Качественные реакции в химии. Воронкова, Новгородцева, Мирошниченко. Качественные реакции в хи. Омского государственного технического университета Омск Издательство Омгту 2019 Сведения об издании 1, 2 Омгту, 2019 isbn 9785814929617 2

• Название: Омского государственного технического университета Омск Издательство Омгту 2019 Сведения об издании 1, 2 Омгту, 2019 isbn 9785814929617 2
• Анкор: Качественные реакции в химии
• Дата: 09.01.2023
• Размер: 2 Mb.
• Имя файла: Воронкова, Новгородцева, Мирошниченко. Качественные реакции в хи.pdf
• Тип: Документы; #878564
• страница: 2 из 16

+
, Na
+
, К,
NH
𝟒
+
) Аналитические реакции катиона лития Реакция с двузамещенным гидрофосфатом натрия О
Гидро- фосфат натрия Na
2
HP
О
4
в нейтральной или слабощелочной среде образует с катионами лития белый осадок фосфата (ортофосфата) лития О
3Li
+
+ О 2–
=
Li
3
PO
4
↓ + H
+

Для увеличения полноты осаждения при проведении реакции добавляют этанол, поскольку в водно-этанольной среде растворимость фосфата лития уменьшается. Фосфат лития растворим в растворах кислот и солей аммония. Реакцию проводят обычно в аммиачной среде для связывания выделяющихся ионов водорода. Предел обнаружения катионов лития данной реакцией составляет мкг. Мешают все катионы, образующие нерастворимые (малорастворимые) вводе фосфаты. Методика В пробирку вносят 10 капель раствора соли лития, прибавляют столько же капель концентрированного раствора аммиака, несколько капель этанола и 15 капель раствора гидрофосфата натрия. Через 5 мин выпадает белый мелкокристаллический осадок, растворимый в уксусной кислоте. Следует избегать прибавления большого количества этанола во избежание выделения осадка Na
2
HPО
4
Реакция с растворимыми карбонатами Карбонат-ионы СО осаждают из водных нейтральных, щелочных (ноне кислых) растворов солей лития белый осадок карбоната лития ОС О. Карбонат лития растворим вводе, вследствие чего катионы лития осаждаются из раствора не полностью. Поэтому для проведения реакции используют концентрированные растворы солей лития и растворимых карбонатов. Реакцию предпочтительно проводить при нагревании, так как растворимость карбоната лития вводе уменьшается с ростом температуры. Карбонат лития растворяется в кислотах. Предел обнаружения 500 мкг. Мешают все катионы, образующие малорастворимые вводе карбонаты. Методика В пробирку вносят несколько капель концентрированного раствора соли лития, прибавляют примерно столько же концентрированного раствора соды Na
2
C
О
3
(или поташа К
2
СО
3
) и нагревают смесь. Выпадает белый мелкокристаллический осадок карбоната лития Li
2
CО
3
Реакция с растворимыми фторидами Фторид-ионы осаждают из водных растворов солей лития белый осадок малорастворимого вводе фторида лития Растворимость фторида лития вводе уменьшается в присутствии аммиака. Предел обнаружения 50 мкг. Мешают катионы Mg
2+
, Са
2+
, Sr
2+
, Ва
2+
, С, Р, также дающие осадки фторидов. Методика В пробирку вносят 3–4 капли раствора соли лития, 1–2 капли концентрированного раствора аммиака и 4–5 капель раствора фторида аммония
NH
4
