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: 3 из 16

ати
он
ов
пе
рв
ой аналитической группы по кис
ло
тно
-о
сно
вно
й
кл
ас
си
фика
ци
и
Реаг ен т Продукты аналитических реакций катионов К, К
ОН
–
–
–
Выд ел яе тс ял уч ш
е при нагревании, К
2
С
O
3
Бе лый осадок
Li
2
СО
3
–
–
Выд ел яе тс я
N
H
3
при кипячении Na2HPO4Бе лы й осадок Выделяется при кипячении Белый кристаллический осадок из конц. раст воро в)
Бе лый кристаллический осадок Белый аморфный осадок Желтый кристаллический осадок Желтый кристаллический осадок Желтый осадок Желтый кристаллический осадок Желтый кристаллический осадок Черный кристаллический осадок Черный осадок Zn(UO2)Ас8*Же лт о- зеленый кристаллический осадок Желтый или зеленовато- желтый кристаллический осадок, Белый аморфный осадок Реактив л ер а)
–
–
–
Кр асн о- бурый осадок лый кристаллический т пламени горелки Кармин ов ок расн ый
Ж
елт ый
Ф
ио лето вы й Аса це та тогруп па С
Н
3
СОО
–

Специфические качественные реакции позволяют изучить аналитические свойства получаемых в результате реакций соединений, выяснить влияние конкретных условий выполнения реакций (температура, рН, концентрация реагента) и определить катион данной группы в присутствии посторонних химических веществ. Работа 2. Аналитические реакции катионов второй аналитической группы по кислотно-основной классификации (Ag
+
,
Hg
𝟐
𝟐+
, Р) Аналитические реакции катионов серебра Катионы серебра образуют осадки со многими реагентами. Для открытия катионов чаще всего используют осадительные реакции с анионами СВ, С 2–
, а также окислительно-восстановительную реакцию, например с формальдегидом НСНО (реакция серебряного зеркала. Реакция с растворимыми хлоридами, бромидами и иодидами. Катионы при взаимодействии с растворимыми хлоридами, бромидами и иодидами образуют соответственно осадки определенных цветов белый – хлорида серебра, желтоватый – бромида серебра AgBr и желтый – иодида серебра Agl:
Ag
+
+ С AgCl (белый
Ag
+
+ В AgBr (желтоватый
Ag
+
+ I
–
→ Agl (желтый. Осадок хлорида серебра растворяется в концентрированном аммиаке с образованием комплекса [Ag(NH
3
)
2
]Cl:
AgCl + 2NH
3
= [Ag(NH
3
)
2
]Cl. При подкислении раствора этого комплекса снова выпадает осадок AgCl:
[Ag(NH
3
)
2
]Cl + Н = AgCl + При прибавлении к раствору комплекса [Ag(NH
3
)
2
]Cl раствора иодида калия К образуется осадок иодида серебра AgI:
[Ag(NH
3
)
2
]Cl + KI = AgI + KCl + 2NH
3

Осадок AgCl растворяется также в концентрированных растворах HCl и хлоридов в присутствии цианида калия KCN, тиосульфата натрия с образованием растворимых комплексов
AgCl + С [AgCl
2
]
–
;
AgCl + 2KCN
→ K[Ag(CN)
2
] + KCl;
AgCl + 2Na
2
S
2
O
3
→ Na
3
[Ag(S
2
O
3
)
2
] + NaCl. Осадок AgBr малорастворим, a AgI – нерастворим в концентрированном аммиаке. Открытию катионов реакцией с хлорид-ионами мешают катионы Cu
2+
,
Au
+
, Т, Pb
2+
,
Hg
2 2+
, также образующие малорастворимые осадки хлоридов. Методика В одну пробирку вносят 2–3 капли раствора NaCl, в другую – столько же капель раствора NaBr, в третью – столько же раствора KI. В каждую пробирку добавляют по 3–5 капель раствора нитрата серебра AgNO
3
. Наблюдается помутнение растворов и выпадение осадков AgCl, AgBr и AgI. Испытывают растворимость осадков, прибавляя в каждую пробирку по 5–
10 капель концентрированного аммиака. При этом осадок AgCl растворяется полностью, осадок AgBr – частично, осадок AgI – не растворяется. Раствор [Ag(NH
3
)
2
]Cl из первой пробирки делят на две примерно равные части. В одну из них прибавляют несколько капель раствора HNO
3
, в другую – несколько капель раствора KI. Наблюдается выпадение осадков AgCl и AgI соответственно. Реакция с хромат-ионами С При взаимодействии катионов с хромат-ионами Св нейтральной среде (pH

