Pracownia 2

Reakcje kationów I - V grupy (Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺, Hg²⁺, Cu²⁺, Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Mn²⁺, Zn²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, NH₄⁺) Reakcje wybranych anionów (Cl^-, Br^-, I^-, CH₃COO^-, CO₃^2-, PO₄^3-, S₂O₃^2-, NO₃^-, SO₄^2-)

Cel ćwiczenia:

- analiza pojedynczych kationów i anionów

Proszę postępować zgodnie z instrukcją (tabele) i wypełnić kontrolki.

1. Reakcje kationów grupy I. Reakcja strącania chlorków 2M roztworem HCl i ich rozpuszczanie w nadmiarze 2M roztworu NH₃

Kation	2M HCl	Strącony chlorek + nadmiar 2M NH3
Ag^+	Ag^+ + Cl^ → AgCl↓ biały serowaty	AgCl↓ + 2NH3aq → [Ag(NH3)2]^+ + Cl^ rozpuszcza się
Pb^2+	Pb^2+ + 2Cl^ → PbCl2↓ biały	nie rozpuszcza się
Hg2^2+	Hg2^2+ + 2Cl^ → Hg2Cl2↓ biały	Hg2Cl2↓ + 2NH3aq → Hg↓ + HgNH2Cl + NH4^+ + Cl^ rozpuszcza się

2. Kationy grupa I - reakcje charakterystyczne

Kation	Odczynniki	Równanie reakcji
Ag^+	CrO4^2^	2Ag^+ + CrO4^2^ → Ag2CrO4↓ czerwonobrunatny
		2M NaOH	2Ag^+ + 2OH^ → 2AgOH↓ biały → Ag2O↓ + H2O brunatny
	Pb^2+	CrO4^2^ i rozp. w 2M NaOH	Pb^2+ + CrO4^2^ → PbCrO4↓ żółty PbCrO4↓ + 4OH^ → [Pb(OH)4]^2^ + CrO4^2^
		KI + nadm.	Pb^2+ + 2I^ → PbI2↓ żółty PbI2↓ + 2I^ → [PbI4]^2^
		2M NaOH	Pb^2+ + 2OH^ → Pb(OH)2↓ biały
		2M H2SO4 i rozp. w 2M NaOH i w st. H2SO4	Pb^2+ + SO4^2^ → PbSO4↓ biały PbSO4↓ + 4OH^ → PbO2^2^ + SO4^2^ + H2O PbSO4↓ + H2SO4 → Pb^2+ + 2HSO4^
	Hg2^2+	KI + nadm.	Hg2^2+ + 2I^ → Hg2I2↓ żółtozielony Hg2I2↓ + 2I^ → [HgI4]^2^ + Hg
		2M NaOH	Hg2^2+ + 2OH^ → Hg2O↓ + H2O czarny

3. Reakcje kationów grupy II. Strącanie siarczków roztworem tioacetamidu (CH₃CSNH₂ - źródło jonów S^2) w środowisku kwasu solnego. Rozpuszczanie siarczków w 2M HNO₃ na gorąco

Kation	2M HCl + CH3CSNH2	Strącony siarczek + 2M HNO3 (łaźnia wodna przez około 10 minut)
Cu^2+	3Cu^2+ + 3S^2^ → CuS↓ + Cu2S↓+ S↓ czarny	3CuS↓ + 2NO3^ + 8H^+ → 3Cu^2+ + 2NO + 3S +4H2O niebieski
Hg^2+	Hg^2+ + S^2^ → HgS↓ czarny	─ nie rozpuszcza się

4. Kationy grupa II - reakcje charakterystyczne

Kation	Odczynniki	Równanie reakcji
Hg^2+	KI + nadm.	Hg^2+ + I^ → HgI2↓ pomarańczowo-czerwony HgI2↓ + 2I ^ → HgI4^2^ bezbarwny
Cu^2+	KI + nadm.	2Cu^2+ + 4I^ → 2CuI↓ + I2 biały
		2M NH3 + nadm.	Cu(OH)2 + 4NH3aq → [Cu(NH3)4]^2+ + 2OH^ ciemnoniebieski

5. Reakcje kationów grupy III. Reakcja z buforem amonowym 2M NH₄Cl/NH_3aq i próba strącania siarczków roztworem tioacetamidu (CH₃CSNH₂)

Kation	2M NH4Cl/NH3 + CH3CSNH2
Al^3+	2Al^3+ + 3S^2^ + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑ biały galaretowaty
Cr^3+	2Cr^3+ + 3S^2^ + 6H2O → 2Cr(OH)3↓ + 3H2S↑ szarozielony
Fe^3+	2Fe^3+ + 3S^2^ → Fe2S3↓ czarny
Mn^2+	Mn^2+ + S^2^ → MnS↓ 4MnS↓ + 3O2 + 6H2O → 4Mn(OH)3↓ + 4S↓ cielisty utleniający się na powietrzu do brązowego
Zn^2+	Zn^2+ + S^2^ → ZnS↓ biały

