Основы качественного анализа

Топтың сипаттамасы

Алюминийдің, цинктың, хромның (III) сульфаттары, нитраттары, хлоридтері, бромидтері, иодиттері суда жақсы ериді. А1³⁺ мен Zn²⁺ иондары түссіз. Хром (III) қосылыстары жасыл немесе күлгін түске боялған.

Төртінші топ катиондарының гидроксидтері суда нашар ериді және әлсіз электролиттер болып табылады. Гидроксидтері амфотрелік қасиетке ие. Гидроксидтердің бұл қасиеттерін жүйелеп анализдеу әдісінде пайдаланады.

Бұл топ катиондарының топтық реактиві - натрий гидроксиді. Алюминийдің, цинктың және хромның (III) гидроксидтері сілтінің артық мөлшерінде ериді, нәтижесінде мына комплексті қосылыстар түзіледі: Nа[АI(ОН)₄], Nа₂[Zn(ОН)₄], Nа₃[Сг(ОН)₆].

Төртінші топ катиондарының гидроксидтері әлсіз негіздер болғандықтан, бұл катиондардың тұздары судағы ертінділерінде гидролизденеді. Алюминийдің, цинктің, хромның (III) әлсіз ұшқыш қышқылдармен түзген тұздары, мысалы сульфидтері, карбонаттары сулы ертінділерінде қайтымсыз гидролизге түседі, сондықтан бұл катиондардың сульфидтері, карбонаттары сулы ертінділерде болмайды.

АI³⁺, Сг³⁺, Zn²⁺ иондарының комплекс түзетін қасиеттері бар. Хромның (III) қосылыстары тотығу-тотықсыздану реакцияларына түсуге бейім. Хромның бұл қасиеттерін анализдеу үшін пайдаланады. Сг³⁺ катионын ашу үшін қолданылатын ең тән реакция Сг³⁺ ионын сары түсті хромат-ионға СгО₄^2- дейін тотықтыру болып табылады.

Алюминий гидроксиді АI(ОН)₃ адсорбциялау қасиеттеріне ие, сондықтан присып­ка ретінде және уланғанда ішуге пайдаланады. Алюминий гидроксидін сонымен қатар асқазан жолдарының сырқаттарын емдеу үшін пайдаланады Ашутасты КАI(SО₄)₂ қантоқтатқыш және күйдіргш ретінде пайдаланады. Цинк сульфатын ZnSО₄ көз тамшысы ретінде пайдаланады, цинк оксиді ZnО тері сырқаттарын емдеуге арналған көптеген майлардың құрамына енеді. .

Төртінші аналитикалық топ

СrСI₃ + ЗКОН = Сr(ОН)₃↓ + 3КСI

Сr(ОН)₃ + 3КОН = К₃[Сr(ОН)₆]

2. Сутек пероксиді Н₂О₂ сілтілердің қатысында Сr³⁺ ионын ашық сары түсті хромат-ионға СгО₄^2- дейін тотықтырады:

2СrСI₃ + 3Н₂О₂ + 10NаОН = Nа₂СrО₄ + 6NаСI + 8Н₂О

2Сr³⁺ + 3Н₂О₂ + 10ОН^- = СrО₄^2- + 8Н₂О

Егер осы ертіндіге сұйытылған күкірт қышқылы қосылса, сутек пероксиді хромат-ионды көк түсті асқын хром қышқылына Н₂СrО₆ дейін тотықтырады. Реакцияны анық көру үшін хромат ертіндісіне органикалық еріткіш (эфир, бензол немесе хлороформ) қосса органикалық сұйық қабаты көк түске боялады.
Zn²⁺ катионының реакциялары

1. Сілтілік металдардың гидроксидтері NаОН мен КОН цинк тұздарының ертіндісінен цинк гидроксидінің ақ түсті іркілдек тұнбасын түсіреді:

ZnСI₂ + 2КОН = Zn(ОН)₂↓ + 2КСI

Zn²⁺ + 2ОН^- = Zn(ОН)₂↓

Цинк гидроксиді амфотерлік қасиетке ие, сондықтан сұйытылған қышқылдарда және сілтінің артық мөлшерінде ериді:

