Слайд 1
Аналитическая химия
Катионы IV, V, VI аналитических групп
Слайд 2Катионы IV аналитической группы
Al+3 Cr+3 Zn+2
Слайд 3Общая характеристика катионов
В состав IV аналитической группы входят катионы р-элементов
главной подгруппы III ( Al+3) и d – элементов побочных
подгрупп II и VI групп (Cr+3, Zn+2) ПСХЭ Д.И.Менделеева.
Высокая поляризующая способность ионов обусловлена значительной величиной ионного потенциала (A l+3, Cr+3) и строением внешнего электронного слоя - Zn+2 и определяет появление малорастворимых соединений (гидроксиды, фосфаты др.) и разнообразием химических свойств. Для них характерны реакции осаждения, комплексообразования, окисления-восстановления. Ионы и хрома Cr+3 являются восстановителями
Водные растворы солей всех катионов, кроме Cr+3 бесцветны. Катион Cr+3 имеет недостроенный d – подуровень, растворы его солей окрашены в сине-фиолетовый цвет.
Слайд 4Применение в медицине:
ZnSO4 x 7H2О – применяют как антисептическое и
вяжущее средство в виде глазных капель при конъюктивитах, в виде
растворов для смазывания при заболеваниях горла.
ZnO – входит в состав присыпок, мазей, паст, используемых для лечения кожных заболеваний, т.к. оказывает вяжущее, подсушивающее и дезинфицирующее действие.
Al(OH)3 – применяется внутрь при язвах, гастрите, при отравлениях – как адсорбирующее средство.
Al2 (SiO3)3 – входит в состав белой глины, применяемой в виде присыпок, паст и мазей.
KAl (SiO4)2 – (жидкость Бурова) , как вяжущее, антисептическое и противовоспалительное средство- наружно; в виде карандашей – как кровоостанавливающее средство и для прижигания.
Слайд 5Качественные реакции на катионы
IV аналитической группы
Слайд 6Действие группового реагента КОН, NаОН
и общих реагентов
Слайд 7
Гидроксиды алюминия и цинка растворяются в соляной кислоте с образованием
растворов солей:
Al(OH)3 + 3HCl = AlCl3 + 3H2O
Zn(OH)2 +
2HCl = ZnCl2 + 2H2O
Слайд 8ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
НА КАТИОН Al3+
Слайд 91.Реакция с ализарином:
AlCl3 + 3NН4ОН + С14Н6О2(ОН)2 =
Al(OH)2С14Н6О2(ОН)↓
+ 3NН4Cl +
H2O
С14Н6(ОН)2 – с ионами алюминия в щелочной
среде образует осадок ярко – красного цвета («алюминивый лак»).
Слайд 102. Реакция с нитратом кобальта: пирохимический метод (полоску фильтровальной бумаги
смачивают растворами Al2 (SO4)3 и Co(NO3)2, подсушивают и сжигают
2Al2 (SO4)3 + 2Co(NO3)2 =
2Cо(AlO2)2 + 6SO3↑ + 4 NO2↑+ O2↑
2 AlCl3 + Co(NO3)2 =
Cо(AlO2)2 + 8NO2↑ + O2↑ + 6 НСl - пепел синего цвета «тенарова синь»
Слайд 113. Реакция с ацетатом натрия:
AlCl3+3СН3СООNа+H2O= Al(OH)2СН3СОО↓ + 3NаCl + 2СН3СООН
При кипячении раствора солей алюминия с ацетатом натрия образуется
белый хлопьевидный осадок основных солей.
