1-laboratoriya ishi: Sifat reaksiyalarini bajarish texnikasi

3-laboratoriya ishi: III guruh kationlarini ochish reaksiyalari va

aralashmasining analizini bajarish.

Ishning maqsadi: III guruh kationlarini ochish reaksiyalari ustida tajribalar bajarish va aralashmasining analizini bajarish.
Uchinchi analitik guruh kationlari qatoriga alyuminiy, rux, marganets (II), temir (III), temir(II), xrom (III), titan (IV), nikel (II), kobalt (II), berilliy, sirkoniy (IV), uranil (II), galliy (III), ittriy(III), indiy (III), lantan (III), gafniy (IV), aktiniy (III), seriy (III), toriy (IV), skandiy (III) va boshqa kationlar kiradi. Ular ammiakli bufer aralashma ishtirokida guruh reagenti - ammoniy sulfid ta`siridan gidroksid va sulfidlar shaklida cho`kadi. Uchinchi guruh kationlari I va II guruhlar kationlaridan sulfidlarining pH~9,2 bo`lgan sharoitda suvda erimasligi bilan farq qiladi.Bu guruh kationlarining sulfidlari suyultirilgan kislotalar eritmalarida eriydi. Kationlarni ammiakli bufer aralashma ishtirokida guruh reagenti bilan qizdirib turgan holda cho`ktirilganda alyuminiy, xrom (III) va titan (IV) kationlarining gidroksidlari kam eruvchanligi uchun gidroksidlar shaklida cho`kadi. Gidroksidlar shaklida, shuningdek, uchinchi guruh kationlari qatoriga kiradigan, lekin bizning ko`rib chiqish doiramizga kirmaydigan berilliy, sirkoniy, lantan (III), skandiy (III) va boshqa kationlar ham cho`kmaga tushadi. Bundan tashqari, bu kationlar sulfidlari qaytmas gidrolizga uchraydi. Shunday sharoitda qolgan kationlar sulfidlar shaklida cho`kadi.
Guruh reagentining ta`siri
Uchinchi guruh kationlarini I va II guruh kationlaridan ajratish uchun ionlar aralashmasiga ammiakli bufer eritma ishtirokida (pH~9,2) guruh reagenti - ammoniy sulfid yoki ishqoriy muhitda vodorod sulfid ta`sir ettiriladi. Vodorod sulfid bilan III guruh kationlari pH>8,7 bo`lgandagina to`liq ajraladi. Bu guruh kationlarining eritmalarida tuzlarning gidrolizi tufayli pH<7 bo`ladi. Shu bois uchinchi guruh kationlarini cho`ktirish uchun pH ni 8-9 oralig`ida ushlab turadigan ammiakli bufer aralashmadan foydalaniladi. Yuzaki qaraganda ammiakli bufer aralashmani ishlatishga hojat yo`qday ko`rinadi, chunki ammoniy sulfid eritmada birinchi bosqichdayoq deyarli (100%) gidrolizlanib, ammoniy gidrosulfid va ammoniy gidroksidni hosil qiladi:
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S + H<sub>2</sub>O→ NH<sub>4</sub><sup>+</sup> + HS<sup>-</sup> + NH<sub>4</sub>OH
Bu eritma amalda ammiakli bufer aralashmadan iborat bo`lib, uning pH qiymati 9,25 bo`ladi. Aslini olganda eritmaning pH qiymatini doimiy saqlab turish juda muhimdir, yuqorida aytilganiday uchinchi guruh kationlarining tuzlari kislotali gidrolizlanadi. Bundan tashqari, IV va V guruh kationlarini cho`ktirganda eritmaga HC1 qo`shilgan bo`ladi. Gidroliz natijasida hosil bo`lgan va qo`shilgan kislota ammiak bilan ta`sirlashib, uning konsentratsiyasini kamaytiradi:
NH<sub>4</sub>OH + HS + 2H<sup>+</sup>↔ H<sub>2</sub>S↑ + NH<sub>4</sub><sup>+</sup>+ H<sub>2</sub>O
NH<sub>4</sub>OH + HS<sup>-</sup> + Me<sup>2+</sup>↔MeS↓ + NH<sub>4</sub><sup>+</sup>+ H<sub>2</sub>O
Demak, mazkur reaksiyalarga sarflangan ammiakning miqdorini amalda doimiy saqlab turish uchun ammiakli bufer aralashmaning bufer sig`imi katta bo`lishi kerak.
Odatda, ammoniy sulfid havo kislorodi ta`siridan oksidlanishi natijasida uning tarkibida ammoniy polisulfid - (NH₄)₂S_n ham bo`ladi. Kislotali muhitda polisulfidlardan oltingugurt ajralib chiqib, sulfidlar cho`kmasini ifloslantiradi:
(NH₄)₂S_n + 2HC1 → 2NH₄Cl + H₂S↑ + (n-l)S↓
Shularni hisobga olib, aralashma analiz qilinayotganda, avvalo, eritmadagi kislotani ammiak bilan neytrallash kerak. Ammiak eritmasi ta`siridan magniyning gidroksidi cho`kishi mumkinligini e`tiborga olib, eritmaga ammiak bilan birga magniy gidroksid cho`kmasi hosil bolishining oldini oladigan miqdorda ammoniy xlorid ham qo`shish kerak. Ammoniy xlorid qo`shishning yana bir foydali tomoni uning koagulant ekanligidir. Ammoniy xlorid sulfidlarning, jumladan, nikel sulfidi va boshqalaming koagulanishini ta`minlaydi. Koagulatsiyani harorat kuchaytirgani uchun cho`ktirish issiq eritmalarda o`tkaziladi.
Guruh reagenti yuqorida ko`rsatilgan sharoitda ta`sir ettirilganda, takidlanganiday, alyuminiy, xrom (III) va titan (IV) singari ionlar gidroksidlar shaklida, qolganlari esa sulfidlar shaklida cho`kadi.
Alyuminiy, xrom va boshqa ionlarning gidroksidlar hosil qilib cho`kiishini quyidagi tenglamalardan ko`rish mumkin:
Cr³⁺ + 3S^2- + ЗН₂О → Cr(OH)₃↓ + 3HS^-
Cr³⁺+3HS^- + 3H₂O → Сr(ОН)₃↓ + 3H₂S↑
Guruh reagenti ammoniy sulfid kislorod ta`siridan qisman oksidlanib, oz miqdorda ammoniy sulfat hosil qiladi. Ammiakli bufer va eritmani neytrallash uchun ishlatiladigan ammiak, havodan karbonat angidridni yutganligi uchun uning tarkibida oz miqdorda ammoniy karbonat bo`lishi mumkin. Bu moddalar ta`sirida va birgalashib cho`kish tufayli uchinchi guruh kationlarining gidroksid va sulfidlari bilan bir qatorda ikkinchi guruh kationlari ham qisman sulfat yoki karbonat holida cho`kishi mumkin.
Uchinchi analitik guruh kationlarining gidroksid va sulfidlari cho`kmalariga darhol suyultirilgan xlorid yoki sulfat kislota eritmasi ta`sir ettirilsa, cho`kmalar erib ketadi. Agar cho`kmalar aralashmasiga suyultirilgan xlorid kislota eritmasi muayyan vaqt (30 daqiqa)dan so`ng ta`sir ettirilsa, nikel va kobalt sulfidlari erimaydi.