6,5–7,5) выделяется осадок хромата серебра Ag
2
CrO
4
кирпично-красного цвета
2Ag
+
+ С 2–
→ Ag
2
CrO
4
↓. Осадок растворим в растворах кислот. В концентрированном аммиаке растворяется с образованием аммиачного комплекса серебра
Ag
2
CrO
4
+ 4NH
3
→ Если реакцию между и С проводить в щелочной среде, то вместо хромата серебра выпадает осадок оксида серебра Ag
2
O
. В уксуснокислой среде

образуется дихромат серебра Ag
2
Cr
2
O
7
красно-бурого цвета. Мешают все катионы, образующие малорастворимые хроматы (Sr
2+
, Ва
2+
, Hg
2 2+
, Hg
2+
, Pb
2+
, и др. Методика В пробирку вносят 2–3 капли раствора нитрата серебра AgNO
3
, прибавляют 1–2 капли раствора хромата калия К
2
СrO
4
. Выпадает кирпично- красный осадок. Реакция с формальдегидом НСНО – реакция серебряного зеркала. В присутствии в растворах восстановителей катионы восстанавливаются до металлического серебра, которое, осаждаясь на стенках чистой пробирки, образует тонкую блестящую пленку – серебряное зеркало. В качестве восстановителя часто применяют разбавленный раствор формальдегида в аммиачной среде при слабом нагревании (при сильном нагревании металлическое серебро выделяется в виде черно-бурого осадка. Вначале при реакции катионов с аммиаком образуется гидроксид серебра AgOH, переходящий в черно-бурый оксид серебра Ag
2
O
, который растворяется в избытке аммиака с образованием аммиачного комплекса [Ag(NH
3
)
2
]
+
. Этот комплекс при взаимодействии с формальдегидом дает металлическое серебро. Реакцию можно описать схемой
Ag
+
+ Н
→ AgOH↓ + NH
4
+
;
2AgOH
→ Ag
2
O + H
2
O;
2[Ag(NH
3
)
2
]
+
+ HCHO + 2H
2
O
→ 2Ag + 2NH
4
+
+ HCOONH
4
+ NH
3
·H
2
O. Мешают катионы ртути Hg
2 2+
, Hg
2+
Методика.В чистую, тщательно промытую (раствором хромовой смеси, а затем дистиллированной водой) пробирку вносят 3–4 капли раствора AgNO
3
, прибавляют несколько капель раствора аммиака до растворения выпавшего осадка оксида серебра Ag
2
O
, несколько капель разбавленного раствора формальдегида и слегка нагревают пробирку (избегать сильного нагревания. Стенки пробирки покрываются тонкой блестящей зеркальной пленкой металлического серебра. Другие реакции катионов серебра Ag
+
. При взаимодействии катионов с сероводородом H
2
S или растворимыми сульфидами образуется черно- коричневый осадок сульфида серебра Ag
2
S; со щелочами – черный осадок оксида серебра Ag
2
O
; с тиоцианатом калия KNCS и с другими растворимыми тиоцианатами – белый осадок тиоцианата серебра AgNCS, растворимый

