогою рівняння реакції.

3.2. Характерною реакцією на катіони Mn²⁺ є його окиснення до аніона MnО₄^-, забарвленого у малиновий колір. У якості окисників можна використовувати бісмутат натрію і діоксид свинцю у середовищі азотної кислоти, персульфат амонію та інші окисники.

Окиснення бісмутатом натрію зручне тим, що перебігає без нагрівання. Для здійснення реакції до 2–3 краплин розчину солі мангану (ІІ) додайте ~ 5 cм³ концентрованої азотної кислоти і декілька кристаликів бісмутату натрію.

Іони Cl^- та інші відновники повинні бути відсутніми. Реакція відбувається за схемою:

2Mn(NO₃)₂+5NaBiO₃ +16HNO₃ = =2HMnO₄+5Bi(NO₃)₃+5NaNO₃+H₂O .

Окиснення іонів Mn²⁺ діоксидом свинцю відбувається також у присутності азотної кислоти, але при нагріванні.

Зафіксуйте колір розчину і складіть рівняння реакції.

4. Реакції катіонів Bi³⁺

4.1. Їдкі луги утворюють з катіонами Bi³⁺ осад, який не розчиняється в надлишку лугу, але розчинний в кислотах. Складіть рівняння реакцій і запишіть спостереження.

4.2. Гідроліз - одна з характерних реакцій на іони Bi³⁺. При сильному розведенні розчину водою утворюється осад оксохлориду бісмуту (ІІІ):

BiCl₃ + H₂O = BiOCl¯ + 2HCl .

Який колір має осад? Складіть іонне рівняння реакції.

4.3. Іншою характерною реакцією на іони Bi³⁺є його відновлення до металевого стану. Відновником у цій реакції є солі олова (ІІ). Для виконання реакції візьміть 3 краплини розчину хлориду олова (ІІ), додайте надлишок їдкого натру так, щоб осад Sn(ОН)₂, який випав спочатку, розчинився. До одержаного лужного розчину прилийте 2 краплини розчину солі бісмуту (ІІІ). Що спостерігається? Складіть рівняння реакції, що відбулася. Зважте на те, що в останній реакції окрім металічного бісмуту утворюється станат натрію.

5. Реакції катіонів Mg²⁺

5.1. Їдкі луги утворюють з катіонами Mg²⁺осад, розчинний у кислотах і солях амонію. Який вигляд має цей осад? Складіть рівняння реакцій.

5.2. Катіони Mg²⁺ визначають за допомогою гідрофосфату натрію, який у присутності NH₄Cl i NH₄OH утворює осад подвійної солі:

Mg²⁺ +НРО₄^2- + NH₄OH = MgNH₄PO₄¯ + H₂O .

Чим цей осад відрізняється від гідроксиду магнію? Складіть молекулярне рівняння реакції. Для виконання реакції до 2–3 краплин солі магнію додавайте аміак до помутніння розчину та 2–3 краплини розчину хлориду амонію, а потім 3–4 краплини розчину гідрофосфату натрію.

6. Реакції катіонів Sb³⁺

6.1. Їдкі луги утворюють з катіонами Sb³⁺ гідроксид, який існує лише у контакті з розчином. При стоянні він перетворюється на Sb₂O₃. Гідроксид стибію (ІІІ) розчиняється як у кислотах, так і у лугах. Складіть рівняння реакцій.

6.2. Гідроліз солей стибію (ІІІ) відбувається за тією ж схемою, що і солей вісмуту (ІІІ), але дещо інтенсивніше. Складіть молекулярне та іонне рівняння реакцій, зафіксуйте колір осаду.

6.3. Сірководень утворює з іонами Sb³⁺ у кислому середовищі осад сульфіду, який розчиняється у концентрованих соляній i азотній кислотах, у сульфідах і полісульфідах. Перебіг реакцій взаємодії з останніми сполуками відбувається за схемами:

Sb₂S₃ + Na₂S = 2NaSbS₂ ,

Sb₂S₃ + Na₂S₂ = 2Na₃SbS₃ + 3S .

Складіть рівняння інших можливих перетворень, запишіть спостереження.

6.4. Металеві алюміній, цинк, олово та інші здатні відновлювати у кислому розчині іони Sb³⁺ до вільного стану. Наприклад:

2SbCl₃ + 3Sn = 2Sb + 3SnCl₂ .

Виконайте подібну реакцію із цинком. Що спостерігається? Напишіть рівняння реакції.

7. Реакції іонів Sb(V)

У водних розчинах стибій (V) зазвичай входить до складу комплексних аніонів, наприклад [SbCl₆]^-, [Sb(ОН)₆]^- та інших.

7.1. Гідроксиди лужних металів утворюють осад полімерної метастибіатної (b-стибіатної) кислоти:

[SbCl₆]^- + 5OH^- = HSbO₃¯ + 6Cl^- + 2H₂O .

Який колір має осад? Складіть молекулярне рівняння реакції.

7.2. Гідроліз солей стибію (V) відбувається настільки сильно, що 0,25 М розчин його солі має pH менший за 1:

[SbCl₆]^- + 2H₂O = SbO₂Cl¯ + 5Cl^- + 4H⁺.

Зробіть висновок відносно того, в якому розчині слід зберігати солі стибію?

7.3. Сірководень осаджує з кислих розчинів оранжево-червоний осад Sb₂S₅, який розчиняється у концентрованих соляній і азотній кислотах, їдких лугах, сульфідах і полісульфідах за аналогією з реакціями, наведеними у п.6.3. Складіть рівняння відповідних реакцій.

8. Хід аналізу суміші катіонів V аналітичної групи

У ході систематичного аналізу катіонів V групи враховуються деякі особливості їх сполук: схильність іонів бісмуту і стибію до гідролізу, низька розчинність діоксиду мангану у розведеній азотній кислоті, розчинність гідроксиду магнію у присутності хлориду амонію.

8.1. Відкриття катіонів Fe²⁺ і Fe³⁺ виконайте в окремих порціях розчину суміші за допомогою K₃[Fe(CN)₆] та K₄[Fe(CN)₆] і KSCN відповідно.

8.2. Для відкриття катіонів Bi³⁺ частину розчину, виданого на аналіз, розведіть у 5 разів дистильованою водою. Осад основних солей, що утворилися, відфільтруйте, після чого промийте його на фільтрі дистильованою водою і розчиніть у концентрованій соляній кислоті. Катіони Bi³⁺ відкрийте за реакцією з хлоридом олова (ІІ).

8.3. Для відкриття катіонів Mg²⁺ до фільтрату, що утворився після відокремлення іонів Bi³⁺, додайте розчин гідроксиду натрію до випадіння осаду, а потім додайте 3–5 см³ 6%-го розчину пероксиду водню, нагрійте і осад відфільтруйте. Одержаний осад, що є сумішшю діоксиду мангану, гідроксиду магнію та гідроксиду заліза (ІІІ), обробіть на фільтрі розчином хлориду амонію для розчинення гідроксиду магнію. Розчин, що пройшов через фільтр, зберіть в окрему пробірку і перевірте на наявність у ньому іонів Mg²⁺ дією гідрофосфату натрію.

8.4. Осад на фільтрі, що можливо містить діоксид мангану і гідроксид заліза (ІІІ), обробіть розведеною азотною кислотою, при цьому розчиниться лише гідроксид заліза (ІІІ). Діоксид мангану розчиніть у сірчаній кислоті, у фільтраті визначте іони Mn²⁺ дією бісмутату натрію.

Переглядів: 2592