Agi цвет. Качественные реакции на хлорид-, бромид-, йодид-ионы. Серебро в природе
ЙОД МОЛЕКУЛЯРНЫЙ.
а) на хлорид-ион – действие раствора нитрата серебра → образуется белый творожистый осадок хлорида серебра:
Cl - + Ag + = AgCl↓
хлорид диаммин серебра
б) на Бромид-ион:
Br - + Ag + = AgBr↓
Реакция является фармакопейной.
2) с хлорной водой
Cl 2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br 2
Реакция фармакопейная.
в) на иодид-ион:
KI + AgNO 3 = AgI↓ + KNO 3
I - + Ag + = AgI↓
Реакция является фармакопейной.
Cl 2 + 2 NaI = 2 NaCl + I 2
Реакция является фармакопейной.
Выводы: а) на хлорид-ион – действие раствора нитрата серебра → образуется белый творожистый осадок хлорида серебра:
NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3
Cl - + Ag + = AgCl↓
Осадок нерастворим в азотной кислоте, но легко растворим в аммиаке с образованием комплексного соединения:
AgCl + 2 NH 3 = Cl
или AlCl + 2 NH 4 OH = Cl + 2 H 2 O
хлорид диаммин серебра
При прибавлении к раствору хлорида диаммина серебра концентрированной серной кислоты осадок снова выделяется:
Cl + 2 HNO 3 = AgCl↓ + 2 NH 4 NO 3
Реакция является фармакопейной.
AgCl – также растворим в тиосульфате натрия.
Т.В.: к 2 каплям раствора NaCl прибавляют 2 капли раствора AgNO 3 .
К раствору с выпавшим осадком прибавляют концентрированный раствор аммиака до полного растворения осадка. Полученный раствор подкисляют концентрированной азотной кислотой и наблюдают выпадение осадка.
б) на Бромид-ион:
1) действие нитрата серебра → желтовато-белый осадок бромида серебра:
NaBr + AgNO 3 = AgBr↓ + NaNO 3
Br - + Ag + = AgBr↓
Осадок не растворяется в HNO3, плохо растворим в аммиаке в отличие от хлорида серебра и хорошо растворяется в растворе тиосульфата натрия.
Реакция является фармакопейной.
Т.В.: К 4 каплям раствора NaBr прибавляют 4 капли раствора AgNO 3 . Раствор с осадком делят на две части. К одной части прибавляют раствор тиосульфата натрия, а к другой – концентрированный раствор аммиака и сравнивают растворение осадка AgBr в этих реактивах.
2) с хлорной водой
Хлорная вода, прибавленная к раствору бромида, выделяет из него свободный бром, который растворяется в сероуглероде или хлороформе, окрашивая слой растворителя в оранжевый цвет:
Cl 2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br 2
При большом избытке хлорной воды окраска исчезает вследствие образования BrCl, имеющего более светлую окраску.
Реакция фармакопейная.
Т.В. К 5 каплям раствора NaBr прибавляют 1 мл хлороформа, 1-2 капли разбавленной H2SO4 и затем по каплям, при энергичном встряхивании 2-3 капли хлорной воды. Наблюдается окрашивание слоя хлороформа.
в) на иодид-ион:
1) нитрат серебра выделяет из иодидов светло-желтый творожистый осадок серебра:
KI + AgNO 3 = AgI↓ + KNO 3
I - + Ag + = AgI↓
Осадок не растворяется в азотной кислоте и растворе аммиака и плохо растворяется в растворе тиосульфата натрия.
Реакция является фармакопейной.
Т.В.: К раствору KI прибавляют немного раствора AgNO3. Проверяют растворение выпавшего осадка в растворе натрия тиосульфата.
2) Хлорная вода выделяет из растворов иодидов свободный йод, который окрашивает сероуглерод или хлороформ в красновато-фиолетовый цвет, а раствор крахмала – в синий.
Cl 2 + 2 NaI = 2 NaCl + I 2
Т.В.: К 5 каплям раствора NI (KI) прибавить 1 мл хлороформа, 2-3 капли разбавленной H2SO 4 и затем по каплям, при энергичном взбалтывании 2-3 капли хлорной воды. Наблюдают окрашивание слоя хлороформа в красновато-фиолетовый цвет. В другую пробирку наливают 1 каплю раствора KI, 1 каплю хлорной воды и 2 капли раствора крахмала. Наблюдают изменение окраски.