в избытке реагента с тиосульфатом натрия Na
2
S
2
O
3
– белый осадок тиосульфата серебра Ag
2
S
2
O
3
, растворимый в избытке реактива с гидрофосфатом натрия
Na
2
HPO
4
– желтый осадок фосфата (ортофосфата) серебра Ag
3
PO
4
; с ферроциа- нидом K
4
[Fe(CN)
6
] и феррицианидом K
3
[Fe(CN)
6
] калия – белый осадок
Ag
4
[Fe(CN)
6
] и кирпично-красный осадок Ag
3
[Fe(CN)
6
] соответственно. С дити- зоном катионы образуют окрашенные комплексы. Известны и другие реакции катионов серебра. Аналитические реакции катиона ртути) Реакция с хлорид-ионами. Катионы Hg
2 при взаимодействии с хлорид- ионами Св растворах образуют белый осадок каломели Hg
2
Cl
2
:
Hg
2 2+
+ С На свету осадок постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной металлической ртути
Hg
2
Cl
2
→ HgCl
2
+ Hg. Осадок не растворяется в разбавленной, но растворяется в концентрированной азотной кислоте
3HgCl
2
+ ООО. При прибавлении к осадку каломели раствора аммиака он темнеет вследствие выделения тонкодисперсной металлической ртути
Hg
2
Cl
2
+ 2NH
3
→ NH
2
HgCl + Hg + NH
4
Cl. Реакции образования каломели и ее взаимодействие с аммиаком используются при дробном открытии ртути. Методика В пробирку вносят около 5 капель раствора нитрата ртути)
Hg
2
(N
О
3
)
2
и прибавляют такое же количество раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок каломели. Осадок разделяют на две части. К одной части прибавляют концентрированную азотную кислоту – осадок растворяется. К другой части прибавляют несколько капель раствора аммиака – осадок чернеет.

Восстановление до металлической ртути хлоридом олова Катионы ртути при реакциях с восстановителями дают металлическую ртуть. Так, при реакции Hg
2 с хлоридом олова) выделяющийся вначале белый осадок каломели постепенно чернеет вследствие образования тонкодисперсной металлической ртути при восстановлении Hg
2 оловом
Hg
2 2+
+ С HgCl
2
;
Hg
2
Cl
2
+ [SnCl
4
]
2–
→ 2Hg + Мешают катионы ртути) Hg
2+
, также восстанавливающиеся до металлической ртути. Методика В пробирку вносят 2 капли раствора нитрата ртути) и прибавляют 2 капли раствора хлорида олова. Выпадает белый осадок каломели, постепенно чернеющий за счет выделения металлической ртути. Восстановление металлической медью Катионы Hg
2 восстанавливаются металлической медью до металлической ртути, образующей с медью амальгаму меди
Hg
2 2+
+ Cu
→ 2Hg + Сu
2+
Мешают катионы ртути) Hg
2+
, дающие такой же эффект. При нагревании ртуть улетучивается (отличие от аналогичной реакции с солями серебра. Методика На свежеочищенную (промытую раствором аммиака и затем дистиллированной водой или протертую наждаком) медную поверхность например, на медную монету) наносят 1 каплю раствора Hg
2
(NO
3
)
2
. Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после протирания поверхности мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой становится блестящим. Если медную монету полностью погрузить в раствора затем после извлечения из раствора через некоторое время протереть мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой, то вся монета становится блестящей. Реакция сводным раствором аммиака Катионы Hg
2 реагируют сам- миаком вводном растворе с образованием черного осадка, представляющего собой смесь тонкодисперсной металлической ртути и соли, содержащей катион

