Соединения кобальта и никеля

Комплексные соли железа и реакции

Ионов двух- и трехвалентного железа

Из комплексных солей железа большое практическое значение имеют: железистосинеродистый калий или желтая кровяная соль К₄[Fe(CN)₆] и железосинеродистый калий (красная кровяная соль) К₃[Fe(CN)₆].

Железистосинеродистый калий К₄[Fe(CN)₆], диссоциирующий в растворе на ионы К^▪ и ионы [Fe(CN)₆]^״״,является реактивом на ионы трехвалентного железа, так как при взаимодействии ионов [Fe(CN)₆]^״״ с ионами Fe^▪▪▪ получается характерный синий осадок железистосинеродистого железа Fe₄[Fe(CN)₆]₃, называемого берлинской лазурью.

В свою очередь железистосинеродистый калий К₃[Fe(CN)₆] (вернее, ион [Fe(CN)₆]^״״ cлужит реактивом на ионы двухвалентного железа Fe^▪▪, дающие с ионами [Fe(CN)₆]^״״ cиний осадок железистосинеродистого железа, так называемую турнбулеву синь Fe₃[Fe(CN)₆]₂, похожую на берлинскую лазурь, но имеющую другой состав.

Отличить ионы Fe^▪▪▪ от ионов Fe^▪▪ можно еще по действию на них роданистых солей (например, NH₄CNS), так как ион Fe^▪▪▪ образует с ионами CNS^/ слабодиссоциирующее роданистое железо Fe(CNS)₃, окрашенное в характерный вишневый цвет. Ионы Fe^▪▪ не дают этой реакции.

Для работы нужны:1) растворы солей К₄[Fe(CN)₆], К₃[Fe(CN)₆], NH₄CNS, FeCI₃;

2) раствор соли Мора;3) раствор щелочи

Опыт 1. Испытание растворов К₄^+II[Fe(CN)₆] К₃^+III[Fe(CN)₆] на присутствие в них ионов Fe^▪▪ и Fe^▪▪▪.

1. Налить в одну пробирку 2-3 мл раствора К₄[Fe(CN)₆], в другую столько же раствора К₃ [Fe(CN)₆].

2. Прибавить в обе пробирки немного раствора щелочи. Несмотря на то, что состав взятых солей входит железо, осадков Fe(OH)₂ и Fe(OH)₃ не образуется. Это указывает на то, что свободных ионов Fe^▪▪ и Fe^▪▪▪ в растворах не имеется.

Опыт 2. Получение берлинской лазури

Налить в пробирку 3-4 мл раствора FeCI₃, подкислить его несколькими каплями соляной кислоты, затем прибавить немного раствора К₄[Fe(CN)₆]. Выпадает синий осадок берлинской лазури.

Опыт 3. Получение турнбулевой сини

К 3-4 мл раствора соли Мора прибавить раствора К₃[Fe(CN)₆]. Образуется осадок турнбулевой сини.

Составить ионные уравнения реакций образования берлинской лазури и турнбулевой сини.

Опыт 4. Реакция на ионы Fe^▪▪▪ с роданистым аммонием

1. К раствору FeCI₃ прибавить немного раствора NH₄CNS. Жидкость окрашивается в вишневый цвет.

2. Написать уравнение реакции.

РАБОТА № 14

Гидролиз трехвалентного железа

Для работы нужны: 1) хлорное железо в кристаллах; 2) раствор NaCH₃COO.

Вследствие того, что гидрат окиси железа имеет слабо выраженные основные свойства, соли трехвалентного железа в значительной степени подвергаются гидролизу.

Опыт 1. Реакция раствора FeCI₃. Усиление гидролиза FeCI₃ при нагревании.

1. Растворить в воде немного хлорного железа FeCI₃ и испытать раствор лакмусовой бумажкой.

2. Нагреть раствор FeCI₃ до кипения. Жидкость становится мутной вследствие образования нерастворимой основной соли Fe(OH)₂CI и гидрата окиси железа Fe(OH)₂.

Опыт 2. Гидролиз уксуснокислого железа.