3) Хлорид железа (III), конц. H 2 SO 4 и некоторые другие окислители окисляют ион I - до свободного йода; например:
2 FeCl 3 + 2 KI = 2 FeCl 2 + 2 KCl + I 2
Реакция является фармакопейной.
Т.В.: На фильтровальную бумагу в одном месте последовательно по 1 капле наносят растворы KI, HCl, FeCl 3 . Наблюдают появление бурого пятна, синеющего от капли крахмала.
г) На йод молекулярный → действие крахмала → синее окрашивание.
Качественные реакции:
а)на хлорид-ион – действие раствора нитрата серебра → образуется белый творожистый осадок хлорида серебра;осадок нерастворим в азотной кислоте, но легко растворим в аммиаке с образованием комплексного соединения хлориддиаммин серебра.
При прибавлении к раствору хлориддиаммина серебра концентрированной серной кислоты осадок снова выделяется:
б) на Бромид-ион:
1) действие нитрата серебра → желтовато-белый осадок бромида серебра;осадок не растворяется в HNO3, плохо растворим в аммиаке в отличие от хлорида серебра и хорошо растворяется в растворе тиосульфата натрия.
Реакция является фармакопейной.
2) с хлорной водой
Хлорная вода, прибавленная к раствору бромида, выделяет из него свободный бром, который растворяется в сероуглероде или хлороформе, окрашивая слой растворителя в оранжевый цвет.
Реакция фармакопейная.
в) на иодид-ион:
1) нитрат серебра выделяет из иодидов светло-желтый творожистый осадок серебра.
Осадок не растворяется в азотной кислоте и растворе аммиака и плохо растворяется в растворе тиосульфата натрия.
Реакция является фармакопейной.
2) Хлорная вода выделяет из растворов иодидов свободный йод, который окрашивает сероуглерод или хлороформ в красновато-фиолетовый цвет, а раствор крахмала – в синий.
3) Хлорид железа (III) окисляет ион I - до свободного йода;
Реакция является фармакопейной.
г) На йод молекулярный → действие крахмала → синее окрашивание.
(метод химической конденсации)
AgNO 3 + KI = AgI + KNO 3
Дисперсионная среда – вода, в ней частицы AgI. Если взять строго эквивалентное количество реагентов (без избытка и недостатка), то выпадает осадок AgI (так как AgI в воде нерастворим).
Как образуется осадок?
После смешения двух растворов во всем объеме образуются молекулы AgI. Далее ближайшие молекулы при столкновении слипаются и образуются более крупные.
Эти частицы грубодисперсные и они выпадают в осадок. Чтобы получился коллоидный раствор вещество должно быть в избытке.
А) если в избытке AgNO 3 , то после реакции во всем объеме образуются молекулы AgI , а в растворе остаются ионы К + ; NO 3 - ; Ag + . Когда в растворе образуются коллоидные частицы, на них сразу начинается адсорбция ионов Ag – специфическая адсорбция: на поверхности твердого адсорбируются те ионы, которые уже находятся в решетке. В растворе быстро наступает равновесие, так как положительно заряженные ионы Ag, прикрепившиеся к коллоидной частице AgI, не дают возможности молекулам AgI распадаться, а также не позволяют другим ионам Ag присоединяться. Затем эта комплексная частица с положительным зарядом начинает присоединять ионы NO 3 - . Но адсорбция NO 3 - идет не до полной нейтрализации заряда, так как этих ионов недостаточно для полной нейтрализации положительного заряда частицы (на 100 Ag + 92 NO 3 -). Ионы NO 3 - притягиваются частицей и удерживаются около нее в диффузионном слое. Не любая сила способна притянуть и удержать ион, так как он движется.
Таким образом, в растворе все коллоидные частицы одноименно заряжены, при столкновении они отталкиваются. В данном случае избыток AgNO 3 выступает в качестве стабилизатора.
Строение коллоидной частицы
{n Ag + (n-x) NO 3 - } x+ x NO 3 -
– из какого вещества состоит коллоидная частица.
m – число частиц, составляющих коллоидную частицу.
n – число ионов, адсорбирующихся первыми на поверхности заряженных частиц (обычно n=100). Это потенциалопределяющие ионы или адсорбционный слой противоионов.
x – число ионов противоположного знака, находящихся в диффузионном слое частицы (обычно x=8) – диффузный слой противоионов.
(n-x) – число частиц на поверхности.
– ядро, сама частица.