6. Reakcje kationów grupy III. Reakcja z 2M roztworem amoniaku (NH₃) i nadmiarem odczynnika

Kation	2M NH3	Nadmiar odczynnika
Al^3+	Al^3+ + 3OH^ → Al(OH)3↓ biały galaretowaty	─ nieznacznie rozpuszczalny
Cr^3+	Cr^3+ + 3OH^ → Cr(OH)3↓ szarozielony galaretowaty	Nadmiar odczynnika + r-r NH4Cl
				Cr(OH)3↓ + 3NH3aq + 3NH4Cl → [Cr(NH3)6]Cl3 +3H2O czerwony
Fe^3+	Fe^3+ + 3OH^ → Fe(OH)3↓ czerwonobrunatny galaretowaty	─
Mn^2+	Mn^2+ + 2 OH^ → Mn(OH)2↓ biały ciemniejący	─
Zn^2+	Zn^2+ + 2 OH^ → Zn(OH)2↓ biały	Zn(OH)2↓ + 6NH3aq → [Zn(NH3)6]^2+ + 2OH^ bezbarwny

7. Kationy grupa III - reakcje charakterystyczne

Kation	Odczynniki	Równanie reakcji
Al^3+	CH3COONa + H2O temp.*	Al2(SO4)3 + 6CH3COONa → 2Al(CH3COO)3 + 3Na2SO4 2Al(CH3COO)3 + 2H2O → Al(OH)2CH3COO↓ + 2CH3COOH biały
Cr^3+	H2O2 + 2M NaOH temp.*	2Cr(OH)3 + 3H2O2 + 4OH^ → 2CrO4^2^ + 8 H2O żółty
Fe^3+	NH4SCN lub KSCN	Fe^3+ + SCN^ → FeSCN^2+ → [Fe(SCN)6]^3^
Mn^2+	PbO2 + st. HNO3 temp.*	2Mn^2+ + 5PbO2 + 4H^+ → 2MnO4^ + 5Pb^2+ + 2H2O fioletowy
Zn^2+	K4[Fe(CN)6]	2Zn^2+ + [Fe(CN)6]^4^ → Zn2[Fe(CN)6]↓ biały

* probówkę umieścić w łaźni wodnej

8. Reakcje kationów grupy IV. Reakcja strącania węglanów za pomocą roztworu (NH₄)₂CO₃ wobec buforu amonowego i ich rozpuszczanie w 2M roztworze CH₃COOH

Kation	(NH4)2CO3 + bufor amonowy	Strącony węglan + 2M CH3COOH
Ca^2+	Ca^2+ + CO3^2^ → CaCO3↓ biały	CaCO3↓ + 2CH3COOH → Ca^2+ + 2CH3COO^ + CO2↑ + H2O bezbarwny
Ba^2+	Ba^2+ + CO3^2^ → BaCO3↓ biały	BaCO3↓ + 2H^+ → Ba^2+ + CO2↑ + H2O bezbarwny

9. Reakcje kationów grupy IV. Reakcja strącania chromianów za pomocą roztworu K₂CrO₄
w środowisku obojętnym i zakwaszonym 2M roztworem CH₃COOH

Kation	K2CrO4, pH > 7	K2CrO4 + 2M CH3COOH
Ca^2+	─	─
Ba^2+	Ba^2+ + CrO4^2^ → BaCrO4↓ żółty	2CrO4^2^ + 2H^+ → Cr2O7^2^ + H2O pomarańczowy

10. Kationy grupa IV - reakcje charakterystyczne

Wykonanie: Drucik platynowy oczyścić przez kilkakrotne wyprażanie w płomieniu utleniającym (część zewnętrzna), zanurzać w stężonym roztworze kwasu solnego. Drucik uznaje się za czysty, gdy po kolejnym zanurzeniu w kwasie płomień palnika nie zabarwia się. Następnie, drucik platynowy zanurzyć w roztworze badanej soli i wprowadzić do płomienia palnika. Zmiana koloru płomienia świadczą o obecności jonów, których lotne sole zabarwiają płomień palnika.

Kation	Odczynniki	Obserwacje
Ca^2+	Próba płomieniowa	ceglastoczerwony
Ba^2+	Próba płomieniowa	zielony

11. Kationy grupa V - reakcje charakterystyczne

Kation	Odczynniki	Równanie reakcji
Mg^2+	2M NaOH	Mg^2+ + OH^ → Mg(OH)2↓ biały galaretowaty
		Na2HPO4	Mg^2+ + HPO4^2^ → MgHPO4↓ biały kłaczkowaty
Na^+	Próba płomieniowa	intensywnie żółty
K^+	Próba płomieniowa	fioletoworóżowy
		HClO4	K^+ + ClO4^ → KClO4↓ biały
	NH4^+	2M NaOH temp.* zwilżony papierek uniwersalny	NH4^+ + OH^ → NH3↑ + H2O z różowej na niebieską
		Odczynnik Neslera	NH4^+ + 2[HgI4]^2^ + 4OH^ → [Hg2ONH2]I↓ + 3H2O + 7I^ brunatnoczerwony

