Доклад: Химико-аналитические свойства ионов p-элементов

Ионы р-элементов IIIА группы

Реакции обнаружения ионов алюминия Al³⁺

Действие группового реагента (NH₄ )₂ S. Из водного раствора сульфид аммония осаждает катион алюминия Al₃ ⁺ в виде гидроксида Аl(ОН)₃ за счет гидролиза:

2АlС1₃ + 3(NH₄ )₂ S + бН₂ О = ₂ Аl(ОН)₃ + 6NH₄ C1 + ЗН₂ S,

2Al³⁺ + 3S^2- + 6Н₂ O = 2Аl(ОН)₃ + 3H₂ S.

Действие NaOH (в избытке) и NH₄ C1. Кристаллический хлорид аммония NH₄ C1 или насыщенный раствор этой соли, взятый в избытке, осаждает А1(ОН)₃ из щелочного раствора, содержащего гидроксокомплекс (гидроксокомплекс получается при прибавлении раствора щелочи к раствору соли Аl³⁺ до полного растворения выпадающего осадка):

АlС1₃ + 6NaOH = Na₃ [Al(OH)6] + ₃ NaCl,

Na₃ [Al(OH)6] + 3NH₄ C1 = А1(ОН)₃ + 3NaCl + 3NH₃ + ЗН₂ О.

При этом Аl(ОН)₃ в присутствии NH₄ C1 не растворяется, так как К_S ° (А1(ОН)з) — величина сравнительно небольшая.

ИОНЫ р-ЭЛЕМЕНТОВ IVA ГРУППЫ

Реакции обнаружения ионов свинца Рb₂ ⁺

Действие группового реагента НС1. При действии соляной кислоты на ионы Рb₂ ⁺ образуется белый осадок хлорида свинца, растворяющийся при нагревании в воде:

Рb(NО₃ )₂ + 2НС1 = PbCl₂ + 2HNO₃ ,

Рb²⁺ + 2С1^- = РbСl₂ .

Действие йодида калия KI. Йодид калия KI образует с раствором солей свинца желтый осадок РbI₂ :

Pb(NO₃ )₂ + 2KI = PbI₂ + 2KNO₃ .

Осадок растворяется при нагревании в воде и 2 М растворе уксусной кислоты. При медленном охлаждении раствора выпадают характерные золотистые чешуйки кристаллов PbI₂ . Медленное охлаждение благоприятствует росту крупных кристаллов.

Реакции обнаружения карбонат-ионов СО₃ ^2-

Действие группового реагента BaCl₂ . При действии хлорида 6aрия на ионы СО₃ ^2- образуется белый осадок карбоната бария, растворяющийся в кислотах с бурным выделением углекислого газа:

Na₂ CO₃ + BaCl₂ = ВаСО₃ + 2NaCl,

СО₃ ^2- + Ва²⁺ = ВаСО₃ .

Действие соляной кислоты НС1. Важнейшей реакцией на карбонат-ион является реакция разложения карбонатов сильными кислотами. При этом с шипением выделяются пузырьки диоксида углерода:

Na₂ CO₃ + 2НС1 = 2NaCl + Н₂ O + CO₂ .

Ионы р-элементов VA группы

Реакция обнаружения ионов аммония NH₄ ⁺

Гидроксиды щелочных металлов выделяют из растворов солей аммония газообразный аммиак, который окрашивает влажную красную лакмусовую бумагу в синий цвет:

NH₄ C1 + NaOH = NH₃ + NaCI + Н₂ O.

Реакция обнаружения нитрат-ионов NO₃ ^-

Раствор дифениламина (C6H5)₂ NH в концентрированной серной кислоте дает с нитрат-ионом интенсивно-синее окрашивание вследствие окисления дифениламина образующейся азотной кислотой.

Реакции обнаружения нитрит-ионов NO₂ ^-

Действие серной кислоты Н₂ SO₄ . Сильные кислоты вытесняют из нитритов слабую азотистую кислоту, которая из-за свой неустойчивости сразу разлагается на воду и оксиды азота (NO₂ — бурого цвета):

2NaNO₂ + H₂ SO₄ = Na₂ SO₄ + NO₂ + NO + Н₂ O.

Действие окислителей. Перманганат калия КМnO₄ в присутствии разбавленной серной кислоты обесцвечивается солями азотистой кислоты:

5KNO₂ + 2КМnO₄ + 3H₂ SO₄ = 5КNO₃ + 2MnSO₄ + K₂ SO₄ + ЗН₂ O.

Реакции обнаружения фосфат-ионов РО₄ ^3-

Действие группового реагента BaCl₂ . Хлорид бария ВаСl₂ образует с раствором Nа₂ НРO₄ белый осадок ВаНРO₄ , растворимый в кислотах (кроме H₂ SO₄ ):

ВаСl₂ + Na₂ HPO₄ = ВаНРO₄ + 2NaCl.