{ } – ядро с адсорбированными на поверхности ионами; гранула.
Все вместе – коллоидная мицелла.
Б) если избыток KI, то формула коллоидной частицы
{n I - (n-x) K + } x- x K +
На поверхности коллоидной частицы адсорбируются I - , в диффузионном слое ионы К + . Образуется коллоидный раствор с отрицательно заряженными частицами. Чтобы получился коллоидный раствор, исходные концентрации веществ должны быть умеренные (0,001 н.). Если растворы концентрированные, то выпадает осадок.
AgNO 3 + KI = AgI ↓+ KNO 3
При больших концентрациях образуется много молекул AgI, то есть много коллоидных частиц, расстояние между ними маленькое, ионы Ag + не успевают адсорбироваться и частицы слипаются. Если же концентрация слишком мала, то частиц AgI мало и их не хватит для роста до размеров коллоидной частицы. Необходимая концентрация определяется опытным путем. Чтобы убедиться в коллоидности раствора пользуются различными методами.
1. фильтрование – грубодисперсные растворы проходят через фильтр не полностью
2. опалесценция – изменение окраски раствора при падении света под разными углами зрения. Это явление характерно только для коллоидных растворов.
Ко второй аналитической группе относятся катионы Ag + , Pb 2+ , 2+ .
Эти элементы находятся в разных группах периодической системы Д.И. Менделеева. Они имеют либо законченные 18–электронные внешние слои, либо оболочки, содержащие 18+2 электронов в двух наружных слоях, что обуславливает одинаковое отношение их галогенид ионам.
Групповым реагентом на катионы II аналитической группы является 2моль/л раствор хлороводородной кислоты. Катионы Ag + , Pb 2+ , 2+ при взаимодействии с ней образуют труднорастворимые в воде и в разбавленных кислотах осадки белого цвета:
Ag + + Cl - → AgCl
Pb 2+ + 2Cl - → PbCl 2
Следует избегать избытка реагента и использования концентрированной хлороводородной кислоты, так как могут образовываться растворимые комплексные соединения:
AgCl + 2 HCl → H 2
PbCl 2 + HCl → H
Растворимость хлоридов различна. При 20 0 C: хлорид свинца – 11,0 г/л, хлорид серебра – 1,8·10 -3 г/л, хлорид ртути (I) - 2,0·10 -4 г/л. При увеличении температуры воды до 100 0 С растворимость PbCl 2 увеличивается в 3 раза, в то время как растворимость AgCl и Hg 2 Cl 2 практически остается прежней. Это свойство используется для отделения катионов Pb 2+ от катионов 2+ и Ag + .
Хлорид ртути (I) при взаимодействии с раствором гидроксида аммония образует амидохлорид ртути (I), который неустойчив и разлагается на малорастворимый амидохлорид ртути (II) и металлическую ртуть, которая придает осадку черный цвет:
Hg 2 Cl 2 + 2 NH 4 OH → Cl + NH 4 Cl + 2H 2 O
Cl → Cl + Hg
Это позволяет отделить катион 2+ от катиона Ag + .
Хлорид серебра растворим под действием раствора гидроксида аммония с образованием комплексного соединения хлорида диамминсеребра (I):
AgCl + 2 NH 4 OH → Cl + 2 H 2 O
Из выше изложенного следует, что наиболее растворимым является осадок хлорида свинца, вследствие чего он не полностью осаждается с этой группой катионов и частично остается в растворе.
Нитраты серебра, свинца и ртути (I) хорошо растворимы в воде. Растворимость сульфатов невелика и уменьшается в ряду Ag + - 2+ - Pb 2+ . Карбонаты и сульфиды плохо растворимы в воде. Гидроксид серебра неустойчив, ртути – не существует (только оксид), а гидроксид свинца амфотерен. Соли ртути (I) не устойчивы и склонны к реакциям диспропорционирования с выделением свободной ртути и образованием соответствующих соединений ртути (II).
Действие группового реагента HCl на катионы II аналитической группы (Ag + , Pb 2+ , 2+).
Хлороводородная кислота образует со всеми катионами II группы малорастворимые осадки белого цвета. Реакция HCl с катионами Ag + - ФАРМАКОПЕЙНАЯ. (Химизм реакции смотри выше, в общей характеристике группы).
