Các phản ứng phân tích đặc trưng của các CATION nhóm I
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.43 MB, 312 trang )
AgCl + 2HCl = H2[AgCl3]
PbCl2 + 2HCl = H2[PbCl4]
Khi pha loãng các dung dịch này thì thu đợc kết tủa AgCl và PbCl2
trở lại.
AgCl có khả năng tạo thành các phức chất tan:
AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl
AgCl + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaCl
Khi acid hóa dung dịch [Ag(NH3)2]+ thì kết tủa AgCl xuất hiện trở lại:
[Ag(NH3)2]+ + 2HNO3 = AgCl + 2NH4NO3
Hg2Cl2 chỉ tan trong HNO3 đặc hoặc dung dịch cờng thủy do Hg22+ bị
oxy hóa thành Hg2+.
Hg2Cl2 tác dụng với NH4OH thì tạo kết tủa đen, do:
Hg2Cl2 + 2NH4OH = (NH2Hg2)Cl + NH4Cl + 2H2O
(NH2Hg2)Cl = [NH2Hg]Cl trắng + Hgo đen
2.2. Với KI hay KBr
Ag+ + I- = AgI vàng
Ag+ + Br- = AgBr vàng nhạt
AgI chỉ tan trong KCN và Na2S2O3, không tan trong acid và NH4OH
đặc. AgBr không tan trong các acid, nhng tan trong NH4OH đặc, KCN và
Na2S2O3.
Hg22+ + 2I- = Hg2I2 vàng xanh
Hg2I2 + 2I- = [HgI4]2- + Hgo
Có thể nhận biết đợc sự có mặt của Hg22+ nhờ kết tủa màu vàng xanh
của Hg2I2 trên nền vàng của các tủa AgI và PbI2, nhng nồng độ của Hg22+
phải đủ lớn.
Pb2+ + 2I- = PbI2 vàng
PbI2 + 2I- = [PbI4]2-không màu
Tinh thể PbI2 khi đun nóng sẽ tan và làm lạnh sẽ tạo thành các tinh
thể óng ánh màu vàng rất đẹp. Nhng phản ứng này cũng cần nồng độ của
Pb2+ tơng đối lớn. Khi nồng độ nhỏ thì dùng các thuốc thử khác nh KI
hay K2 CrO4 trong môi trờng acid yếu hoặc trung tính, hoặc Na2S trong
môi trờng kiềm.
57
2.3. Với H2SO4 loãng
Pb2+ + SO42- = PbSO4 tinh thể trắng
PbSO4 không tan trong các acid loãng, nhng 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
Cation Ag+ và Hg22+ chỉ tạo đợc kết tủa với SO42- khi nồng độ của
chúng tơng đối lớn, do tích số tan của các muối tơng ứng không nhỏ.
2.4. Với NaOH hay KOH
Ag+ + OH- = AgOH trắng
2AgOH = Ag2O đen + H2O
Ag2O không tan trong kiềm d, dễ tan trong HNO3, NH4OH và dễ bị
ánh sáng phân huỷ tạo thành Ag.
Hg22+ + 2OH- = Hg2O đen + H2O
Hg2O tan đợc trong HNO3 và CH3COOH đặc.
Pb2+ + 2OH- = Pb(OH)2 trắng
Pb(OH)2 + 2OH- = PbO22- + 2H2O
Do dễ tạo thành plumbit nên các muối chì PbSO4, PbCrO4... đều dễ
tan trong kiềm d.
2.5. Với NH4OH
2Ag+ + 2NH4OH = Ag2O + 2NH4+ + H2O
Ag2O + 4NH4OH = 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O
2Hg2(NO3)2 + 4NH3 + H2O = (NH2Hg2O)NO3 trắng +2Hgo đen + 3NH4NO3
Pb(NO3)2 + NH4OH = Pb(OH)NO3 + NH4NO3
2.6. Với Na2CO3 hay K2CO3
2Ag+ + CO32- = Ag2CO3
2Pb2+ + CO32- + 2OH- = Pb2(OH)2CO3
Hg22+ + CO32- = Hg2CO3
Hg2CO3 = HgO + Hg + CO2
58
2.7. Với K2CrO4
2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4 đỏ nâu
Tuỳ theo môi trờng mà thu đợc các sản phẩm khác nhau: Môi
trờng kiềm thì tạo Ag2O đen; môi trờng NH3 thì tạo [Ag(NH3)2]+; môi
trờng acid yếu sẽ tạo Ag2Cr2O7; môi trờng acid mạnh sẽ không có kết tủa.
Hg22+ + CrO42- = Hg2CrO4 đỏ
Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 vàng
PbCrO4 không tan trong CH3COOH loãng và NH4OH, nhng tan
trong HNO3 loãng và NaOH.