Если проводить реакцию в присутствии щелочей или аммиака, то ионы НРO₄₂ ^- превращаются в РО₄ ^3- и осаждается средняя соль.

Действие нитрата серебра AgNO₃ . Раствор нитрата серебра AgNO₃ образует с растворами солей фосфорной кислоты желтый осадок фосфата серебра, растворимый в азотной кислоте:

2Na₂ HPO₄ + 3AgNO₃ = Аg₃ РO₄ + 3NaNO₃ + NaH₂ PO₄ .

Ионы р-элементов VIA группы

Реакция обнаружения сульфат-ионов SO₄ ^2-

Групповой реагент хлорид бария BaCl₂ образует с растворами, содержащими сульфат-ионы, белый осадок BaSO₄ , практически нерастворимый в кислотах:

BaCl₂ + Na₂ SO₄ = BaSO₄ + 2NaCl.

Реакции обнаружения сульфит-ионов SO₃ ^2-

Действие группового реагента BaCl₂ . При действии хлорида бария на соли сернистой кислоты образуется белый осадок, растворимый в кислотах:

Na₂ SO₃ + BaCl₂ = ВаSО₃ + 2NaCl.

Действие соляной кислоты НСl. Кислоты разлагают соли сернистой кислоты с выделением оксида серы (IV), имеющего характерный запах жженой серы:

Na₂ SO₃ + 2НС1 = 2NaCl + H₂ O + SO₂ .

Действие окислителей. Окислители (I₂ , KMnO₄ ) в кислой среде обесцвечиваются растворами солей сернистой кислоты вследствие восстановления:

Na₂ SO₃ + I₂ + Н₂ O = Na₂ SO₄ + 2HI.

Реакции обнаружения сульфид-ионов S^2-

Действие группового реагента AgNO₃ . При действии нитрата серебра на сульфид-ион образуется черный осадок сульфида серебра:

Na₂ S + 2AgNO₃ = Ag₂ S + 2NaNO₃ ,

S^2- + 2Ag⁺ = Ag₂ S.

Действие кислот (НСl, Н₂ SO₄ ). Кислоты (НСl, H₂ SO₄ ) выделяют из сульфидов свободный сероводород с характерным запахом тухлых яиц:

Na₂ S + H₂ SO₄ = H₂ S + Na₂ SO₄ .

Ионы р-элементов VIIA группы

Реакции обнаружения хлорид-ионов Сl^- групповым реагентом АgNО₃ (рН 7)

Хлорид-ионы образуют с групповым реагентом AgNO₃ (рН 7) практически нерастворимый в воде осадок AgCl, который хорошо растворяется в избытке раствора NH₄ OH; при этом образуется растворимая в воде комплексная соль серебра [Ag(NH₃ )₂ ]Cl. При последующем действии азотной кислоты комплексный ион разрушается и хлорид серебра снова выпадает в осадок. Это свойство солей серебра используется для его обнаружения. Реакция проводится в три этапа: 1) получение осадка AgCl; 2) растворение AgCl в избытке раствора NH₄ OH; 3) выпадение осадка (мути) при воздействии раствором HNO₃ (все три этапа выполняются в указанной последовательности в одной и той же пробирке):

AgNO₃ + NaCI = AgCl + NaNO₃ ,

AgCl + 2NH₄ OH = [Ag(NH₃ )₂ ]Cl + 2H₂ O,

[Ag(NH₃ )₂ ]Cl + 2HNO₃ = AgCl + 2NH₄ NO₃ .

Реакции обнаружения бромид-ионов Вr^-

Действие группового реагента AgNO₃ . При действии нитрата се ребра на бромид-ион образуется желтоватый осадок бромида серебра:

NaBr + AgNO₃ = AgBr + NaNO₃ ,

Вr ^- + Ag⁺ = AgBr.

Действие хлорной воды. Хлорная вода при взаимодействии растворами бромидов окисляет бромид-ион в молекулярный бром который окрашивает органический растворитель (бензол, хлоро форм) в желто-оранжевый цвет:

2NaBr + С1₂ = Br₂ + NaCl.

Реакции обнаружения йодид-ионов

Действие группового реагента AgNO₃ . При действии нитрата се ребра на йодид-ион образуется светло-желтый осадок йодида се ребра:

KI + AgNO₃ = AgI + KNO₃ ,

I^- + Ag⁺ = AgI.

Действие хлорной воды. Хлорная вода при взаимодействии с растворами йодидов окисляет йодид-ион в молекулярный йод, который окрашивает органический растворитель (бензол, хлороформ) ] розово-фиолетовый цвет:

2KI + Cl₂ = I₂ + KCl.