30
[OHg
2
NH
2
]NO
3
. Если в качестве соединения ртути) использовать нитрат
Hg
2
(NO
3
)
2
, то реакцию можно описать схемой
2Hg
2
(NO
3
)
2
+ 4NH
3
+ H
2
O
→ [OHg
2
NH
2
] NO
3
+ 2Hg + Методика В пробирку вносят 2–3 капли раствора нитрата ртути) и прибавляют 5 капель раствора аммиака. Выпадает черный осадок. Реакция с иодидами. Катионы Hg
2 образуют при взаимодействии с ио- дид-ионами зеленый осадок иодида ртути) Hg
2
I
2
, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного тетраиодомеркурат(II) иона и черного осадка тонкодисперсной металлической ртути
Hg
2 2+
+ 2I
–
→ Hg
2
I
2
;
Hg
2
I
2
+ 2I
–
→ [HgI
4
]
2–
+ Hg. Методика В пробирку вносят 3–4 капли раствора и прибавляют одну каплю раствора иодида калия KI. Выпадает осадок Hg
2
I
2
. Добавляют избыток (5–10 капель) раствора KI. На дне пробирки под бесцветным раствором остается черный осадок металлической ртути. Реакция с хромат-ионами. Катионы Hg
2 образуют с хромат-ионами С 2–
кирпично-красный осадок хромата ртути) С
Hg
2 2+
+ С 2–
→ С. Мешают все катионы, образующие малорастворимые хроматы (Sr
2+
, Ва
2+
,
Рb
2+
и др. Методика В пробирку вносят 3–4 капли раствора Hg
2
(NO
3
)
2
, прибавляют
1–
2 капли раствора хромата калия К
2
СrO
4
. Выпадает красный осадок хромата ртути. Реакция со щелочами Щелочи (NaOH, КОН) выделяют из растворов, содержащих катионы Hg
2 2+
, черный осадок оксида ртути) ООН О + H
2
O. Осадок растворяется в азотной и концентрированной уксусной кислотах. Методика В пробирку вносят 3–4 капли раствора и прибавляют
2–
3 капли раствора NaOH или КОН. Выделяется черный осадок оксида ртути.

Другие реакции катионов ртути (I) Hg
2 2+
. Катионы Hg
2 образуют осадки определенного цвета при реакциях с сульфид-ионами S
2–
– черный HgS + Hg; с иодат-ионами О – желтый Hg
2
(IO
3
)
2
; с оксалат-ионами C
2
O
4 2–
– белый Hg
2
C
2
O
4
; с фосфат-ионами – белый (Hg
2
)
3
(PO
4
)
2
; с карбонат-ионами – желтый быстро темнеющий вследствие разложения по схеме Hg
2
CO
3
→ HgO + Hg +
+ С си соответственно бледно-желтый и желто- зеленый ферро- и феррицианиды ртути. С дифенилкарбазидом катионы Hg
2 образуют комплексы синего цвета. Аналитические реакции катиона свинца Рb
2+
Известно значительное число реакций катионов свинца с различными соединениями, при которых образуются осадки или окрашенные продукты взаимодействия. Реакция с хлорид-ионами. Катионы свинца образуют с хлорид-ионами при pH < 7) белый осадок хлорида свинца РbСl
2
: Р + С РbСl
2
Хлорид свинца заметно растворим вводе, особенно при нагревании, поэтому катионы Рb
2+
осаждаются из растворов хлорид-ионами не полностью. Осадок хлорида свинца растворяется в горячей воде при охлаждении раствора из него снова выпадает хлорид свинца, но уже в форме игл. Из разбавленных щелочных растворов выпадает осадок гидроксида свинца из концентрированных щелочных растворов осадок хлорида свинца не выпадает. Методика В пробирку вносят 3–4 капли раствора нитрата свинца
Pb(NO
3
)
2
, прибавляют 3–4 капли раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок хлорида свинца. К полученной смеси приливают около 1,5 мл дистиллированной воды и нагревают до растворения осадка. При охлаждении раствора из него снова выпадает осадок хлорида свинца в виде игл. Реакция с иодид-ионами. Катионы свинца при взаимодействии в растворах с иодид-ионами образуют желтый осадок иодида свинца, растворимый в избытке реактива с образованием тетраиодоплюмбат(II)-ионов Р