F. Смесь нагревают. Медленно выпадает аморфный осадок фторида лития. Осадок растворяется в уксусной кислоте. Соли лития окрашивают пламя газовой горелки в карминово-красный цвет. Методика На платиновой или нихромовой проволоке (или на кончике графитового стержня) вносят в пламя газовой горелки несколько кристаллов хлорида лития LiCl. Пламя окрашивается в карминово-красный цвет. Если пламя окрашивается в желтый цвет из-за присутствия следов катионов натрия, то его рассматривают через синее стекло или индиговую призму склянку специальной призматической формы, заполненную раствором красителя индиго синее стекло и раствор индиго поглощают желтые лучи. Флуоресцентная реакция с оксихинолином Катионы лития образуют в растворе с оксихинолином C
9
H
6
NOH продукт реакции красного цвета
(
оксихинолинат лития C
9
H
6
NOLi), который в УФ-излучении флуоресцирует голубым светом. Методика Небольшое количество кристаллического хлорида лития LiCl растворяют в 5 каплях 95%-ного этанола и прибавляют около 25 капель раствора, приготовленного из 2 ч. (частей по объему) 0,03%-ного раствора
8- оксихинолина, 1 ч. 0,12%-ного раствора КОН и 14 ч. 0,08%-ного раствора уксусной кислоты. Смесь разбавляют до 10 мл 95%-ным этанолом. При облучении раствора УФ-светом наблюдается яркая голубая флуоресценция (свечение) раствора. Если каплю смеси нанести на фильтровальную бумагу и облучить ее
УФ-светом, то наблюдается свечение пятна. Мешают катионы магния Mg
2+
, которые можно замаскировать прибавлением раствора комплексона
–
ЭДТА. Реакция с феррипериодатом калия Катионы лития при реакции со свежеприготовленным раствором феррипериодата калия О в присутствии КОН и NaCl образуют бледно-желтый осадок феррипериодата лития и калия О
Li
+
+ ОКО Реакция специфична и высокочувствительна для катионов лития. Предел обнаружения 0,05–0,35 мкг. Катионы щелочных и щелочноземельных металлов не мешают проведению реакции, за исключением больших количеств катионов натрия при температуре 90–100 С, когда раствор мутнеет вследствие образования белых частиц периодата натрия О. Поэтому при проведении реакции раствор нагревают не выше 50 С. Мешают катионы аммония и катионы ряда двухвалентных металлов. Последние удаляют из раствора в виде осадков оксихинолинатов действием раствора оксихинолина в присутствии КОН. Методика В пробирку вносят 2–3 капли раствора хлорида лития LiCl, 1–2 капли насыщенного раствора хлорида натрия и 2–3 капли свежеприготовленного раствора О. Пробирку нагревают (не выше 50 Си наблюдают вначале помутнение раствора, а затем образование желтого осадка. Для приготовления реагента раствора феррипериодата калия растворяют
2,3 г периодата калия KIО
4
в смеси 10 мл 2 моль/л раствора КОН и 40 мл воды. К раствору при помешивании прибавляют 12 мл 0,1 моль/л (2,7%-ного) раствора О в 0,2 моль/л растворе HCl. Доводят смесь до 100 мл раствором КОН (2 моль/л). Реакция образования феррипериодата калия ОКОН О
+ НС + КСl. Некоторые другие реакции катионов лития Катионы лития образуют со стеаратом аммония малорастворимый осадок стеарата лития CH
3
(CH
2
)
16
COOLi
, с цинкуранилацетатом желто- зеленый осадок LiZn(UO
2
)
3
(CH
3
COO)
9
·9H
2
O
, с гексагидроксостибатом калия
K[Sb(OH)
6
]
– белый осадок Li[Sb(OH)
6
], с гексанитрокобальтатом(III) натрия
Na
3
[Co(NO
2
)
6
]
– желтый осадок Li
3
[Co(NO
2
)
6
]. Аналитические реакции катиона натрия Известно ограниченное число аналитических реакций катиона натрия.
Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом. Катионы натрия дают с цинкуранилацетатом в уксуснокислом растворе желтый кристаллический осадок натрийцинкуранилацетата
NaZn(UO
2
)
3
(CH
3
COO)
9
·9H
2
O
, нерастворимый в уксусной кислоте
Na
+
+ Zn(UO
2
)
3
(CH
3
COO)
8
+ СН
3
СОО
–
+ Н = NaZn(UO
2
)
3
(CH
3
COO)
9
·9H
2
O
↓.

