Рабочая тетрадь по аналитической химии для СПО "Фармация". Катионы 3 и 4 аналитических групп

Цель: проверить уровень сформированности знаний учащихся о проведении качественного анализа на катионы III-IV аналитических групп.

1. Какие катионы входят в III аналитическую группу?

______, _______, _________.

1. К каким элементам относятся катионы кальция и бария и какое имеют строение внешнего энергетического уровня

Относятся к ___-элементам.

Строение элемента кальция (вставьте пропущенные электроны и зарисуйте схему строения электронной оболочки:

1. Посмотрите таблицу растворимости солей и оснований в воде. Запишите формулы солей

В воде растворимы ________________________________________________

_________________________________________________________________

В воде малорастворимы ____________________________________________

В воде нерастворимы ______________________________________________

_________________________________________________________________

1. Какой цвет имеют соли бария и кальция в твердом виде (за счет катиона)?

Иллюстрационный материал:

1. На первом занятии мы готовили растворы солей, вспомните кто готовил растворы солей кальция и бария, какой цвет имеют полученные растворы

1. Запишите формулы оснований соответствующих данным катионам. К каким основаниям они относятся сильным или слабым.

1. Какое значение рН будут иметь растворы солей бария хлорида, кальция хлорида?

Хлорид кальция – соль образованная ______ (сильным, слабым основанием), соли гидролизу по катиону __________________ (подвергаются, не подвергаются).

Хлорид бария – соль образованная ______ (сильным, слабым основанием), соли гидролизу по катиону __________________ (подвергаются, не подвергаются).

1. Рассмотрим качественные реакции на катион кальция и бария. Какой тест является общим?

Соли бария окрашивают пламя в _____________ цвет

Соли кальция окрашивают пламя в ______________ цвет

Посмотрите видео об окраске пламени солями щелочных и щелочно-земельных металлов: https://www.youtube.com/watch?v=CXNtboFV2eY

1. Какой групповой реактив на катионы 3 аналитической группы? Запишите уравнения реакций в молекулярном и сокращенном ионном виде.

Групповой реактив __________________________________________________

Реакция на катионы кальция с групповым реактивом:

__________________________________________________

Реакция на катионы бария с групповым реактивом

_____________________________________________________

Посмотрите видео: https://www.youtube.com/watch?v=Zw4G9_zfEC0

https://www.youtube.com/watch?v=RhWvHJy_2pk

1. Зачем требуется добавление спирта этилового при проведении реакции на катион кальция с серной кислотой?

_____________________________________________________________________________

1. Какими реакциями можно доказать присутствие катиона кальция? Напишите уравнение кальция нитрата с оксалатом аммония.

_____________________________________________________________________________

1. Какими реакциями можно доказать присутствие катиона бария? Напишите уравнение взаимодействия бария нитрата с хроматом калия

Посмотрите видео : https://www.youtube.com/watch?v=vWknNe9YLBE

1. Почему в качестве рентгеноконтрастного средства можно использовать бария сульфат и нельзя бария карбонат? (Рассмотрите возможность взаимодействия двух веществ с соляной кислотой желудочного сока)

_____________________________________________________________________________

1. Какие катионы входят в IV аналитическую группу?

______, _______.

1. Посмотрите таблицу растворимости солей и оснований в воде, что вы можете сказать, про растворимость солей цинка и алюминия.

В воде растворимы ________________________________________________

_________________________________________________________________

В воде малорастворимы ____________________________________________

В воде нерастворимы ______________________________________________

_________________________________________________________________

1. Какой цвет имеют соли цинка и алюминия в твердом виде?

1. На первом занятии мы готовили растворы солей, вспомните? кто готовил растворы солей алюминия и цинка, какой цвет имеют полученные растворы

1. Запишите формулы оснований соответствующих данным катионам. К каким основаниям они относятся сильным или слабым.

1. Какое значение рН будут иметь растворы солей цинка сульфата, алюминия сульфата?

Цинка сульфат – соль образованная ______ (сильным, слабым основанием), соли гидролизу по катиону __________________ (подвергаются, не подвергаются).

Алюминия сульфат – соль образованная ______ (сильным, слабым основанием), соли гидролизу по катиону __________________ (подвергаются, не подвергаются).

1. Рассмотрим качественные реакции на катион цинка и алюминия. Какой групповой реактив на катионы 4 аналитической группы? Запишите уравнения реакций в молекулярном и сокращенном ионном виде.

