Các phản ứng phân tích đặc trưng của cation nhóm IV
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 )
2.2. Với NaOH
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3 nâu đỏ
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2 trắng xanh
Fe(OH)2 rất dễ bị oxy hóa bởi các tác nhân nh H2O2 hay chính O2
không khí để chuyển thành Fe(OH)3:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Fe(OH)2và Fe(OH)3 rất dễ tan trong các acid, nhng không tan trong
NH4OH.
Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 trắng
Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2 trắng
Riêng Mg(OH)2 do tích số tan lớn nên dễ tan trong môi trờng acid
nhẹ của muối NH4Cl:
Mg(OH)2
Mg2+ + 2OH+ 2NH4Cl
2NH4OH + 2Cl-
Mn(OH)2 dễ bị oxy hóa để tạo thành MnO2:
Mn(OH)2 + H2O2 = MnO2 nâu đen + 2H2O
Bi3+ + 3OH- = Bi(OH)3 trắng
Bi(OH)3 tan trong các acid, không tan trong kiềm d. Nhng khi đun
nóng, dễ chuyển thành màu vàng, do bị mất nớc:
Bi(OH)3 = BiO(OH) vàng + H2O
2.3. Với Na2CO3
Mn2+ + Na2CO3 = MnCO3 trắng + 2Na+
Fe2+ + Na2CO3 = FeCO3 trắng + 2Na+
Để lâu trong không khí ẩm FeCO3 bị oxy hóa dần tạo thành
FeOHCO3.
4FeCO3 + O2 + 2H2O = 4FeOHCO3
2Fe3+ + 3Na2CO3 + H2O = 2FeOHCO3 đỏ nâu + 6Na+ + CO2
FeOHCO3 dễ bị biến thành Fe(OH)3 khi đun nóng:
FeOHCO3 + H2O = Fe(OH)3 + CO2
2Mg2+ + 2Na2CO3 + H2O = (MgOH)2CO3 trắng + 4Na+ + CO2
2Bi3+ + 3Na2CO3 + H2O = 2BiOHCO3 trắng + 6Na+ + CO2
72
Các muối carbonat và muối carbonat base này đều tan đợc trong các
acid, riêng (MgOH)2CO3 còn tan đợc trong muối amoni:
(MgOH)2CO3 + 4 NH4Cl = 2MgCl2 + 2NH4OH + (NH4)2CO3
2.4. Với H2S:
Trong môi trờng acid:
2Bi3+ + 3H2S = Bi2S3đen + 6H+
2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + 2H+ + S
Trong môi trờng NH3:
Fe2+ + S2- = FeS đen
2Fe3+ + 3S2- = Fe2S3 đen
Mn2+ + S2- = MnS hồng nhạt
Các kết tủa sulfid này đều tan đợc trong acid loãng, riêng Bi2S3 chỉ
tan trong HNO3 loãng nóng và HCl đặc:
Bi2S3 + 2NO3- + 8H+ = 2Bi3+ + 3S + 2NO + 4H2O
2.5. Với Na2HPO4:
4Fe2+ + 3HPO42- = FeHPO4 + Fe3(PO4)2 trắng + 2H+
Trong môi trờng acid acetic thì chỉ tạo thành Fe3(PO4)2.