Слайд 12ХАРАКТЕРНЫЕ РЕАКЦИИ
НА КАТИОН Zn2+
Слайд 13 1. Реакция с аммиаком: ZnCl2+2NH4OH=Zn(OH)2↓+2NH4Cl
Белый осадок, растворяется
в избытке аммиака
Zn(OH)2+4NH4OHизб.=[Zn(NH3)4](OH)2+
4H2O
Слайд 14 2. Реакция с гексоцианоферратом (II) калия(желтой кровяной солью):
ZnSO4 +
K4[Fe(CN)6] =
К2Zn[Fe(CN)6]↓ + K2SO4 -
образуется осадок белого цвета в
нейтральной среде, растворяется в щелочах и не растворяется в разбавленной хлористоводородной кислоте
Слайд 153. Реакция с нитратом кобальта:
пирохимический метод (полоску фильтровальной бумаги смачивают
растворами Zn(NO3)2 и Co(NO3)2, подсушивают и сжигают
Zn(NO3)2 +
Co(NO3)2 =
CoZnO2 + 4NO2 ↑ + O2 ↑ - пепел зелёного цвета (“зелень Ринмана”)
Слайд 164. Реакция микрокристаллоскопическая с тетратиоцианомеркуратом аммония (NН4)2[Нg(SCN)4 ]:
ZnСl2 + (NН4)2[Нg(SCN)4]=
Zn[Нg(SCN)4]↓ + 2NН4Сl -
с образованием бесцветных кристаллов в виде
дендритов, крестов и вытянутых треугольников
Слайд 17Качественные реакции на катионы
V аналитической группы
Fe+3 Fe+2 Mg+2
Mn+2
Слайд 18Общая характеристика катионов
В состав V аналитической группы входят катионы s-и
d- элементов.
Mg+2 – s- элемент: находится в главной подгруппе II
группы,
Mn+2, Fe+3, Fe+2 - d- элементы: в побочных подгруппах VII и VIII группах ПСХЭ Д.И. Менделеева.
Для них характерно появление малорастворимых соединений (гидроксидов, сульфидов, карбонатов, фосфатов).
Слайд 19Применение в медицине:
MgSO4 – как слабительное средство, как спазмолитическое средство
при гипертонической болезни, в качестве противосудорожного средства, как желчегонное средство.
Железо
восстановленное – как противоанемическое средство, действующее на кроветворные органы и процессы обмена веществ при остром малокровии.
Слайд 20Действие группового реагента NaОН
и общих реагентов
Слайд 21Характерные реакции на катионы V
аналитической группы
Слайд 22Характерные реакции
на катион Fe+2
Слайд 23
Действие гексацианоферрата (III) калия K3[Fe(CN)6]. (красная кровяная соль, фармакопейная):
3FeCl2 +
3K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6] 2↓+ 6KCl
Выпадает осадок синего цвета («турнбулева синь»).
Осадок не растворим в кислотах, но разлагается щелочами с образованием Fe(OH)3↓красно-бурого цвета
Слайд 24
2. С водным раствором аммиака
FeSO4 +2NH4OH=Fe(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Зеленый
осадок, буреет
Слайд 25
4. Реакция с перманганатом калия
КМnО4 в кислой
среде:
10FeSО4 + 2КМnО4 + 8Н2SО4 = 2МnSО4
+
К2SО4 + 5Fe2(SО4)3 + 8Н2О
– происходит обесцвечивание раствора КМnО4,
реакция окисления-восстановления
Слайд 26На катион Fe +3
1. Действие гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6]
(жёлтая кровяная соль, фармакопейная):
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe (CN)6] 3↓+
12KCl
Образуется темно-синий осадок “берлинской лазури” - комплексное соединение гексацианоферрата (II) железа (III)
Осадок растворим в сильнокислой среде и в большом избытке реактива. В щелочной среде в присутствии окислителей осадок “берлинской лазури” разлагается с образованием Fe(OH)3осадка красно-бурого цвета
Слайд 27Действие роданидом аммония NH4CNS (фармакопейная):
Для достижения положительного результата
необходим избыток реактива. Образуется роданид железа (III) –
раствор кроваво-красного цвета. Интенсивность окраски усиливается при добавлении избытка реактива
FeCl3 + 3NH4SCN = Fe(SCN)3 + 3NH4Cl
Fe3+ + 3SCN- = Fe(SCN)3
Слайд 283. Реакция окисления- восстановления с иодидом калия КJ:
2
FeCl3 +2KJ = 2 FeCl2 + 2KCl + J2↓
Образуется раствор желтого цвета в следствии выделения йода, образующегося
с избытком реактива - окрашенный растворимый комплекс КJ3.
Если проводить капельным методом в кислой среде, то образуется бурое пятно в следствии образования J2.
Слайд 29Характерные реакции
на катион Mn 2+
Слайд 30
1. Окисление пероксидом свинца PbO2
2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 =
2HMnO4 + 2PbSO4 + 3Pb(NO3)2 + 2H2O
2Mn2+ + 5PbO2 +
6Н+ = 2HMnO4 + 5Pb2+ 2H2O
Образуется малиновый раствор марганцовой кислоты, реакцию проводят при нагревании.
