Определение катионов первой аналитической группы

Определение катионов первой аналитической группы

https://youtu.be/s7IYJI-OcI8

Общая характеристика катионов первой аналитической группы

К первой аналитической группе относятся катионы щелочных металлов - К⁺, Na⁺ и NH4⁺. Большинство солей катионов 1-ой группы представляют собой кристаллические порошки, хорошо растворимые в воде. Вследствие этого катионы 1-ой аналитической группы не имеют группового реактива и их открывают с помощью специальных дробных реакций. Открытию катионов 1-ой аналитической группы мешают катионы других групп, поэтому при проведении качественного анализа из раствора сначала необходимо удалить катионы других групп с помощью осадочных реакций.

Калий и натрий образуют сильные основания КОН и NaОН. Их соли с сильными кислотами типа соляной, серной, азотной в воде устойчивы и не подвергаются гидролизу. Гидроксид аммония NH4ОН – слабое основание, поэтому соли аммония с сильными кислотами в воде легко гидролизуют. Соли аммония летучи и в отличие от солей щелочных металлов легко удаляются при нагревании и прокаливании смесей солей. Эти свойством пользуются при удалении из смеси солей аммония.

Катионы 1-ой аналитической группы широко распространены в природе, являясь важными составными частями земной коры, океанов, морей, биосферы. Их соли получили широкое распространение в химии, с.х. и т.д.

Реакции катионов натрия Na⁺

1. Реакция с дигидроантимонатом калия KH₂SbO₄

NaCl+ KH₂SbO₄→NaH₂SbO₄↓+KCl

Образуется белый мелкокристаллический осадок дигидроантимоната натрия, растворимый в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают соли лития.

1. Реакция с цинкуранилацетатом HZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉*9H₂O:

Na⁺+ HZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉→NaZn(UO₂)₃(CH₃COO)₉↓+H⁺

Образуется мелкокристаллический осадок цинкуранилацетата натрия. Осадок растворим в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают соли лития.

1. Реакция окрашивания пламени. При внесении солей натрия в пламя газовой горелки появляется желтая окраска пламени.

Реакции катионов калия К⁺

1. Реакция с гидротартратом NaHC₄H₄O₆:

KCl+ NaHC₄H₄O₆→KHC₄H₄O₆↓+NaCl

Образуется белый мелкокристаллический осадок гидротартрата калия, растворимый в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают катионы аммония

1. Реакция с гексанитро(3) кобальтом натрия Na₃[Co(NO₂)₆]

2KCl+ Na₃[Co(NO₂)₆]→NaK₂[Co(NO₂)₆]↓+3NaCl

Образующийся осадок желтого цвета растворим в кислотах и щелочах. Проведению реакции мешают катионы аммония.

1. Реакция с гексанитро(3) купратом свинца и натрия Na₂Pb[Cu(NO₂)₆]

2KCl+ Na₂Pb[Cu(NO₂)₆]→K₂Pb[Cu(NO₂)₆]↓+2NaCl

Образуется осадок черного цвета, растворим в кислотах и щелочах.

1. Реакция окрашивания пламени. При внесении солей калия в пламя окраска пламени становится фиолетовой.

Реакции катионов аммония NH4⁺

1. Реакция со щелочами:

NH₄Cl+NaOH→NH₄OH+NaCl

NH₄OH→NH₃↑+H₂O

При проведении реакции вследствие разложения образующегося гидроксида аммония на аммиак и воду появляется запах аммиака. Выделение аммиака можно определить с помощью красной лакмусовой бумажки или фенолфталеиновой бумажки, смоченной водой. При выделении аммиака лакмусовая бумажка изменяет цвет на синий,а фенолфталеиновая бумажка краснеет.

1. Реакция с гидротартратом натрия.

NH₄Cl+ NaHC₄H₄O₆→(NH₄)HC₄H₄O₆↓+NaCl

Образуется белый кристаллический осадок гидротартрата аммония, растворимый в щелочах и кислотах. Проведению реакции мешают катионы калия.

1. Реакция с реактивом Несслера (смесь тетрайодо(2) меркурата калия с гидроксидом калия ) K₂[HgI₄]+KOH:

Hg

NH₄Cl+2K₂[HgI₄]+4KOH→[O NH₂]I+3H₂O+KCl+7KI

Hg

Образуется красно-бурый осадок, растворимый в кислотах и щелочах. Реакция очень чувствительна и специфична.

https://drive.google.com/file/d/1qPL4Q7BAdg5tpXSpFuLy2-oRYzwNqPWA/view?usp=sharing

Задание.

https://youtu.be/s7IYJI-OcI8 (см. 1.00мин. - 5.40мин)

Определите качественные реакции на обнаружение катионов первой аналитической химии. Результаты проведенных опытов занесите в таблицу.

Качественные реакции на катионы I аналитической группы

Литература: О.Е. Саенко. Аналитическая химия. https://drive.google.com/file/d/13QM5zbDuLbqcncKgCFb7qSsBQkaQM3YR/view?usp=sharing