Zn(ОН)₂ + 2КОН = К₂[Zn(ОН)₄]
2. Калийдің гексацианоферраты (III) К₃[Fе(СN)₆] цинк тұздарымен цинктың гексацианоферрат-(III)-ының қоңыр-сары түсті тұнбасын түзеді:

3ZnСI₂ + 2К₃[Fе(СN)₆] = Zn₃[Fе(СN)₆]₂↓ + 6КСI

3ZnСI₂ + 2К₄[Fе(СN)₆] = Zn₃К₂[Fе(СN)₆]₂↓ + 6КСI

3Zn²⁺ + 2К⁺ + 2[Fе(СN)₆]^4- = Zn₃К₂[Fе(СN)₆]₂↓

4. Натрий сульфиді Nа₂S цинк тұздарының бейтарап ертінділерінен цинк сульфатының ақ түсті тұнбасын түсіреді:

Zn²⁺ + S^2- = ZnS↓

б Сурет 11. Zn[Нg(SСN)4 кристалдары (а, б)

ZnСI2 + (NН4)2[Нg(SСN)4] = = Zn[Нg(SСN)4]↓ + 2NН4СI

Zn(NО₃)₂ + Со(NО₃)₄ = СоZnО₂ + 4NО₂↑ + О₂↑

АIСI₃ + 3КОН = АI(ОН)₃↓ + 3КСI

АI³⁺ + 3ОН^- = АI(ОН)₃↓

Алюминий гидроксиді амфотерлі гидроксид, сондықтан сұйытылған қышқылдарда және сілтінің артық мөлшерінде ериді:

АI(ОН)₃ + КОН = К[АI(ОН)₄]
2. Құрғақ аммоний хлориді NН₄СI калийдің гидроксиалюминатынан алюминий гидроксидін ығыстырып шығарады:

К[АI(ОН)₄] + NН₄СI = АI(ОН)₃↓ + КСI + NН₃↑ + Н₂О

[АI(ОН)₄]^- + NН₄⁺ = АI(ОН)₃↓ + NН₃↑ + Н₂О

3. Ализарин (1,2-диоксиантрахинон) алюминий гидроксидімен ал қызыл түсті қосылыс түзеді. Бұл реакция АI³⁺ катионын анықтау үшін қолданылатын сезімтал реакциялардың бірі болып табылады. Сг³⁺ және Zn²⁺ иондары бұл реакцияны жүргізуге кедергі жасайды.

Реакцияны орындау жолы. Ализариннің спирттегі ертіндісінің 1 тамшысы орналастырылған фильтр қағазын аммоний гидроксидінің буында ұстап үстіне 1 тамшы АIСI₃ ертіндісін тамызғанда ал қызыл дақ пайда болады.

4. «Тенар көгін» алу. Кобальт (II) нитратының сұйытылған ертіндісіне алюминий тұзын қосып жандырғанда кобальт алюминатының түзілуіне байланысты көк түсті күл түзеді. Реакцияның теңдеуі:

АI₂(SО₄)₃ + 2Со(NО₃)₄ = 2Со(АIО₂)₂ + 6SО₂↑ + 4NО₂↑ + О₂↑

Зертханалық жұмыс № 3

ТӨртінші аналитикалық топ

катиондарының қоспасын анализдеу

Мақсат: 1. А1³⁺, Сг³⁺, Zn²⁺ -иондарының сапалық реакцияларын жасап үйрену;

2. А1³⁺, Сг³⁺, Zn²⁺ қоспасын анализдеуді игеру.

1. Топтық реактивтің әсері. Құрамында төртінші топтың катиондары бар ертіндінің 1 мл-не біртіндеп тамшылатып араластыра отырып түзілген тұнба ерігенше 10% NаОН ертіндісін қосады. Басында түзілген АI(ОН)₃, Сг(ОН)₃, Zn(ОН)₂ тұнбалары ериді суда жақсы еритін комплексті тұздар Nа[АI (ОН)₄], Nа₃[Сг(ОН)₆] и Nа₂[Zn(ОН)₄] түзілгендіктен. Сутек пероксидінің 8-10 тамшысын қосып су моншасында қыздырады, нәтижесінде Nа₃[Сг(ОН)₆] тотығады нартийдің хроматын Nа₂СrО₄ түзіп.

