2.3. Với H2SO4 loãng
Pb + SO = PbSO
2+ 2-
4 4tinh thể trắng
PbSO4 không tan trong các acid loãng, nhưng tan trong H2SO4 đặc, HCl đặc, NaOH đặc, CH3COONH4:
PbSO4 + H2SO4 = Pb(HSO4)2
PbSO4 + 4HCl = H2[PbCl4] + H2SO4
PbSO4 + 4NaOH = Na2PbO2 + Na2SO4 + 2H2O
PbSO4 + 4CH3COONH4 = (NH4)2[Pb(CH3COO)4] + (NH4)2SO4
2 4
Cation Ag+ và Hg 2+ chỉ tạo được kết tủa với SO 2- khi nồng độ của chúng tương đối lớn, do tích số tan của các muối tương ứng không nhỏ.
2.4. Với NaOH hay KOH
trắng
Ag+ + OH- = AgOH
2AgOH = Ag2Ođen + H2O
Ag2O không tan trong kiềm dư, dÔ tan trong HNO3, NH4OH và dễ bị
ánh sáng phân huỷ tạo thành Ag.
2+ -
Hg2 + 2OH = Hg2Ođen + H2O
Hg2O tan đưỵc trong HNO3 và CH3COOH đặc.
2trắng
Pb2+ + 2OH- = Pb(OH)
- 2-
Pb(OH)2 + 2OH = PbO2 + 2H2O
Do dễ tạo thành plumbit nên các muối chì PbSO4, PbCrO4... đều dễ tan trong kiềm dư.
2.5. Với NH4OH
4 2 4 2
2Ag+ + 2NH OH = Ag O + 2NH + + H O Ag2O + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
o
đen 4 3
2Hg2(NO3)2 + 4NH3 + H2O = (NH2Hg2O)NO3 trắng +2Hg + 3NH NO
Pb(NO3)2 + NH4OH = Pb(OH)NO3 + NH4NO3
2.6. Với Na2CO3 hay K2CO3
3 2 3
2Ag+ + CO 2- = Ag CO
3 2 2 3
2Pb2+ + CO 2- + 2OH- = Pb (OH) CO
2+ 2-
Hg2 + CO3 = Hg2CO3Hg2CO3 = HgO+ Hg+ CO2
58
2.7. Với K2CrO4
4 2 4đỏ nâu
2Ag+ + CrO 2- = Ag CrO
+
Tuỳ theo môi trường mà thu được các sản phẩm khác nhau: Môi trường kiềm thì tạo Ag2O đen; môi trưêng NH3thì tạo [Ag(NH3)2] ; môi trường acid yếu sẽ tạo Ag2Cr2O7; môi trường acid mạnh sẽ không có kết tủa.
2+ 2-
Hg2 + CrO4 = Hg2CrO4®á
4 4vàng
Pb2+ + CrO 2- = PbCrO
PbCrO4 không tan trong CH3COOH loãng và NH4OH, nhưng tan trong HNO3 loãng và NaOH.
2.8. Với dung dịch H2S
2 đen
Ag+ + S2- = Ag S
Ag2S không tan trong NH4OH, KCN, Na2S2O3, nhưng tan trong HNO3 loãng, nóng:
+ - +
3Ag2S + 8H + 2NO3 = 6Ag + 2NO + 3S + 4H2O
2+ 0 +
Hg2 + H2S = HgSđen + Hg + 2H
2 đen
Pb2+ + H S = PbS+ 2H+
2 4 3
PbS có tích tan rất nhỏ, nên phản ứng này thường được dùng để tìm Pb2+. PbS không tan trong HCl, H SO , nhưng tan trong HNO loãng, nóng hoặc trong HNO3đặc:
2+ -
3PbS + 8HNO3 loãng = 3Pb + 6NO3 + 2NO + 3S + 4H2O
3PbS + 8HNO3 đặc = 3PbSO4 + 8NO + 4H2O
2.9. Với Na2S2O3
2 3 2 2 3 trắng
2Ag+ + S O 2- = Ag S O
2-
2- 3-
Nếu d− S2O3 thì tạo phức tan: Ag2S2O3 + 3S2O3 = 2[Ag(S2O3)2]
Khi đun nóng hoặc trong môi trường acid thì phức này không bền, bị phân hủy tạo Ag2S:
3- 2- + 2-
2[Ag(S2O3)2] + H2O = Ag2Sđen + SO4 + 2H + 3S2O3
3- + 2-
2[Ag(S2O3)2] + 4H = Ag2Sđen + SO4 + 3SO2 + 3S + 2H2O
2+ 2- o 2-
Hg2 + 2S2O3 = HgSđen + Hg + S + SO2 + SO4
2 3 2 3 trắng
Pb2+ + S O 2- = PbS O
2- 4-
PbS2O3 + 2S2O3 = [Pb(S2O3)3]
59
4- + 2-