18
Натрийцинкуранилацетат образует кристаллы октаэдрической и тетраэдрической формы, хорошо различимые при рассмотрении под микроскопом в капле раствора. Предел обнаружения около 0,8 мкг реакция высокочувствительна. Мешают катионы Li
+
, К,
NH
4
+
, Mg
2+
, Са
2+
, Sr
2+
, Ва
2+
, Cu
2+
, Zn
2+
, Cd
2+
,
Hg
2+
, Al
3+
, Mn
2+
, Co
2+
, при их содержании более 5 мг в 1 мл раствора. Методика На предметное стекло наносят 1 каплю раствора NaCl, слегка упаривают до начала образования белой каемки по краям капли, прибавляют
1 каплю раствора цинкуранилацетата. Через 2–3 мин наблюдают под микроскопом образование желтых октаэдрических и тетраэдрических кристаллов.
Микрокристаллоскопическая реакция с гексагидроксостибатом(V) калия. Катионы натрия образуют с гексагидроксостибатом(V) калия
K[Sb(OH)
6
] в нейтральном (pH

7) растворе белый мелкокристаллический осадок гексагидроксостибата(V) натрия Na[Sb(OH)
6
]:
Na
+
+ [Sb(OH)
6
]
–
= Na[Sb(OH)
6
]
↓. Из разбавленных растворов осадок выпадает медленно или вообще не выпадает. В сильно щелочной среде осадок не образуется, а из сильнокислых растворов выделяется белый аморфный осадок метасурьмяной кислоты HSbO
3
, который можно ошибочно принять за осадок гексагидроксостибата натрия. Поэтому образование белого осадка само по себе еще недостаточно для вывода о присутствии катионов натрия необходимо при рассмотрении под микроскопом убедиться в том, что этот осадок кристаллический. Реакцию проводят при комнатной температуре. В присутствии нитрат-ионов выделение осадка замедляется. Реакция малочувствительна и удается лишь при больших концентрациях катионов натрия. Мешают катионы лития, аммония, магния. Методика На предметное стекло наносят одну каплю концентрированного раствора NaCl и одну каплю раствора гексагидроксостибата(V) калия. Через
3–
5 мин наблюдают под микроскопом образование кристаллов. Соли и другие соединения натрия окрашивают пламя газовой горелки в желтый цвет. Реакция высокочувствительна. Открываемый минимум составляет мкг. Методика На кончике графитового стержня (на нихромовой либо платиновой проволочке) вносят в пламя газовой горелки несколько кристалликов соли натрия (например, NaCl). Пламя окрашивается в ярко-желтый цвет. Окраска не исчезает в течение нескольких секунд.

Аналитические реакции катиона калия К
+
Наиболее часто катионы калия открывают реакциями с гексанитрокобаль- татом) натрия Na
3
[Co(NO
2
)
6
], с гексанитрокупратом(II) натрия и свинца
Na
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
], с гидротартратом натрия и по фиолетовому окрашиванию пламени газовой горелки. Катионы аммония NH
4
+
, как правило, мешают открытию катионов калия, поэтому перед открытием катионов калия их необходимо предварительно удалить, если они присутствуют в анализируемом растворе. Реакция с гексанитрокобальтатом(III) натрия Катионы калия в достаточно концентрированных растворах в уксуснокислой (pH 3) или нейтральной среде образуют с растворимым вводе желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата(III) натрия и калия ОКО+ Из разбавленных растворов осадок выпадает медленно при стоянии раствора. В сильнокислой среде образуется нестойкая, быстро разлагающаяся кислота. В щелочной среде выпадает бурый осадок гидроксида кобальта) Для проведения реакции используют свежеприготовленный водный раствор, так как со временем этот реагент разлагается. Потирание стеклянной палочкой стенок пробирки ускоряет формирование осадка О склонен к образованию пересыщенных растворов. В присутствии катионов серебра выпадает еще менее растворимый осадок состава K
2
Ag[Co(NO
2
)
6
], поэтому наличие катионов серебра в растворе повышает чувствительность реакции. Предел обнаружения 4 мкг предельное разбавление 13·10 3
мл/г. Мешают катионы Li
+
,
NH
4
+
, также образующие осадки желтого цвета. Методика В пробирку вносят 2 капли концентрированного раствора соли калия и 2 капли свежеприготовленного концентрированного раствора
Na
3
[Co(NO
2
)
6
]
. Выпадает осадок О желтого цвета. Если осадок не образуется, то потирают стенки пробирки стеклянной палочкой.
Микрокристаллоскопическая реакция с гексанитрокупратом(II) натрия и свинца Катионы калия в нейтральной среде образуют с гексанит- рокупратом(II) натрия и свинца Na
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
] черные кристаллы гексанит-