1. К раствору FeCI₃ прибавить раствор NaCH₃COO. Жидкость окрашивается в красно-коричневый цвет вследствие образования слабоионизированного уксусно-кислого железа Fe(CH₃COO)₃.

2. Прокипятить раствор. Выпадает осадок гидрата окиси железа или раствор основной соли Fe(ОН)₂CH₃COO.

Составить уравнения реакций гидролиза хлорного и уксуснокислого железа.

X. КОБАЛЬТ и НИКЕЛЬ

Элементы кобальт и никель помещаются в VIII группе периодической системы, образуя вместе с железом одно семейство родственных элементов (“триаду”). В отношении химических свойств все три элемента имеют много общего.

Кобальт и никель образуют соединения как двух и как трехвалентные элементы; однако соединения, в которых они трехвалентны (кроме комплексных солей кобальта), очень неустойчивы.

Соли двухвалентного кобальта имеют в растворе розовый цвет, а соли никеля − зеленый.

Для кобальта и никеля известно много комплексных солей, причем в комплексных солях кобальт обычно трехвалентен. Координационное число иона Co^▪▪▪ равно шести.

РАБОТА №15

Соединения кобальта и никеля

Для работы нужны:1) растворы солей кобальта и никеля; 2) бромная вода;3) железные щипцы;4) кусок фильтровальной бумаги; 5) разбавленный и концентрированный растворы щелочи.

Опыт 1. Действие щелочей на растворимые соли двухвалентных кобальта и никеля.

1. К раствору соли кобальта прилить немного щелочи. Выпадает синий осадок основной соли. Раствор с осадком нагреть. Основная соль превращается в розово-красный гидрат закиси кобальта Сo(OH)₂.

2. Прибавить немного щелочи к раствору никелевой соли. Выпадает зеленый осадок Ni(OH)₂/

Опыт 2. Получение гидратов окисей кобальта и никеля Сo(OH)₂ и Ni(OH)₂/.

1. В двух пробирках получить осадки Сo(OH)₂ и Ni(OH)₂.К обоим осадкам прибавить немного концентрированного раствора щелочи и избыток бромной воды. Осадки чернеют вследствие окисления гидратов закисей кобальта и никеля в гидраты окисей.

2. Составить уравнения произведенных реакций.

Опыт 3. Получение аммиачных комплексов кобальта и никеля.

1. К раствору соли кобальта прибавить раствор аммиака до растворения образующегося вначале осадка основной соли. Получается грязно-желтый раствор, содержащий двухвалентные комплексные ионы [Сo(NH₃)₆]^▪▪.

2. Полученный раствор нагреть и прибавить к нему немного раствора перекиси водорода. Розово-желтая окраска раствора переходит в красную вследствие окисления двухвалентного кобальта в трехвалентный и образования более прочных ионов [Сo(NH₃)₆]^▪▪▪.

3. Подействовать аммиаком на раствор никелевой соли. Выпадающий вначале осадок основной соли растворяется в избытке аммиака с образованием комплексных ионов [Ni(NH₃)₆]^▪▪, причем раствор окрашивается в сине-фиолетовый цвет.

Опыт 4. Изменение окраски солей двухвалентного кобальта. Смочить кусочек фильтровальной бумаги размером 15-20 см² раствором соли кобальта. Держа бумажку щипцами высоко над пламенем горелки, высушить ее. По мере высыхания бумажка синеет вследствие образования более бедных водою кристаллогидратов.

При увлажнении бумажки синяя окраска снова переходит в розовую.

1. К раствору соли двухвалентного кобальта прибавить концентрированной соляной кислоты. Раствор становится синим вследствие частичной потери гидратированными ионами Co^▪▪ связанной с ними воды.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Удельные веса водных растворов некоторых солей при 20⁰

Степень диссоциации некоторых кислот и оснований в 0,1 н. растворах при 18⁰

· Для многоосновных кислот указана степень первичной диссоциации

УДЕЛЬНЫЕ ВЕСА ВОДНЫХ РАСТВОРОВ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ КИСЛОТ И ЩЕЛОЧЕЙ ПРИ 18⁰