Методика: Берут 3 пробирки. В первую помещают 3-4 капли раствора нитрата ртути (I), во вторую – 3-4 капли раствора нитрата серебра, в третью 3-4 капли раствора нитрата свинца. Во все три пробирки добавляют 3-4 капли 2моль/л раствора хлороводородной кислоты. Наблюдают образование белых осадков во всех трех пробирках. В первую и вторую пробирку добавляют (избыток) 6-8 капель раствора аммиака, в третью – 5 капель воды и нагревают.
Наблюдают за происходящими явлениями.
Аналитические реакции катиона (Ag +).
Внимание! Соли серебра ядовиты! Работать осторожно!
1. Реакция с иодидом калия.
Иодид калия с катионом Ag + образует желтый осадок иодида серебра AgI, не растворимый в концентрированном растворе аммиака:
Ag + + I - → AgI
Методика: Помещают в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра, добавляют 2-3 капли иодида калия или натрия. Наблюдают образование осадка желтого цвета.
2. Реакция с бромидом калия.
Бромид калия с катионами Ag + образует бледно- желтый осадок бромида серебра AgBr, который частично растворим в концентрированном растворе аммиака:
Ag + + Br - → AgBr
Методика: Помещают в пробирку 2-3 капли нитрата серебра, добавляют 2-3 капли бромида калия. Наблюдают образование осадка бледно-желтого цвета.
3. Реакция с хроматом калия.
Хромат калия с катионами Ag + в нейтральной или слабоуксусной среде образует осадок Ag 2 CrO 4 кирпично –красного цвета:
Ag + + CrO 4 2- → Ag 2 CrO 4
Осадок растворяется в концентрированном растворе аммиака, в аммиачной, сильнокислой средах осадок не образуется.
Ионы Pb 2+ , Ba 2+ и др. дающие осадки с CrO 4 2- , мешают проведению данной реакции.
Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата серебра и добавляют 1-2 капли раствора хромата калия. Наблюдают за образованием осадка. Проверяют растворимость осадка в уксусной кислоте и концентрированном растворе аммиака.
Аналитические реакции катиона 2+ .
Внимание! Все соли ртути ядовиты, требуют осторожного обращения!
Легко образуют амальгамы, не допускать попадания на золотые украшения!
1. Восстановление 2+ до Hg хлоридом олова (П).
При действии на раствор соли ртути (I) раствором хлорида олова (II) вначале образуется белый осадок Hg 2 Cl 2 , который при стоянии постепенно темнеет вследствие восстановления ионов 2+ до металлической ртути
2+ + 2Cl - → Hg 2 Cl 2
Hg 2 Cl 2 + Sn 2+ +2Cl - → 2Hg + Sn 4+ + 4Cl -
Ионы ртути (II) мешают определению, так как дают аналогичный эффект.
Методика: В пробирку помещают 2- 3 капли раствора нитрата ртути (I), добавляют 2-3 капли раствора хлорида олова (II). Выделяется белый осадок, который постепенно темнеет.
2. Восстановление 2+ ионов металлической медью.
Методика: На очищенную наждаком медную пластинку наносят каплю раствора нитрата ртути (I). Через некоторое время появляется серое пятно амальгамы, которое после удаления раствора и протирания поверхности фильтровальной бумагой остановится блестящим:
2+ + Cu → Cu 2+ + 2 Hg
Соли ртути (II) дают аналогичный эффект.
3. Реакция с иодидом калия.
Иодид калия образует с катионами ртути (I) осадок Hg 2 I 2:
2+ + 2I - → Hg 2 I 2
Осадок растворим в избытке реактива с образованием тетраиодогидраргират (II) калия и черного осадка металлической ртути:
Hg 2 I 2 + 2 I - → 2- + Hg
Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) и добавляют 2-3 капли раствора иодида калия. Выделяется грязно-зеленый осадок Hg 2 I 2 . К полученному осадку добавляют избыток реактива. Наблюдают за происходящими явлениями.
4. Реакция с хроматом калия.
Хромат калия K 2 CrO 4 образуют с катионами 2+ красный осадок хромата ртути (I), растворимый в азотной кислоте:
2+ + CrO 4 2- → Hg 2 CrO 4
Методика: в пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) Hg 2 (NO 3) 2 . Добавляют 2-3 капли хромата калия. Выпадает осадок красного цвета.
5. Реакция с раствором гидроксида аммония.
Нитрат ртути (I) реагирует с раствором гидроксида аммония с образованием темного осадка смеси металлической ртути и NO 3
2 Hg 2 2+ + NO 3 - + 4 NH 3 + H 2 O → NO 3 + 2 Hg + 3 NH 4 +
Методика: К 2-3 каплям раствора нитрата ртути (I) помещают в пробирку, добавляют 6 капель раствора гидроксида аммония. Выпадает осадок черного цвета.