2.8. Với dung dịch H2S
Ag+ + S2- = Ag2S đen
Ag2S không tan trong NH4OH, KCN, Na2S2O3, nhng tan trong HNO3
loãng, nóng:
3Ag2S + 8H+ + 2NO3- = 6Ag+ + 2NO + 3S + 4H2O
Hg22+ + H2S = HgS đen + Hg0 + 2H+
Pb2+ + H2S = PbS đen + 2H+
PbS có tích tan rất nhỏ, nên phản ứng này thờng đợc dùng để tìm
Pb . PbS không tan trong HCl, H2SO4, nhng tan trong HNO3 loãng, nóng
hoặc trong HNO3 đặc:
2+
3PbS + 8HNO3 loãng = 3Pb2+ + 6NO3- + 2NO + 3S + 4H2O
3PbS + 8HNO3 đặc = 3PbSO4 + 8NO + 4H2O
2.9. Với Na2S2O3
2Ag+ + S2O32- = Ag2S2O3 trắng
Nếu d S2O32- thì tạo phức tan:
Ag2S2O3 + 3S2O32- = 2[Ag(S2O3)2]3Khi đun nóng hoặc trong môi trờng acid thì phức này không bền, bị
phân hủy tạo Ag2S:
2[Ag(S2O3)2]3- + H2O = Ag2S đen + SO42- + 2H+ + 3S2O322[Ag(S2O3)2]3- + 4H+ = Ag2S đen + SO42- + 3SO2 + 3S + 2H2O
Hg22+ + 2S2O32- = HgS đen + Hgo + S + SO2 + SO42 Pb2+ + S2O32- = PbS2O3 trắng
PbS2O3 + 2S2O32- = [Pb(S2O3)3]459
[Pb(S2O3)3]4- + 2H+ = PbS + 2S + 2SO2 + SO42- + H2O
2.10. Với Na2HPO4
3Ag+ + HPO42- = Ag3PO4 vàng tơi + H+
Ag3PO4 tan trong HNO3 và NH4OH:
Ag3PO4 + 6NH4OH = 3[Ag(NH3)2]+ + PO43- + 6H2O
3Pb+ + 2HPO42- = Pb3 (PO4)2 trắng + 2H+
Pb3(PO4)2 không tan trong CH3COOH, HCl, nhng tan trong HNO3,
NaOH:
Pb3 (PO4)2 + 9OH- = 3HPbO2- + 2PO43- + 3H2O
Bảng 8: Tóm tắt các phản ứng đặc trng của cation nhóm I
Cation
Thuốc thử
Ag+
Pb2+
Hg22+
HCl loãng
AgCl trắng, tan trong
NH4OH d do tạo phức
[Ag(NH3)2]+
PbCl2 trắng, tan trong nớc
nóng
Hg2Cl2 trắng, tác dụng với
NH4OH tạo Hg0 +
NH2HgCl
H2SO4 loãng
-
PbSO4 trắng
Hg2SO4 trắng
NaOH
KOH
Ag2O đen
Pb(OH)2 trắng, tan trong
kiềm d, tạo PbO22-
Hg2O đen
NH4OH d
tạo phức [Ag(NH3)2]+
Pb(OH)2 trắng
[Hg2ONH2]NO3 + Hg0
K2CO3
Na2CO3
Ag2CO3 trắng
Pb2(OH)2CO3 trắng
Hg2CO3 = HgO + Hg +
CO2
K2CrO4
Ag2CrO4 đỏ nâu
PbCrO4
kiềm d
Hg2CrO4 đỏ
KI
AgI vàng
PbI2
nóng
H2S
Ag2S đen
PbS đen
60
hay
hay
vàng
vàng
tan trong
tan trong nớc
Hg2I2vàng xanh , nếu d
thuốc thử sẽ tạo thành:
HgI42- + Hg0
HgSđen + Hg0
3. Sơ đồ phân tích
Sơ đồ 1*: Sơ đồ lý thuyết phân tích Cation nhóm I: Ag+, Hg22+, Pb2+
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
Nớc ly tâm L1
(có cation các nhóm II, III, IV, V)
Nớc ly tâm L2:
Tủa T2 (AgCl, Hg2Cl2) + NH4OH đặc, lắc lỹ
Tìm Pb2+
Kết tủa
Tìm Hg2
2+
Nớc ly tâm:
Tìm Ag+
* Sơ đồ thực hành tơng ứng: xem sơ đồ 1, Phần2. Thực hành phân
tích định tính
bài tập (bài 3)
3.1. Hãy hoàn thành các phơng 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 nớc lại phải thêm HCl 2N ?
62