Fe3+ + 2HPO42- = FePO4 + H2PO43Mn2+ + 4HPO42- = Mn3(PO4)2 trắng + 2H2PO4Phản ứng trên muốn xảy ra hoàn toàn, cần thêm d NH4OH để tạo
kết tủa MnNH4PO4 khó tan:
Mn2+ + HPO42- + NH4OH = MnNH4PO4 + H2O
Mg2+ + HPO42- = MgHPO4 trắng
Trong môi trờng NH4OH + NH4Cl thì tạo thành kết tủa MgNH4PO4:
Mg2+ + HPO42- + NH4OH = MgNH4PO4 trắng + H2O
2.6. Với tác nhân oxy hóa mạnh Mn2+ MnO4-
2Mn2+ + 5PbO2(r) + 4H+ = 2MnO4- + 5Pb2+ + 2H2O
Không màu
Màu tím
2Mn(NO3)2 + 6HNO3 + 5PbO2(r) = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O
Không màu
Màu tím
73
2.7. Với KSCN
Fe3+ + 3KSCN = Fe(SCN)3 đỏ máu + 3K+
Fe(SCN)3 + 3KSCN = K3[Fe(SCN)6] tan màu đỏ máu
2.8. Với K3[Fe(CN)6]
3Fe2+ + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 xanh tua bin + 6K+
2.9. Với K4[Fe(CN)6]
4Fe3+ + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 xanh phổ + 12K+
Bảng 11: Tóm tắt các phản ứng đặc trng của cation nhóm IV
Cation
Thuốc thử
Fe
NaOH
Fe
3+
Fe(OH)2 trắng xanh,
hóa nâu trong Fe(OH)3 nâu
không khí
H2O
Na2CO3
2+
FeCO3 trắng
Fe(OH)CO3
Mn2+
Mg2+
Mn(OH)2trắng,
hóa nâu trong Mg(OH)2 trắng
không khí
MnCO3
Mg(OH)CO3
Bi3+
Bi(OH)3 trắng
hoặc
BiOCl
BiONO3 trắng
Bi(OH)CO3 trắng
trắng
Na2HPO4
Fe3(PO4)2 trắng
Mn3(PO4)2 trắng
-
KSCN
-
-
-
BiI3 đen, nếu d
KI thì tạo BI4màu cam
-
KI
K3[Fe(CN)6]
FePO4 vàng nhạt
MgHPO4 hoặc
trong
môi
BiPO4 trắng
trờng NH4OH
MgNH4PO4
Fe(SCN)3
đỏ
hoặc d
máu,
SCN- tạo phức
tan đỏ máu
[Fe(SCN)6]3-
-
-
-
-
-
-
-
Fe3[Fe(CN)6]2
xanh tua bin
Fe4[Fe(CN)6]3
K4[Fe(CN)6]
xanh phổ
H2S trong
môi trờng
acid
-
-
-
-
Bi2S3 đen
PbO2 trong
môi trờng
acid
-
-
MnO4- màu tím
-
-
74
3. Sơ đồ phân tích
Sơ đồ 3*: Sơ đồ lý thuyết phân tích Cation nhúm IV: Fe2+, Fe3+, Bi3+, Mn2+, Mg2+
Dung dịch phân tích + NaCO3 bão hòa tới thoáng đục rồi tan
+ NH4OH đặc. Ly tâm, lấy kết tủa
Tủa Fe(OH)2, Fe(OH)3, Mg(OH)2, Mn(OH)2, Bi(OH)3.
+ NH4Cl bão hòa
Nớc ly tâm L1: Mg2+
Tủa T1: Fe(OH)2, Fe(OH)3, Mn(OH)2, Bi(OH)3
+ HNO3 10%, đun sôi
Tìm Mg2+
Dung dịch: Fe2+, Fe3+, Mn2+, Bi3+
Chia thành 4 phần
Tìm Fe2+
Tìm Fe3+
Tìm Bi3+
Tìm Mn2+
Sơ đồ thực hành tơng ứng: xem sơ đồ 3, Phần2. Thực hành phân tích
định tính
bài tập (bài 6)
6.1. Hãy hoàn thành các phơng trình phản ứng sau:
1) FeCl3 + NaOH ... +....
2) Fe(NO3)3 + K4[Fe(CN)6] ... +....
3) Fe(NO3)2 + NaOH ... +....
75
4) FeSO4 + K3[Fe(CN)6] ... +....
5) Bi(NO3)3 + Na2S ... +....
6) Bi(NO3)3 + KId ... +....
7) MnSO4 + PbO2 + HNO3 ... +....
8) MnSO4 + Na2HPO4 ... +....
9) MgCl2 + Na2HPO4 + NH4OH ... +....
10) MgCl2 + NH4OH ... +....
6.2. Hãy giải thích vì sao có thể hòa tan Mg(OH)2 bằng dung dịch
NH4Cl bão hòa? Có thể thay dung dịch NH4Cl bão hòa bằng chất
nào?
6.3. Có thể dùng dung dịch KSCN để nhận biết sự có mặt của ion Fe3+
trong dung dịch không? Vì sao?
6.4. Nếu chỉ dùng dung dịch kiềm, có thể phân biệt đợc hai ion Fe2+
và Fe3+ hay không?
76