20
рокупрата(II) калия и свинца K
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
] кубической формы, хорошо видимые под микроскопом К + Na
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
] = K
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
] + Реакция высокочувствительна открываемый минимум 0,15 мкг, предельное разбавление 6,6·103 мл/г. Мешают катионы NH
4
+
, Rb
+
, Cs
+
, также дающие черный осадок с реактивом. Методика На предметное стекло наносят 1 каплю раствора соли калия, осторожно упаривают над пламенем газовой горелки до образования белой каемки по краям капли, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют
1 каплю раствора Na
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
]
. Через 1–2 мин наблюдают под микроскопом образование в жидкости черных кубических кристаллов. Реакция с гидротартратом натрия. Катионы калия при реакции с гидро- тартратом натрия или с винной кислотой Н
2
С
4
Н
4
О
6
в присутствии ацетата натрия CH
3
COONa) в нейтральной среде образуют малорастворимый вводе гидротартрат калия КНС
4
Н
4
O
6
, выпадающий в виде белого кристаллического осадка К + NaHC
4
H
4
O
6
=
КНС
4
Н
4
O
6
↓ + Образование осадка ускоряется при потирании стенок пробирки стеклянной палочкой. Осадок растворяется в кислотах с образованием винной кислоты ив щелочах с образованием средних тартратов, например среднего тартрата калия К
2
С
4
Н
4
O
6
Предел обнаружения 50 мкг, предельное разбавление 10 3
мл/г. Мешают катионы, образующие осадок состава NH
4
HC
4
H
4
O
6
, а также катионы Rb
+
, Реакцию можно проводить микрокристаллоскопически. Методика В пробирку вносят 2–3 капли раствора соли калия, 2 капли раствора гидротартрата натрия и потирают стенки пробирки стеклянной палочкой. Через некоторое время выделяется белый кристаллический осадок. Соли и другие соединения калия привнесении их в пламя газовой горелки окрашивают его в фиолетовый цвет. Методика На кончике графитового стержня (или нихромовой либо платиновой проволочки) вносят в пламя газовой горелки кристаллики хлорида калия (или другой соли калия. Наблюдается окрашивание пламени в фиолетовый цвет.

Другие аналитические реакции катионов калия К
– с гексахлороплатинатом(IV) натрия Na
2
[PtCl
6
)] и соответствующей кислотой H
2
[PtCl
6
] катионы калия образуют желтый кристаллический осадок гексахлороплатината(IV) калия К
2
[РtС1 6
]: К + [PtCl
6
]
2–
= K
2
[PtCl
6
]↓. Предел обнаружения 25 мкг. Мешают катионы NH
4
+
, также дающие желтый осадок гексахлороплатината аммония (NH
4
)
2
[PtCl
6
];
– с хлорной кислотой НClO
4
катионы К
+
выделяют белый кристаллический осадок перхлората калия КСlO
4
: К+ НС КСlO
4
↓+ Нс кремнефтороводородной кислотой в нейтральной среде катионы К
+
образуют студенистый осадок гексафторосиликата калия K
2
SiF
6
: К + H
2
SiF
6
= K
2
SiF
6
↓ + 2Н
+
Катионы аммония не мешают этой реакции
–
сдипикриламином катионы К
+
образуют красно-оранжевый осадок соли калия Мешают катионы аммония, также дающие осадок с дипикриламином. Катионы, не мешают открытию катионов калия
– с тетрафенилборатом натрия Nа[В(С
6
Н
5
)
4
] катионы калия образуют белый мелкокристаллический осадок тетрафенилбората калия К[В(С
6
Н
5
)
4
], нерастворимый в кислотах К + N
а[В(С
6
Н
5
)
4
] = Na
+
+
К[В(С
6
Н
5
)
4
].

