REAKCJE CHEMICZNE KATIONÓW I ANIONÓW 24.V.1999

Ćwiczenie 1

Mieszanina Ca²⁺ i Ag⁺

Ca²⁺ + HCl → brak

Ag⁺ + HCl → AgCl ↓ + H⁺

Wytrąca się osad AgCl, a w roztworze pozostają jony Ca⁺², które można wykryć strącając osady:

Ca⁺² + Na₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2 Na⁺

Ca⁺² + H₂SO₄ → CaSO₄ ↓ + 2 H⁺

Ca⁺² + Na₂C₂O₄ → CaC₂O₄ + 2 Na⁺

Osad AgCl rozpuszcza się w amoniaku, tworzy się rozpuszczalny kompleks:

AgCl + 2 NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2 H₂O

Dodając do roztworu kwasu solnego ponownie wytrąca się osad AgCl:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2 HCl → AgCl ↓ + 2 NH₄Cl

Ćwiczenie 2

Mieszanina Mg²⁺ i Pb²⁺

Mg²⁺ + K₂CrO₄ → brak

Pb²⁺ + K₂CrO₄ → PbCrO₄ ↓ + 2 K⁺

Wytrąca się osad PbCrO₄, a w roztworze pozostają jony Mg⁺², które można wykryć strącając osady:

Mg²⁺ + NaOH → Mg(OH)₂ ↓ + 2 Na⁺

3 Mg²⁺ + 2 Na₂HPO₄ → Mg₃(PO₄)₂ ↓ + 4 Na⁺ + 2 H⁺

Mg²⁺ + Na₂CO₃ → MgCO_3­­ ↓ + 2 Na⁺

Ponieważ ołów jest amfoterem, osad PbCrO₄ roztwarza się zarówno w NaOH jak i w HNO₃ :

PbCrO₄ + 2 HNO₃ → Pb(NO₃)₂ + 2 H⁺ + CrO₄²⁻

Ćwiczenie 3

Mieszanina Sr²⁺ i Mn²⁺

Sr²⁺ + Na₂S → brak

Mn²⁺ + Na₂S → MnS ↓ + S²⁻

Wytrąca się osad MnS, a w roztworze pozostają jony Sr²⁺ , które można wykryć strącając osady:

Sr²⁺ + H₂SO₄ → SrSO₄ ↓ + 2 H⁺

Sr²⁺ + (NH₄)₂C₂O₄ → SrC₂O₄ ↓ + 2 NH₄⁺

Sr²⁺ + Na₂CO₃ → SrCO₃ ↓ + 2 Na⁺

Osad MnS rozpuszcza się w kwasie solnym lub octowym, ponieważ są to mocniejsze kwasy niż kwas siarkowodorowy:

MnS + 2 HCl → MnCl₂ + H₂S ↑

MnS + 2 CH₃COOH → Mn(CH₃COO)₂ + H₂S ↑

Ćwiczenie 4

Mieszanina Zn²⁺ i Ba²⁺

Zn²⁺ + H₂SO₄ → brak

Ba²⁺ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2 H⁺

Wytrąca się osad BaSO₄, a w roztworze pozostają jony Zn²⁺ , które można wykryć strącając osady:

Zn²⁺ + Na₂S → ZnS + 2 Na⁺

Zn²⁺ + 2 NaOH → Zn(OH)₂ ↓ + 2 Na⁺

Zn²⁺ + 2 Na₂HPO₄ → Zn₃(PO₄)₂ ↓ + 4 Na⁺ + 2 H⁺

Osad BaSO₄ nie rozpuszcza się w stężonych kwasach HCl, HNO₃, H₂SO₄ .

Ćwiczenie 5

Mieszanina Cd²⁺ i Cu²⁺

Do roztworu dodać amoniaku do odczynu zasadowego, potem Na₂S:

Cd²⁺ + Na₂S → CdS ↓ + 2 Na⁺

Cu²⁺ + Na₂S → CuS ↓ + 2 Na⁺

Do osadów dodać HCl:

CdS + 2 HCl → CdCl₂ + H₂S

CuS + HCl → brak

Osad CuS nie rozpuszcza się w HCl, ponieważ miedź jest metalem półszlachetnym.

Powstałe w roztworze jony Cd²⁺ można wykryć za pomocą Na₂S:

Cd²⁺ + Na₂S → CdS ↓ + 2 Na⁺

Rozdział i wykrywanie kationów w roztworze wodnym

Mieszanina Ag⁺ , Hg₂²⁺ , Pb²⁺ , Fe³⁺ , Mn²⁺ , Cr³⁺

Ag⁺ + HCl → AgCl ↓ + H⁺

Hg₂²⁺ + 2 HCl → Hg₂Cl₂ ↓ + 2 H⁺

Pb²⁺ + 2 HCl → 2 PbCl₂ ↓ + 2 H⁺

Fe³⁺ + HCl → brak

Mn²⁺ + HCl → brak

Cr³⁺ + HCl → brak

Wytrącają się chlorki srebra, rtęci i ołowiu, a w przesączu pozostają kationy żelaza, manganu i chromu.

Badanie osadu

Do osadu dodać trochę wody, zagotować i przesączyć na gorąco. W przesączu znajdują się jony Pb²⁺ , ponieważ PbCl₂ jest lepiej rozpuszczalny na gorąco. W przesączu można określić jony Pb²⁺ wytrącając osady:

Pb²⁺ + H₂SO₄ → PbSO₄ ↓ + 2 H⁺

Pb²⁺ + K₂CrO₇ → PbCrO₇ ↓ + 2 H⁺

Pozostały osad przemyć amoniakiem. Powstaje kompleks srebrowy rozpuszczalny w wodzie:

AgCl + 2 NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2 H₂O

Rtęć pozostaje w osadzie w postaci mieszaniny HgNH₂Cl + Hg_metal.

Badanie przesączu

Do przesączu dodać nadmiar NaOH:

Cr³⁺ + 3 NaOH → Cr(OH)₃ ↓ + 3 Na⁺

Fe³⁺ + 3 NaOH → Fe(OH)₃ ↓ + 3 Na⁺

Pb²⁺ + 2 NaOH → Pb(OH)₂ ↓ + 2 Na⁺

Dodać 2-3 cm³ H₂O₂ . Gotować przez chwilę. Roztwór barwi się na żółtopomarańczowo, co jest spowodowane obecnością Cr⁶⁺ w postaci chromianów:

2 Cr(OH)₃ + 3 H₂O₂ + 4 OH⁻ → 2 CrO₄²⁻ + 8 H₂O

CrO₄²⁻ + Pb²⁺ → PbCrO₄ ↓

Jony żelaza można wykryć zobojętniając roztwór i dodając KSCN - powstaje czerwone zabarwienie kompleksu żelaza:

Fe³⁺ + 6 KSCN → [Fe(SCN)₆]³⁻ + 6 K⁺

---