Реакция окислительно - восстановительная (окисление Mn+2 до MnO4-)
Слайд 31Характерные реакции
на катион Mg2+
Слайд 321. Реакция с гидрофосфатом натрия Na2HPO4,
реакция фармакопейная:
MgСl2 + Na2HPO4 +
NH4ОН =
MgNH4PO4↓ + 2NaСl + Н2О
Реакция проводится
в щелочной среде
(небольшой избыток NH4ОН), образуется белый кристаллический осадок, который
легко растворяется в кислотах.
Реакцию можно проводить и МКС: образуются бесцветные кристаллы в виде дендритов или звездочек
Слайд 33
2. Реакция с гидроксидом натрия и йодом:
MgSO4 + 2NaOH+I2 =
[Mg(OH)2]I2 + Na2SO4
Происходит обесцвечивание,
появляются бурые точки
Слайд 34Анализ смеси катионов
V аналитической группы
Fe +2, Fe +3; Mn +2;
Mg +2→
Испытания на
Fe +2, Fe+3
с K3 [Fe(CN)6],
K4[Fe(CN)6]
↓ H2O
фильтрат Mn +2; Mg +2 →
↓ t, NaOH + H2O2 осадок Mn +2; Mg +2
↓ NH4Cl
фильтрат Mg +2 → осадок Mn +2
↓ ↓ HCl
открытие Mg +2 открытие Mn +2
Слайд 35Качественные реакции на катионы
VI аналитической группы
Cu+2 Hg+2
Слайд 36Общая характеристика катионов
Hg+2, Cu+2
Все катионы VI аналитической группы являются простыми
катионами d –элементов, которые расположены в побочных подгруппах I и
II групп ПСЭ
Д. И. Менделеева.
Эти катионы осаждаются р-ми NH4ОН, образуя осадки г/оксидов и основных солей, растворимые в избытке NH4ОН с образованием комплексных соединений. При растворении в едких щелочах образуют гидроксиды и основные соли растворимые в кислотах и не растворимые в щелочах.
Сероводород образует с этими катионами черные осадки сульфидов, растворимые в минеральных кислотах.
Катионы Cu+2 окрашены голубой или синий цвет.
Слайд 37Применение в медицине
CuSO4 ٠ 5 H2O – рвотное средство
HgCl2
– сулема очень ядовита, поэтому внутрь не применяется. Обладает дезинфицирующим
действием, избирательно действует на микроорганизмы. Употребляются растворы сулемы в очень малых концентраций для дезинфекции белья, одежды и предметов ухода за больными
HgO –ртути окись желтая, применяется как антисептическое средство для приготовления глазных мазей
Слайд 38
Качественные реакции
на катион Cu+2
Слайд 39
Катион Cu2+
1. Действие группового реагента
гидроксида аммония
2CuSO4 +2NH4OH =(
CuOH)2SO4↓ + (NH4)2SO4
при недостатке аммиака образуется осадок основной
соли ( CuOH)2SO4↓ сине-зелёного цвета, легко растворимый в избытке реагента.
Слайд 40CuSO4 +4NH4OH =[Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O
- при добавлении избытка
раствора аммиака наблюдается темно-синее окрашивание раствора в следствии образования комплексного
соединения аммиаката меди: [Cu(NH3)4]SO4
Слайд 41Характерные реакции
на катион Cu+
2
Слайд 421. Действие гексоцианоферрата (II) калия K4Fe(CN)6 (жёлтая кровяная соль)
2CuSO4 +
K4[Fe(CN)6] =
Cu2[Fe(CN)6]↓ + 2K2SO4
2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- = Cu2[Fe(CN)6]↓
Красно-бурый осадок
Слайд 432. Действие недостатком тиосульфата натрия:
2 СuSO4 + Na2S2O3(недостаток) =
Na2SO4 + СuS2O3
СuS2O3 +Н2О = СuS↓ + Н2О
Черный осадок
Слайд 443. Реакция с избытком тиосульфатом натрия Na2S2O3:
CuSO4 +4Na2S2O3(избыток) = 3Na2SO4
+ Na2S4O6 + Cu2S↓ + S↓ + SO2↑
- образуется
осадок темно – бурого цвета.