Реакция высокочувствительна. Предел обнаружения 1 мкг, предельное разбавление равно 5·10 4
мл/г. Мешают катионы аммония, также образующие осадок с реактивом
– с тритиосульфатовисмутатом(III) натрия Nа
3
[Вi(S
2
О
3
)
3
] катионы калия образуют в водно-этанольном растворе кристаллический осадок тритиосульфа- товисмутата(III) калия КВО
3K
+
+ N
а
3
[Вi(S
2
О
3
)
3
] = 3Na
+
+ КВО. Реакция высокочувствительна. Мешают катионы NH
4
+
, Sr
2+
, Ва
2+
Аналитические реакции катиона аммония Реакция разложения солей аммония щелочами Соли аммония в растворах щелочей разлагаются с выделением газообразного аммиака
NH
4
+
+ OH
–
= NH
3
+ H
2
O. Выделяющийся газообразный аммиак обнаруживают с помощью влажной красной лакмусовой бумаги (синеет в парах аммиака, влажной фенолфталеи- новой бумаги (окрашивается в малиновый цвет в парах аммиака) или стеклянной палочки, кончик которой смочен концентрированной хлороводородной кислотой в парах аммиака наблюдается образование белого дыма хлорида аммония
NH
3
+ HCl = NH
4
Cl. Реакция специфична и высокочувствительна предел обнаружения 0,01 мкг, предельная концентрация 2·10
–7
г/мл, предельное разбавление 5·10 6
мл/г. Методика В пробирку вносят 8–10 капель раствора соли аммония, прибавляют такой же объем раствора NaOH и осторожно нагревают раствор, не допуская его кипения и разбрызгивания. Над раствором помещают влажную красную лакмусовую бумагу, не касаясь ею стенок пробирки во избежание попадания на бумагу капелек щелочного раствора. Выделяющиеся пары аммиака окрашивают красную лакмусовую бумагу в синий цвет. Реакция с реактивом Несслера смесью раствора тетраиодомеркура- та) калия K
2
[HgI
4
] с КОН. Катионы аммония образуют с реактивом Несслера

аморфный красно-бурый осадок. Чаще всего состав этого осадка описывают формулами или НО. Реакцию можно представить схемой
NH
4
+
+ 2[HgI
4
]
2–
+ ОН = [OHg
2
NH
2
]I +7I
–
+ 3H
2
O. Иногда осадку приписывают состава реакции его образования схему
NH
4
+
+ 2[HgI
4
]
2–
+ ОН = [(IHg)
2
NH
2
]I + 5I
–
+ 2H
2
O. Реакция высокочувствительна предел обнаружения 0,05–0,25 мкг, предельный около 0,05 мл. Позволяет открывать следовые количества катионов аммония наблюдается окрашивание раствора в желтый или бурый цвет. Мешают все катионы, дающие со щелочами окрашенные осадки (Cr
3+
, Fe
3+
, Сои др) или разлагающие реактив Несслера (Hg
2+
, Sn
2+
, Sb
3+
). Методика К 1–2 каплям раствора соли аммония прибавляют 2 капли реактива Несслера. Выпадает аморфный красно-бурый осадок. Другие аналитические реакции катионов аммония Как отмечалось выше, катионы аммония в растворе образуют си желтые осадки соответственно (NH
4
)
2
Na[Co(NO
2
)
6
] и (NH
4
)
2
[PtCl
6
]; с гидротартра- том натрия белый осадок гидротартрата аммония NH
4
HC
4
O
6
; с Na
2
Pb[Cu(NO
2
)
6
]
– черный осадок, что может помешать открытию катионов калия. Катионы аммония мешают также открытию катионов натрия. Перед открытием катионов натрия и калия удаляют катионы аммония, если они присутствуют в анализируемом растворе. Удаление катионов аммония проводят нагреванием до тех пор, пока привнесении в пары влажной розовой лакмусовой бумаги она не перестанет синеть. В табл. 1.4 охарактеризованы продукты некоторых аналитических реакций катионов первой группы.

Таблица Продукты некоторых аналитических реакций к