[Pb(S2O3)3] + 2H = PbS+ 2S + 2SO2 + SO4 + H2O
2.10. Với Na2HPO4
+ 3-
4 3 4vàng tươi
3Ag+ + HPO 2- = Ag PO + H+ Ag3PO4 tan trong HNO3 và NH4OH:
Ag3PO4 + 6NH4OH = 3[Ag(NH3)2] + PO4 + 6H2O
4 3 4 2trắng
3Pb+ + 2HPO 2- = Pb (PO ) + 2H+
Pb3(PO4)2 không tan trong CH3COOH, HCl, nhưng tan trong HNO3, NaOH:
- - 3-
Pb3 (PO4)2 + 9OH = 3HPbO2 + 2PO4 + 3H2O
Bảng 8: Tóm tắt các phản ứng đặc trưng của cation nhóm I
Cation | |||
Ag+ | Pb2+ | 2+ Hg2 | |
HCl lỗng | AgCltrắng, tan trong NH4OH dư do tạo phức [Ag(NH ) ]+ 3 2 | PbCl2trắng, tan trong n−íc nãng | Hg2Cl2trắng, tác dụng với NH OH tạo Hg0 + 4 NH2HgCl |
H2SO4 lỗng | - | PbSO4trắng | Hg2SO4trắng |
NaOH hay KOH | Ag2Ođen | Pb(OH)2trắng, tan trong kiềm dư, tạo PbO 2- 2 | Hg2Ođen |
NH4OH d− | + tạo phức [Ag(NH3)2] | Pb(OH)2trắng | 0 [Hg2ONH2]NO3+ Hg |
K2CO3 hay Na2CO3 | Ag2CO3trắng | Pb2(OH)2CO3trắng | Hg2CO3 = HgO + Hg + CO2 |
K2CrO4 | Ag2CrO4đỏ nâu | PbCrO4vàng tan trong kiÒm d− | Hg2CrO4đỏ |
KI | AgIvàng | PbI2vàng tan trong n−íc nãng | Hg2I2vàng xanh , nếu dư thuốc thử sẽ tạo thành: HgI 2- + Hg0 4 |
H2S | Ag2Sđen | PbSđen | 0 HgSđen + Hg |
Có thể bạn quan tâm!
- Xác Định Tỷ Lệ % Của Mỗi Nguyên Tố Trong Trimagnesi Phosphat.
- Phân Tích Định Tính Cation Theo Phương Pháp Acid-Base
- Trình Bày Và Giải Thích Được Phản Ứng Của Thuốc Thử Nhóm Với Các Cation Nhóm I.
- Trình Bày Và Giải Thích Được Phản Ứng Của Thuốc Thử Nhóm Với Các Cation Nhóm Iii.
- Tóm Tắt Các Phản Ứng Đặc Trưng Của Cation Nhóm Iv
- Viết Được Phản Ứng Của Thuốc Thử Nhóm Với Các Anion Nhóm I
Xem toàn bộ 316 trang tài liệu này.
60
3. Sơ đồ phân tích
Sơ đồ 1*: Sơ đồ lý thuyết phân tích Cation nhóm I: Ag+, Hg22+, Pb2+
Nước ly tâm L1
(có cation các nhóm II, III, IV, V)
Dung dịch phân tích + HCl 6 N (từng giọt) Lắc kỹ, ly tâm, lấy kết tủa
Tủa T1 (AgCl, Hg2Cl2, PbCl2) rửa bằng H2O + HCl 2N. Đun sôi, ly tâm nóng
Nước ly tâm L2:
tTìm Pb2+
Kết tủa
tTìm Hg22+
Nước ly tâm:
tTìm Ag+
Tủa T2 (AgCl, Hg2Cl2) + NH4OH đặc, lắc lỹ
* Sơ đồ thực hành tương ứng: xem sơ đồ 1, Phần2. Thực hành phân tích định tính
bài tập (bài 3)
3.1. Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: 1) AgNO3 + NaBr ... +....
2) AgNO3 + NH4OH d− ... + ...
3) Hg(NO3)2 + KId− ... + ....
4) Hg2Cl2 + NH4OH d− ... + ...
5) Pb(NO3)2 + K2CrO4 ... + ...
6) Pb(NO3)2 + Na2S ... + ...
61
3.2. Hãy cân bằng và lựa chọn một phản ứng để phát hiện ion Ag+ trong dung dịch phân tích:
1) Ag+ + I- AgI
2) AgNO3 + H2SO4 Ag2SO4 + HNO3
3) AgNO3 + NH4OHd− [Ag(NH3)2]NO3 + H2O
3.3. Hãy giải thích vì sao có thể hòa tan PbCl2 từ hỗn hợp AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 bằng cách đun nóng?