Слайд 454. Восстановление иона Cu2+ до металлической меди (фармакопейная):
CuSO4 + Fe
= Cu + FeSO4
Cu2+ + Fe = Cu + Fe2+
Слайд 465. Реакция с гидроксидом натрия NаОН:
CuSO4 + NаОН = Cu(OH)2↓
+ Na2SO4 –
образуется голубой осадок, который при нагревании постепенно
чернеет вследствие превращения в CuO↓
Cu(OH)2 = CuO↓ + Н2О
Слайд 47
6. Реакция пирохимическая:
В присутствии солей меди
бесцветное пламя окрашивается в
зеленый цвет
Слайд 487. Реакция с сульфидом натрия:
CuSO4+Na2S =CuS↓+Na 2SO4
образуется осадок черного цвета.
Слайд 492 Cu+2 + 2 e-→ 2 Cu+1 (восстановле́ние)
2 I-I - 2 e- → 2 I0 (окисление)
8. Реакция с иодидом калия KJ:
2CuSO4 + 4KJ = 2CuJ↓
+ J2↓ + 2K2SO4
– образуется осадок жёлто-бурого цвета в
следствие образования J2
Реакция окислительно -восстановительная:
Слайд 50Качественные реакции на катион
Hg+2
Слайд 511. Действие группового реагента
гидроксида аммония
HgCl2 + 2NH4OH = [HgNH2]Cl↓ +
NH4Cl + 2H2O
- при добавлении недостатка аммиака наблюдается
образование белого осадка аминохлорида ртути [HgNH2]Cl
Слайд 52HgCl2 + 4NH4OH =
[Hg(NH3)4]Cl + 4H2O
- при
добавлении избытка аммиака образуется комплексное бесцветное соединение [Hg(NH3)4]Cl
Слайд 53Характерные реакции на кХарактерные реакции на катион
Hg2+
н
Слайд 541. Реакция с иодидом калия (фармакопейная)
Hg(NO3)2 + 2KJ =
Hg2J↓ + 2 KNO3
- при осторожном добавлении небольшого
количества KJ наблюдается образование красного осадка Hg2J↓,
который растворяется в избытке KJ с образованием бесцветного комплексного соединения:
HgJ2 + 2KJ = K2[HgJ4]
Слайд 552. Реакция с гидроксидом натрия NаОН:
2NаОН + Hg(NO3)2 =
Hg(ОН)2↓
+ 2Nа NO3
– образуется гидроксид ртути Hg(ОН)2↓, который неустойчив
и разлагается в момент образования:
Hg(ОН)2↓ = HgО↓+ Н2О
черно-коричневого цвета
Слайд 563. Реакция с тиосульфатом натрия Na2S2O3:
HgCl2 + Na2S2O3 + Н2О=
HgS↓ + Na2SO4 + 2НСl
- образуется черный осадок,
который , растворяется в царской водке, не растворяется в азотной кислоте
Слайд 57
4.Реакция с сульфидом натрия Na2S:
HgCl2 + Na2S = HgS↓
+ 2NaCl –
образуется черный осадок, который , растворяется
в царской водке, не растворяется в азотной кислоте
Слайд 585.Реакция с хроматом калия К2СrО4:
HgCl2 + К2СrО4 =
HgСrО4↓ +
2КCl –
образуется желтый осадок хромата ртути
HgСrО4↓
Слайд 597.Реакция с дифенилкарбазидом
- образуется фиолетовый или синий осадок комплексного соединения
Слайд 60Анализ смеси катионов VI аналитической группы
Ход анализа : дробный метод
Cu+2
с конц. NH4OH,
Hg+2 с KY или SnCl2
Систематический метод
Hg+2; Cu+2
↓
3H NH4OH
осадок Hg+2 фильтрат Cu+2
↓ конц.HNO3 ↓
фильтрат Hg+2 откр. Cu+2
↓
откр. Hg+2
Слайд 61Схема анализа катионов I - VI аналитических групп
Предварительные испытания:
Fe+2 Fe
+3 Mn+2 Mg+2 K+ Na+ NH4+
исследуемый раствор↓
2H HCl
осадок 2гр фильтрат 1,3-6гр.
↓ ↓
откр.2гр 2H H2SO4 + 50% C2H5OH
осадок 3гр фильтрат 1,4-6 гр.
↓ ↓
откр 3 гр. NaOH, t0, H2O на вод.бане
осадок 5,6гр.
ос-к 5 гр. фильтрат 6гр. фильтрат 1,4гр.
откр.1гр. откр.4гр.