Р + 2I
–
→ Р Р + 2I
–
→ [РbI
4
]
2–
Осадок иодида свинца растворяется при нагревании вводе, в растворе уксусной кислоты. При охлаждении раствора из него снова выпадают красивые золотисто-желтые кристаллы иодида свинца (реакция золотого дождя. Мешают катионы Cu
2+
, Ag
+
,
Hg
2 2+
, Hg
2+
, Bi
3+
, Методика В пробирку вносят 3–5 капель раствора нитрата свинца
Pb(NO
3
)
2
, прибавляют 3 капли раствора иодида калия KI. Выпадает желтый осадок иодида свинца. К смеси прибавляют несколько капель воды, подкисленной уксусной кислотой, и нагревают до полного растворения осадка. При медленном охлаждении пробирки (ее погружают вхолодную воду или оставляют остывать навоз- духе) выпадают красивые блестящие золотисто-желтые чешуйчатые кристаллы иодида свинца. Реакция с хромат-ионами и дихромат-ионами. Катионы свинца образуют с хромат-ионами Си дихромат-ионами Св уксуснокислой среде желтый кристаллический осадок хромата свинца РbСrO
4
: Р + С 2–
→ РbСrO
4
↓; Р + С 2–
+ 2СН
3
СОО
–
+ H
2
O
→ 2РbСrO
4
+ 2СН
3
СООН. Осадок хромата свинца не растворяется в уксусной и разбавленной азотной кислотах, вводном аммиаке, но растворяется в щелочах с образованием комплексов [Pb(OH)
4
]
2–
:
РbСrO
4
+ 4NaOH
→ Na
2
[Pb(OH)
4
] + Na
2
СrO
4
Мешают катионы, образующие нерастворимые хроматы (Ва
2+
, Hg
2+
,
Вi
3+
и др. Методика В пробирку вносят 2–3 капли раствора Pb(NO
3
)
2
, 2–3 капли раствора ацетата натрия и 3 капли раствора хромата К
2
СrO
4
или дихромата
К
2
Сr
2
O
7
калия. Выпадает желтый кристаллический осадок хромата свинца.

Реакция с сульфат-ионами. Катионы Рb
2+
при взаимодействии в растворе с сульфат-ионами SO
4 образуют белый осадок сульфата свинца PbSO
4
: Р +
SO
4 2–
→ Осадок растворяется при нагревании в щелочах (в отличие от осадков сульфата кальция, стронция и бария
PbSO
4
+ 4NaOH
→ Na
2
[Pb(OH)
4
] + Растворяется также в концентрированной серной кислоте
PbSO
4
+ H
2
SO
4
→ Растворяется в ном растворе ацетата аммония
2PbSO
4
+ 2CH
3
COONH
4
→ [Pb(CH
3
COO)]
2
SO
4
+ (Открытию катионов свинца в виде сульфата свинца мешают катионы, образующие малорастворимые сульфаты (Са
2+
, Sr
2+
,
Ва
2+
,
Hg
2 и др. Методика В пробирку вносят 5 капель раствора Pb(NO
3
)
2
, прибавляют столько же капель раствора сульфата натрия или калия. Выпадает белый осадок сульфата свинца. Осадок делят на две части, помещая их в две разные пробирки. К одной части прибавляют раствор щелочи, к другой – 30%-ный раствор ацетата аммония. Осадок растворяется в обоих случаях. Реакция с родизонатом натрия Na
2
C
6
O
6
. Катионы свинца образуют сор- ганическим реагентом – родизонатом натрия окрашенный комплекс синего цвета (Рb
3
(С
6
O
6
)
2
(OH)
2
), который в слабокислой среде (pH = 2,8; тартратный буферный раствор) изменяет цвет на красный

Реакция высокочувствительна определяемый минимум 0,1 мкг, предельная концентрация 2·10
–6
г/мл, предельное разбавление 5·10 5
мл/г. Позволяет открывать катионы свинца даже при очень низких концентрациях. Реакцию обычно проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Мешают катионы Ag
+
, Cd
2+
, Sr
2+
, Ва
2+
, Т, Методика На лист фильтровальной бумаги наносят 1 каплю раствора и 1 каплю свежеприготовленного 0,2%-ного раствора родизоната натрия. Образуется синее пятно или кольцо. На пятно наносят каплю тартрат- ного буферного раствора. Цвет пятна изменяется на красный.
Тартратный буферный раствор приготовят из расчета того, чтобы
1 мл раствора содержал 0,019 г гидротартрата натрия и 0,015 г винной кислоты. Реакция с сульфид-ионами. Катионы свинца при реакции с сульфид-ио- нами образуют черный осадок сульфида свинца PbS:
Pb
2+
+ S
2–
→ PbS. Осадок растворяется в азотной кислоте. Методика В пробирку вносят 2–3 капли раствора соли свинца) и прибавляют капли раствора сульфида натрия Na
2
S или сероводородной воды. Выпадает черный осадок сульфида свинца PbS. Другие реакции катионов свинца Pb