* probówkę umieścić w łaźni wodnej

12. Reakcje anionów (1-2 krople badanego roztworu) z jonami Ag⁺ w postaci roztworu AgNO₃
(1-2 krople)

Grupa	Anion	Równanie reakcji
I	Cl^	Ag^+ + Cl^ → AgCl↓ biały, serowaty, ciemniejący
		Br^	Ag^+ + Br^ → AgBr↓ jasnożółty, serowaty, ciemniejący
		I^	Ag^+ + I^ → AgI↓ żółty, serowaty, ciemniejący
II	CH3COO^	Ag^+ + CH3COO^ → AgCH3COO↓ biały
III	CO3^2^	2Ag^+ + CO3^2^ → Ag2CO3↓ biały
IV	PO4^3^	3Ag^+ + PO4^3^ → Ag3PO4↓ żółty, serowaty
		S2O3^2^	2Ag^+ + S2O3^2^ → Ag2S2O3↓ biały, po czasie żółknie i czernieje
V	NO3^	─
VI	SO4^2^	*

* UWAGA! Przy bardzo dużym stężeniu jonów SO₄^2- w badanym roztworze może strącić się biały krystaliczny osad Ag­₂SO₄^2-.

13. Reakcje anionów (1-2 krople badanego roztworu) z jonami Ba²⁺ w postaci roztworu BaCl₂
(1-2 krople)

Grupa	Anion	Równanie reakcji
I	Cl^	─
		Br^	─
		I^	─
II	CH3COO^	─
III	CO3^2^	Ba^2+ + CO3^2^ → BaCO3↓ biały
IV	PO4^3^	Ba^2+ + PO4^3^ → Ba3(PO4)2↓ biały
		S2O3^2^	Ba^2+ + S2O3^2^ → BaS2O3↓ biały krystaliczny
V	NO3^	─
VI	SO4^2^	Ba^2+ + SO4^2^ → BaSO4↓ biały, krystaliczny

14. Aniony - reakcje charakterystyczne

Anion	Odczynniki	Równanie reakcji
Cl^	2M AgNO3 + światło	Ag^+ + Cl^ → AgCl↓ biały ciemniejący
		2M AgNO3 + 2M NH3	AgCl↓ + 2NH3aq → [Ag(NH3)2]^+ + Cl^
Br^	Cl2 (chloramina T, CHCl3, HCl) (wytrząsanie)	2Br^ + Cl2 → Br2 + 2Cl^ żółta warstwa organiczna *^)
I^	Cl2 (chloramina T, CHCl3, HCl) (wytrząsanie)	2I^ + Cl2 → I2 + 2Cl^ fioletowa warstwa organiczna *^)
CH3COO^	2M H2SO4 (zapach)	CH3COO^ + H^+ → CH3COOH zapach octu
		FeCl3	CH3COO^ + Fe^3+ → (CH3COO)3Fe czerwonobrunatny
	CO3^2^	2M AgNO3 + ogrzewanie	2Ag^+ + CO3^2^ → Ag2CO3↓ biały Ag2CO3 → Ag2O↓ + CO2 brunatny osad
		2M HCl lub CH3COOH	CO3^2^ + 2H^+ → H2CO3 → H2O + CO2↑
	PO4^3^	Mieszanina magnezowa	PO4^3^ + Mg^2+ + NH4^+ → MgNH4PO4↓ biały krystaliczny
		FeCl3	PO4^3^ + Fe^3+ → Fe PO4↓ żółty
	S2O3^2^	2M AgNO3 + nadm. S2O3^2^	S2O3^2^ + 2Ag^+ → Ag2S2O3↓ biały rozp. w nadm. Ag2S2O3↓ + 3S2O3^2^ → 2Ag(S2O3)2^3^
		Roztwór jodu	2S2O3^2^ + I2 → S4O6^2^ + 2I^ odbarwienie jodu
NO3^	FeSO4 + st. H2SO4	3Fe^2+ + NO3^ + 4H^+ ↔ 3Fe^3+ + NO↑ + 2H2O Fe^2+ + NO ↔ [Fe(NO)]^2+ brunatna obrączka
SO4^2^	BaCl2	SO4^2^ + Ba^2+ → BaSO4↓ biały

* UWAGA! Nadmiar wody chlorowej powoduje utlenianie bromków i jodków i brak zauważalnych oznak reakcji.

IMIĘ I NAZWISKO:

Samodzielna analiza kationu

Równania reakcji	Wykryty kation	Ocena (pkt)

Samodzielna analiza Anionu

Równania reakcji	Wykryty anion	Ocena (pkt)

Δ

---