Реакция на соли цинка с гидроксидом натрия с эквивалентным количеством:

С избытком ________________________________________________________________

Реакция на соли алюминия с гидроксидом натрия с эквивалентным количеством:

С избытком ________________________________________________________________

Посмотрите видео образования гидроксида цинка и: https://www.youtube.com/watch?v=9nD3GRyscyM

А также гидроксида алюминия: https://www.youtube.com/watch?v=8uj6K70E8ds

1. Какую качественную реакцию на алюминий проводят еще?

Среда ______________(кислая, нейтральная или щелочная), с ализарином соли алюминия образуют соединение _____________________________ цвета.

1. Какими реакциями можно доказать наличие катиона цинка?

Реакция с сульфидом натрия

В молекулярном виде: ___________________________________________________

В полном ионном виде: __________________________________________________

В сокращенном ионном виде: _____________________________________________

Посмотрите видео: https://www.youtube.com/watch?v=kGxOkS-RteA

Реакция с желтой кровяной солью (K₄[Fe(CN )₆]

В молекулярном виде _________________________________________________________

Посмотрите видео: https://www.youtube.com/watch?v=khbD4lC7PEI

1. Напишите гидролиз соли цинка хлорида по первой ступени:

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

1. Напишите гидролиз соли алюминия хлорида по первой ступени

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Посмотрите видео о гидролизе солей: https://www.youtube.com/watch?v=s9NLQM714x4

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОН БАРИЯ

Разбавленная серная кислота и сульфаты

BaCl₂ + H₂SO₄  BaSO₄ + 2HCl

Выполнение пробирочной реакции: 1к. BaCl₂ + 1к. H₂SO₄

Образуется белый осадок

Хромат калия

K₂CrO₄ + BaCl₂ BaCrO₄ + 2 KCl

Выполнение пробирочной реакции: 1 к. BaCl₂ + 1 к. раствора K₂CrO₄ и 1 к. раствора ацетата натрия.

Образуется желтый кристаллический осадок в нейтральной и уксуснокислой среде

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОН КАЛЬЦИЯ

Разбавленная серная кислота

СaCl₂ + H₂SO₄  СaSO₄ + 2HCl

Выполнение пробирочной реакции: 3к. СaCl₂ + 3 к. H₂SO₄ + 8 к. этанола

Образуется белый осадок

Оксалат аммония

CaСl₂ + Na₂C₂O₄  CaC₂O₄ + 2 NaCl

Выполнение пробирочной реакции: 3 к . СaCl₂ + 3 капли раствора оксалата аммония.

Выпадает белый кристаллический осадок.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОН ЦИНКА

Раствор гидроксида натрия или калия

ZnС1₂ + 2NaOH  Zn(OH)₂ + 2NaCl

В избытке реактива

Zn(OH)₂ + 2NaOH  Na₂[Zn(OH)₄]

Выполнение реакции: к 5 каплям раствора соли цинка осторожно по каплям при перемешивании добавляют 2 М раствор NaOH (или KOH) до полного растворения образующегося белого осадка гидроксида цинка.

Гексацианоферрат (II) калия

3ZnС1₂ + 2K₄[Fe(CN)₆]  Zn₃K₂[Fe(CN)₆]₂ + 6KCl

Выполнение реакции: к 5 каплям раствора соли цинка прибавляют 5 капель раствора гексацианоферрата (II) калия.

Образуется белый осадок, нерастворимый в разведенной хлористоводородной кислоте.

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА КАТИОН АЛЮМИНИЯ

Раствор гидроксида натрия или калия

АlС1₃ + 3NaOH  Al(OH)₃ + 3NaCl

В избытке реактива

Al(OH)₃ + 3NaOH  Na₃[Al(OH)₆]

Выполнение реакции. К 4-5 каплям раствора соли алюминия осторожно по каплям при перемешивании добавляют 2 М раствор NaOH (или KOH) до полного растворения образующегося белого осадка гидроксида алюминия.

С ализарином

Выполнение реакции: возьмите кусочек фильтровальной бумаги и нанесите на него пипеткой 1 каплю раствора соли алюминия. Подержите бумагу в течение 1-2 мин. над открытой склянкой с концентрированным (25%) раствором NH₃. На бумаге образуется Al(OH)₃. В центр влажного пятна нанесите каплю ализарина и еще 1-2 мин. подержите фильтровальную бумагу над склянкой с концентрированным раствором NH₃.

Подсушите фильтровальную бумагу над пламенем горелки. При этом исчезает фиолетовая окраска ализарина, а красное пятно алюминиевого лака остается.