Химико-аналитические свойства ионов p-элементов

Ионы р-элементов IIIА группы

Реакции обнаружения ионов алюминия Al³⁺

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

2АlС1₃ + 3(NH₄)₂S + бН₂О = ₂Аl(ОН)₃ + 6NH₄C1 + ЗН₂S,

2Al³⁺ + 3S^2- + 6Н₂O = 2Аl(ОН)₃ + 3H₂S.

Действие NaOH (в избытке) и NH₄C1. Кристаллический хлорид аммония NH₄C1 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] + ₃NaCl,

Na₃[Al(OH)6] + 3NH₄C1 = А1(ОН)₃ + 3NaCl + 3NH₃ + ЗН₂О.

При этом Аl(ОН)₃ в присутствии NH₄C1 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:

Na₂CO₃ + 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:

Na₂CO₃ + 2НС1 = 2NaCl + Н₂O + 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:

NH₄C1 + NaOH = NH₃ + NaCI + Н₂O.

Реакция обнаружения нитрат-ионов NO₃^-

Раствор дифениламина (C6H5)₂NH 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 Н₂SO₄. Сильные кислоты вытесняют из нитритов слабую азотистую кислоту, которая из-за свой неустойчивости сразу разлагается на воду и оксиды азота (NO₂ — бурого цвета):

2NaNO₂ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + NO₂ + NO + Н₂O.

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

5KNO₂ + 2КМnO₄ + 3H₂SO₄ = 5КNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + ЗН₂O.

Реакции обнаружения фосфат-ионов РО₄^3-

Действие группового реагента BaCl₂. Хлорид бария ВаСl₂ образует с раствором Nа₂НРO₄ белый осадок ВаНРO₄, растворимый в кислотах (кроме H₂SO₄):

ВаСl₂ + Na₂HPO₄ = 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:

2Na₂HPO₄ + 3AgNO₃ = Аg₃РO₄ + 3NaNO₃ + NaH₂PO₄.

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 + Na₂SO₄ = 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:

Na₂SO₃ + BaCl₂ = ВаSО₃ + 2NaCl.

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

Na₂SO₃ + 2НС1 = 2NaCl + H₂O + SO₂.

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

Na₂SO₃ + I₂ + Н₂O = Na₂SO₄ + 2HI.

Реакции обнаружения сульфид-ионов S^2-

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

Na₂S + 2AgNO₃ = Ag₂S + 2NaNO₃,

S^2- + 2Ag⁺ = Ag₂S.

Действие кислот (НСl, Н₂SO₄). Кислоты (НСl, H₂SO₄) выделяют из сульфидов свободный сероводород с характерным запахом тухлых яиц:

Na₂S + H₂SO₄ = H₂S + Na₂SO₄.

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 NH₄OH; 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 NH₄OH; 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 + 2NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O,

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ = AgCl + 2NH₄NO₃.

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.