2. Алюминийді анықтау. Алынған ертіндіге араластыра отырып құрғақ аммиактың иісі пайда болғанша аммоний хлоридін қосып қыздырады. Нәтижесінде алюминий гидроксидінің А1(ОН)₃ ақ тұнбасы түзіледі. СrО₄^2- және [Zn(NН₃)₄]²⁺ иондары ертіндеде қалады. Центрифуга арқылы тұнбаны ертіндіден бөліп алады.

Алюминийді анықтау үшін қолданылатын реакция. Тұнбаны сұйытылған аммоний гидроксидінің ертіндісімен жуып тұз қышқылында ерітеді. Осы ертіндінің 3 тамшысына орта сілтілік болғанша аммоний гидроксидін қосып қыздырып үстіне 5 тамшы ализарин ертіндісін тамызады. Аммоний гидроксидінің қатысында ализарин А1³⁺ катионымен ал қызыл түсті алюминий лагын түзеді.

3. Алюминийді бөліп алғаннан кейін қалған ертіндіні анализдеу. Хромды анықтау. Ертіндінің сары түсі СrО₄^2--иондарының бар екендігінің көрсеткіші болып табылады. Қайта тексеру реакциясын жүргізуге болады. Ол үшін пробиркаға сұйытылған күкірт қышқылының 5 тамшысын құйып үстіне 2-3 тамшы сутек пероксидін және 1 мл эфир қосып араластырады. Үстіне А1(ОН)₃-нің тұнбасын бөліп алғаннан кейін қалған центрифугаттың 3-4 тамшысын қосады. Органикалық еріткіш қабатының көк түске боялуы асқын хром қышқылының (Н₂СrО₅ ) түзілгендігінің көрсеткіші болып табылады.

Цинкты анықтау. Алюминийді бөліп алғаннан кейін қалған ертіндінің 3-4 тамшысына 5-6 тамшы Nа₂S-нің ертіндісін қосады. Цинк сульфидінің ZnS ақ түсті тұнбасының түзілуі цинк иондарының бар екендігін көрсетеді.

Төртінші аналитикалық топ катиондарының

қоспасын анализдеу схемасы

				Зерттелетін ертінді
				NаОН + Н2О2 - пен әсер ету
	Ертінді: СrО4 2-, [Zn(ОН)4]2-, [АI(ОН)4]-
	NН4СI-мен әсер ету
Ертінді: СrО4 2-, [Zn(NН3)4]2+,					Тұнба: АI(ОН)3
Н2SО4 + Н2О2 әсер ету			Nа2S әсер ету		НСI әсер ету
Асқын хром қышқылының көк түсті ертіндісі		Ақ тұнба ZnS			Ертінді: АI3+
					NН4ОН + ализаринмен әсер ету
					«Ализарин лагы» ал қызыл түсті

Әдебиет: 4 - Б. 100-101; 5 - Б. 291-295; 6 - Б. 138-142.
Бақылау тапсырмалары:

1. Қандай гидроксидтерді амфотрелі деп атайды?

2. Алюминий гидроксидінің қышқылдар ша және негіздерше диссоциациялануының теңдеуін жазыңыз. Ле-Шателье принципі бойынша қышқылар немесе сілтілер әсерінен тепе-теңдік қай бағытта ығысады?

3. Цинк гидроксиді мен калий гидроксидінің реакциясының теңдеуін жазыңыз.

4. Тотығу-тотықсыздану реакциясы деп қандай реакцияларды айтады?

5. Сутек пероксидінің тотықтырғыш қасиеті қандай ортада (қышқылдық немесе сілтілік) басым? Стандартты электродық потенциалдарын салыстыра отырып жауап беріңіз.

6. Не себептен аммоний хлоридінің әсерінен алюминий гидроксидінің тұнбасы ериді?

жүктеу 3,62 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: