Химико-аналитические свойства ионов р-элементов

р-Элементы способны образовывать как катионы, так и анионы. К первым относятся: Al, Bi, Sn, Pb, Sb, N. Ко вторым: B, C, N, O, P, S, Cl, Br, I.

4. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЗАНЯТИЯ:

Лабораторная работа № 1

Качественные реакции катионов р-элементов

РЕАКЦИИ ИОНОВ АММОНИЯ (NH₄⁺)

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

NH₄Cl + NaOH = NH₃ ↑ + NaCl + H₂O

ОПЫТ 1. На предметное стекло поместить 1-2 капли раствора аммонийной соли. Внести туда же 1-2 капли раствора NaOH. Раствор накрыть стеклянным цилиндром. На газовую камеру положить влажную красную лакмусовую бумажку и сверху накрыть чистым предметным стеклом. Что наблюдается?

Обнаружение катиона аммония можно проводить с помощью специфической реакции с реактивом Несслера, представляющего собой смесь K₂[HgI₄] и КОН.

Реактив Несслера при взаимодействии с солями аммония образует красно-бурый осадок:

Hg

NH₄Cl + 2 K₂[HgI₄] + 4 KOH → O NH₂ I ↓ + 7 KI + KCl + 3 H₂O

Hg

ОПЫТ 2. В пробирку поместить 3-4 капли раствора соли аммония и добавить 1 -2 капли реактива Несслера. Что наблюдается?

РЕАКЦИИ КАТИОНОВ АЛЮМИНИЯ (Al³⁺)

Кристаллический аммония хлорид NH₄Cl или насыщенный раствор этой соли, взятый в избытке, осаждает Al(OH)₃ из щелочного раствора, содержащего гидроксокомплекс (гидроксокомплекс получается при прибавлении раствора щелочи к раствору соли Al³⁺ до полного растворения выпадающего осадка):

AlCl₃ + 4 NaOH → Na[Al(OH)₄] + 3 NaCl

Na[Al(OH)₄] + NH₄Cl → Al(OH)₃ ↓ + NaCl + NH₃ ↑ + H₂O

При этом Al(OH)₃ в присутствии NH₄Cl не растворяется, т.к. К_S^o (Al(OH)₃) – величина сравнительно небольшая.

ОПЫТ 3. В пробирку поместить 5 капель раствора соли алюминия и прибавить 1 каплю раствора NaOH. Что наблюдается? Прибавить в пробирку щелочь до полного растворения осадка. Затем к раствору образовавшегося гидроксокомплекса прибавить насыщенный раствор NH₄Cl. Раствор нагреть или прокипятить до полного удаления аммиака. Что наблюдается?

Ионы р-элементов iy группы

РЕАКЦИИ ИОНОВ ОЛОВА (Sn²⁺)

В солянокислом растворе олово (II) находится в виде комплексного иона [SnCl₄]²ˉ, т.к. соли олова легко подвергаются гидролизу, растворы соли SnCl₂ готовятся на соляной кислоте.

Висмута нитрат при взаимодействии с раствором соли Sn (II) в сильно щелочной среде образует черный осадок металлического висмута:

2 Bi(OH)₃ + 3 Na₂[Sn(OH)₄] → 2 Bi ↓ + 3 Na₂[Sn(OH)₆]

ОПЫТ 4. В пробирку поместить 2 капли соли Sn (II). Прибавить раствор щелочи до выпадения белого осадка, затем до полного его растворения. Туда же добавить 2-3 капли раствора Bi(NO₃)₃. Что наблюдается?

РЕАКЦИИ ИОНОВ СВИНЦА (Pb²⁺)

Калия иодид KI образует с раствором соли свинца желтый осадок PbI₂:

Pb(NO₃)₂ + 2 KI → PbI₂ ↓ + 2 KNO₃

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

ОПЫТ 5. К 2 каплям раствора соли свинца прибавить столько же раствора калия иодида. Образовавшийся желтый осадок отлить в чистую пробирку (приблизительно, половину), туда же прилить равный объем 2 н. раствора уксусной кислоты и пробирку нагреть на водяной бане до полного растворения осадка. Затем пробирку медленно охладить. Что наблюдается?