Лабораторна робота
РЕАКЦІЇ КАТІОНІВ І АНАЛІТИЧНОЇ ГРУПИ (К+, Na+, NH4+)
Мета: Вивчити реакції катіонів І аналітичної групи та умови їх виконання.
Загальна характеристика
До першої аналітичної групи катіонів відносяться катіони лужних металів: катіони Калію К+, Натрію Na+, а також комплексний йон амонію NH4+. Іон амонію за хімічними властивостями близький до іонів Калію: їх іонні радіуси дуже близькі. Всі ці катіони утворюють сполуки з іонним типом хімічного зв’язку і більшість з них добре розчиняється у воді. Тому вони не мають загального групового реагенту і тим самим відрізняються від катіонів інших аналітичних груп.
Гідратовані іони Калію, Натрію, амонію безбарвні. Сполуки K+ і Na+ легко утворюють пересичені розчини. Тому для прискорення кристалізації їхніх осадів необхідно терти скляною паличкою внутрішню стінку пробірки, в якій відбувається реакція.
Реакції Калій-катіона
1. Дія натрій гексанітрокобальтату(ііі) Na3[Co(nо2)6 ] (фармакопейна реакція)
Іони Калію з розчином натрій гексанітрокобальтату(ІІІ) утворюють жовтий кристалічний осад калій-натрій гексанітрокобальтату(ІІІ).
2KCl + Na3[Co(NО2)6] → K2Na[Co(NО2)6]↓ + 2NaCl
2K+ + Na+ +[Co(NО2)6]3- F K2Na[Co(NО2)6]↓
Цей осад розчиняється в мінеральних кислотах з утворенням нестійкої кислоти Н3[Co(NO2)6] при рН<4, яка розкладається на HNO2 і Co(NO2)3.
K2Na[Co(NО2)6]↓ + 3HCl → 2KCl + NaCl + 3HNO2 + Co(NO2)3
K2Na[Co(NО2)6]↓ + 3H+ F 2K+ + Na+ + 3HNO2 + Co3+ + 3NO2-
Луги розкладають осад з утворенням бурого осаду Co(OH)3.
K2Na[Co(NО2)6]↓ + 3NaOH → Co(OH)3 ↓ + 4NaNO2 + 2KNO2
K2Na[Co(NО2)6]↓ + 3OH- F Co(OH)3 ↓ + 2К+ + Na+ + 6NO2-
Виконання досліду: до 2-3 крапель розчину солі Калію додати 1-2 краплі розчину Na3[Co(NО2)6]. Спостерігати появу жовтого кристалічного осаду. Осад поділити на дві пробірки. В одну пробірку додати 1-2 краплі розчину мінеральної кислоти, в другу 1-2 краплі розчину NaOH. Дослідити розчинність осаду K2Na[Co(NО2)6] у кислотах та лугах.
2. Дія натрій гідрогентартрату NaHc4h4o6 (фармакопейна реакція)
Іони Калію з розчином натрій гідрогентартрату утворюють кристалічний білий осад калій гідрогентартрату. Реакція прискорюється при охолодженні та потиранні по стінках пробірки скляною паличкою.
KCl + NaHC4H4O6 → KHC4H4O6↓ + NaCl
K+
+ HC4H4O
F
KHC4H4O6↓
Осад розчиняється в мінеральних кислотах та лугах.
KHC4H4O6↓ + HCl → KCl + H2C4Н4O6
KHC4H4O6↓ + H+ F K+ + H2C4Н4O6
KHC4H4O6↓ + KOH → K2C4H4O6 + H2O
KHC4H4O6↓
+ OH-
F
C4H4O
+ H2O
Виконання досліду: до 5-6 крапель розчину солі Калію додати 2-3 краплі розчину натрій гідрогентартрату NaHC4H4O6. Розчин у пробірці охолодити під струменем води, потерти скляною паличкою по її стінках. Спостерігати появу білого кристалічного осаду. Осад поділити на дві пробірки. В одну пробірку додати 1-2 краплі розчину мінеральної кислоти, в другу 1-2 краплі розчину NaOH. Дослідити розчинність осаду KHC4H4O6.
3. Дія натрій тетрафенілборату Na[b(c6h5)4] (фармакопейна реакція)
Іони Калію утворюють з розчином натрій тетрафенілборату кристалічний осад білого кольору.
KCl + Na[B(C6H5)4] → K[B(C6H5)4]↓ + NaCl
K+ + [B(C6H5)4]- F K[B(C6H5)4]↓
Виконання досліду: до 3-4 крапель розчину солі Калію додати 3-4 краплі розчину натрій тетрафенілборату Na[B(C6H5)4] і 1 краплю розчину NaOH, щоб уникнути присутності іонів амонію. Спостерігати появу білого кристалічного осаду.