Аналитические реакции катиона Pb 2+ .
1. Реакция с серной кислотой или растворимыми сульфатами.
Серная кислота или растворимые сульфаты осаждают катионы свинца в виде белого осадка сульфата свинца. Осадок растворяется при нагревании в растворах гидроксидов щелочных металлов с образованием гидроксокомплексов:
Pb 2+ + SO 4 2- → PbSO 4
PbSO 4 + 4 NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4
Сульфат свинца так же растворим в 30 % растворе ацетата аммония:
PbSO 4 + CH 3 COO - → + + SO 4 2-
Методика: В пробирку помещают 5 капель раствора нитрата свинца, добавляют равный объем раствора сульфата натрия или сульфата калия, выпадает белый осадок. Разделяют осадок на 2 части. К одной добавляют гидроксид натрия или калия, к другой – 30 % раствор ацетата аммония. Осадок в обоих случаях растворяется.
2. Реакция с хроматом калия.
Хромат калия с катионами свинца образует желтый кристаллический осадок PbCrO 4 , растворимый в гидроксидах щелочных металлов, но не растворимый в уксусной кислоте:
Pb 2+ + CrO 4 2- → PbCrO 4
PbCrO 4 + 4OH - → 2- + CrO 4 2-
Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли свинца, добавляют 3 капли раствора хромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок. Проверяют его растворимость в уксусной кислоте и гидроксиде натрия или калия.
3. Реакция с иодидом калия или натрия, реакция «золотого дождя», (ФАРМАКОПЕЙНАЯ).
Иодид натрия или калия с катионами свинца образует кристаллический осадок PbI 2 желтого цвета, растворимый в избытке реактива с образованием комплексного соединения тетраиодоплюмбат (II) калия:
Pb 2+ + 2 I - → PbI 2
PbI 2 + 2I - → 2-
Иодид свинца растворим в горячей воде и в уксусной кислоте. Растворимость осадка в горячей воде используют как дополнительную реакцию обнаружения катионов свинца, так как при охлаждении раствора осадок иодида свинца выпадает в виде золотистых чешуек. Реакция специфична.
Методика: В пробирку помещают 3-5 капель раствора соли нитрата свинца, добавляют 3 капли раствора иодида калия или натрия. Выпадает осадок желтого цвета. Прибавляет несколько капель воды и нагревают. Осадок растворяется. Быстро охлаждают пробирку под струей водопроводной холодной воды. Вновь выделяется осадок в виде блестящих золотистых кристаллов.
Аналитические реакции катионов II группы
| Реагенты | Ag + | 2+ | Pb 2+ |
| HCl или хлориды | AgCl Белый осадок, растворимый в избытке NH 3 ·H 2 O | Hg 2 Cl 2 Белый осадок | PbCl 2 Белый осадок, растворимый в горячей воде |
| H 2 SO 4 или сульфаты | Ag 2 SO 4 Белый осадок, из конц. растворов | Hg 2 SO 4 Белый осадок, из конц. растворов | PbSO 4 Белый осадок, растворимый в избытке щелочи |
| NaOH | Ag 2 O Бурый осадок | Hg 2 O Черный осадок | Pb(OH) 2 Белый осадок, растворимый в избытке реактива |
| NH 3 водный раствор | Ag 2 O Бурый осадок, раств. в избытке реактива | Hg + HgNH 2 Cl Черный осадок | Pb(OH) 2 Белый осадок |
| KI | AgI Желтый осадок | Hg 2 I 2 Желто-зеленый осадок Hg черный осадок HgI 2 красный осадок | PbI 2 Золотисто-желтый осадок |
| Растворимы в избытке KI | |||
| K 2 Cr 2 O 7 + CH 3 COOH | Ag 2 Cr 2 O 4 Кирпично-красный осадок, растворимый в NH 3 ·H 2 O | Hg 2 CrO 4 Красный осадок | PbCrO 4 Желтый осадок |
| H 2 S или Na 2 S | Ag 2 S Черный осадок | Hg 2 S Черный осадок HgS + Hg черный черный осадок осадок | PbS Черный осадок |
| Восстановители, сильные | Ag Черный осадок | Hg Черный осадок | Pb Черный осадок |
Загрузка...