2+4H2O](/img/thumbs/d186af7cbaa44758ce842c9393a562ce-800x.jpg "Аналитическая химия 1. Реакция с аммиаком: ZnCl2+2NH4OH=Zn(OH)2↓+2NH4ClБелый осадок, растворяется в избытке аммиакаZn(OH)2+4NH4OHизб.=[Zn(NH3)4](OH)2+4H2O")
![2. Реакция с гексоцианоферратом (II) калия(желтой кровяной солью):ZnSO4 + K4[Fe(CN)6] = К2Zn[Fe(CN)6]↓ + K2SO4 -образуется осадок](/img/thumbs/20f38b5acb47b8db5ed03ffe394442ae-800x.jpg "Аналитическая химия 2. Реакция с гексоцианоферратом (II) калия(желтой кровяной солью):ZnSO4 + K4[Fe(CN)6]")
![4. Реакция микрокристаллоскопическая с тетратиоцианомеркуратом аммония (NН4)2[Нg(SCN)4 ]:ZnСl2 + (NН4)2[Нg(SCN)4]= Zn[Нg(SCN)4]↓ + 2NН4Сl - с образованием бесцветных](/img/thumbs/1ddd5f2cfdafd9d2ce3f6d6772919bd5-800x.jpg "Аналитическая химия 4. Реакция микрокристаллоскопическая с тетратиоцианомеркуратом аммония (NН4)2[Нg(SCN)4 ]:ZnСl2 + (NН4)2[Нg(SCN)4]= Zn[Нg(SCN)4]↓")
![Действие гексацианоферрата (III) калия K3[Fe(CN)6]. (красная кровяная соль, фармакопейная):3FeCl2 + 3K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6] 2↓+ 6KClВыпадает осадок синего](/img/thumbs/794aeef004f3547a6b149ae59e40543d-800x.jpg "Аналитическая химия Действие гексацианоферрата (III) калия K3[Fe(CN)6]. (красная кровяная соль, фармакопейная):3FeCl2 + 3K3[Fe(CN)6]")
![На катион Fe +3 1. Действие гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6] (жёлтая кровяная соль, фармакопейная):4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] =](/img/thumbs/cbeaa53fe6be3079a777293dabd36b3d-800x.jpg "Аналитическая химия На катион Fe +3 1. Действие гексацианоферрата (II) калия K4[Fe(CN)6] (жёлтая")
![2. Реакция с гидроксидом натрия и йодом:MgSO4 + 2NaOH+I2 = [Mg(OH)2]I2 + Na2SO4 Происходит обесцвечивание, появляются бурые](/img/thumbs/77f01136487768017615923b70a948e6-800x.jpg "Аналитическая химия 2. Реакция с гидроксидом натрия и йодом:MgSO4 + 2NaOH+I2 = [Mg(OH)2]I2")
![CuSO4 +4NH4OH =[Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O - при добавлении избытка раствора аммиака наблюдается темно-синее окрашивание раствора в](/img/thumbs/9200a13cc704f7a3befe8e76ec23e726-800x.jpg "Аналитическая химия CuSO4 +4NH4OH =[Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O - при добавлении избытка раствора аммиака")
![1. Действие гексоцианоферрата (II) калия K4Fe(CN)6 (жёлтая кровяная соль)2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6]↓ + 2K2SO42Cu2+ + [Fe(CN)6]4-](/img/thumbs/99b3dbdf75a454bc4192568ec6a06f56-800x.jpg "Аналитическая химия 1. Действие гексоцианоферрата (II) калия K4Fe(CN)6 (жёлтая кровяная соль)2CuSO4 + K4[Fe(CN)6]")
![1. Действие группового реагентагидроксида аммонияHgCl2 + 2NH4OH = [HgNH2]Cl↓ + NH4Cl + 2H2O - при добавлении недостатка](/img/thumbs/5956f03dee98c080e799436b7afd962d-800x.jpg "Аналитическая химия 1. Действие группового реагентагидроксида аммонияHgCl2 + 2NH4OH = [HgNH2]Cl↓ + NH4Cl")
![HgCl2 + 4NH4OH = [Hg(NH3)4]Cl + 4H2O - при добавлении избытка аммиака образуется комплексное бесцветное соединение](/img/thumbs/bff5ed140f3538f017ee32288371501e-800x.jpg "Аналитическая химия HgCl2 + 4NH4OH = [Hg(NH3)4]Cl + 4H2O - при добавлении избытка")