3.4. Khi dùng NH4OH đặc để hòa tan hỗn hợp AgCl, PbCl2, Hg2Cl2 thì chất nào sẽ bị tan, vì sao ?
3.5. Vì sao rửa tủa T1 (ở sơ đồ 1) bằng nước lại phải thêm HCl 2N ?
62
Bài 4
cation nhãm II: Ca2+, Ba2+
Mục tiêu
1. Trình bày và giải thích được phản ứng của thuốc thử nhóm với các cation nhóm II.
2. Viết một số phản ứng đặc trưng của các cation nhóm II.
3. Giải thích được các bước phân tích theo sơ đồ 2 (ở Bài 5, phần phân tích cation nhóm II).
1. TÝnh chÊt chung
2 4
Các cation Ca2+, Ba2+ dễ dàng tạo kết tủa bền vững với acid H SO loãng, nên acid này là thuốc thử nhóm để tách cation kim loại kiềm thổ ra khỏi các cation khác. Tuy nhiên, các kết tủa sulfat này khó tan hoặc không tan trong acid hoặc kiềm, nên cần chuyển chúng thành tủa carbonat. Sau
đó hòa tan tủa carbonat bằng CH3COOH rồi nhận biết từng cation nhóm II nhờ các phản ứng đặc trưng cđa chóng.
2. Các phản ứng phân tích đặc trưng cđa cation nhãm II
2.1. Với H2SO4 loãng
Ba + H SO = BaSO + 2H
2+ +
2 4 4 tinh thể trắng
Sr + H SO = SrSO + 2H
2+ +
2 4 4 tinh thể trắng
2 4 4 trắng
Ca2+ + H SO = CaSO + 2H+
2+ 2+ 2+ 2+
Có thể chuyển các tủa sulfat MeSO4(Me = Ba Sr Ca ) về dạng tủa carbonat bằng cách đun nóng với dung dịch Na2CO3bão hòa nhiều lần:
2+ 2-
MeSO4Me + SO4
2-
+ CO3
MeCO3
2.2. Với Na2CO3 hay K2CO3, (NH4)2CO3:
Na2CO3 + MeCl2 = MeCO3 + 2NaCl
63
Các muối carbonat này ít tan trong nưíc, nhưng tan trong các acid HCl, HNO3, CH3COOH:
MeCO3 + 2HCl = MeCl2 + H2O + CO2
2-
Do CO3 kết tủa được nhiều cation nhóm khác, nên không dùng nó để tách các cation kim loại kiềm thổ ra khỏi các nhóm khác.
2.3. Với K2CrO4
Ba + CrO = BaCrO
2+ 2-
4 4 tinh thể vàng
Sr + CrO = SrCrO
2+ 2-
4 4 tinh thể vàng
Kết tủa xuất hiện phụ thuộc nhiều vào pH của dung dịch vì luôn tồn tại cân bằng:
2- 2- +
Cr2O7 + H2O 2CrO4 + 2H
Đỏ cam Vàng
2+ 2+
BaCrO4 không tan trong kiềm, nên đây là cơ sở để tách Ba ra khỏi Pb .
2.4. Với amoni oxalat (NH4)2C2O4
Me + (NH ) C O = MeC O + 2NH
2+ +
4 2 2 4 2 4tinh thể trắng 4
Các MeC2O4 tan trong HCl, HNO3; riêng BaC2O4 và SrC2O4 tan cả trong CH3COOH, còn CaC2O4 không tan.
2.5. Với Na2HPO4
2 4 4trắng
Me2+ + Na HPO = MeHPO + 2Na+
MeHPO4 tan trong HCl, HNO3 và CH3COOH.
Bảng 9: Tóm tắt các phản ứng đặc trưng của cation nhóm II
Cation | |||
Ba2+ | Sr2+ | Ca2+ | |
H2SO4 lỗng | BaSO4trắng | SrSO4trắng | CaSO4trắng tan nhiều trong nước |
Na2CO3 | BaCO3trắng | SrCO3trắng | CaCO3trắng |
K2CrO4 | |||
- Môi trường trung tính | BaCrO4vàng | SrCrO4vàng | -- |
- Môi trường acid | BaCrO4vàng | -- | -- |
(NH4)2C2O4 | BaC2O4 trắng | SrC2O4 trắng | CaC2O4 trắng |
Na2HPO4 | BaHPO4 trắng | SrHPO4 trắng | CaHPO4 trắng |
Thử màu ngọn lửa | Màu vàng lục | Màu đỏ mạnh | Màu đỏ gạch |
64
3. Sơ đồ phân tích
Sơ đồ 2*: Sơ đồ lý thuyết phân tích cation nhóm II: Ca2+, Ba2+ và nhóm III: Al3+, Zn2+ (Xem ở mục 3, bài 5 tiếp sau)
bài tập (bài 4)
4.1. Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng sau: 1) BaCl2 + H2SO4 ... +....
2) Ba(NO3)2 + K2CrO4 ... +....
3) CaCl2 + Na2CO3 ... +....
4) Ca(NO3)2 + (NH4)2C2O4 ... +....
4.2. Hãy giải thích vì sao có thể dùng Na2CO3 bão hòa để chuyển kết tủa BaSO4, CaSO4 thành kết tủa BaCO3, CaCO3 ?
4.3. Hãy giải thích vì sao có thể dùng (NH4)2C2O4 để nhận biết sự có mặt của ion Ca2+ trong dung dịch?
4.4. Hãy giải thích vì sao có thể dùng K2CrO4 trong môi trưêng kiÒm
để nhận biết sự có mặt của ion Ba2+ trong dung dịch?
65