Reacțiile ionilor sodiu, potasiu și amoniu

În continuarea acestor lucrări de laborator sunt propuse câteva probleme de calculul concentraţiilor, asemănătoare celor din metodele anterioare.

Reacţiile ionilor sodiu, potasiu şi amoniu

IONUL SODIU (NATRIU) Na+

Număr de oxidare + 1. Pentru executarea reacţiilor se foloseşte o soluţie ce conţine ionul Na+, de exmplu NaCl.

Reacţii pe cale uscată

Reacţia de culoare a flăcării

Sărurile de sodiu colorează flacăra incoloră a unui bec în galben intens. Această reacţie este foarte sensibilă.

Reacţii pe cale umedă

Hexahidroxostibiatul de potasiu KSb(OH)6 formează în soluţie neutră sau slab alcalină un precipitat alb, cristalin, de hexahidroxostibiat de sodiu, NaSb(OH)6. Precipitarea se poate grăbi frecând pereţii interiori ai eprubetei cu o baghetă de sticlă.

(Na+ + Cl-) + (K+ + Sb(OH)6-)  NaSb(OH)6 + (K+ + Cl)

Hexahidroxostibiatul de sodiu se descompune sub acţiunea acizilor, formând acid stibic (precipitat alb, amorf).

NaSb(OH)6 + (H+ + Cl-)  H3SbO4 + 2 H2O + (Na+ + Cl-)

Datorită acestei comportări reacţia nu se efectuează niciodată în mediu acid. Hexahidroxostibiatul de potasiu este reactivul specific al ionului de sodiu, însă soluţia nu trebuie să conţină alţi ioni.

IONUL POTASIU (KALIU) K+

Numărul de oxidare: 1+. Pentru executarea reacţiilor se foloseşte o soluţie ce conţine ionul K+ , de exemplu KCl.

Reacţii pe cale uscată

Reacţia de culoare a flăcării

Sărurile de potasiu colorează flacăra incoloră a unui bec în albastru violet. În prezenţa sărurilor de sodiu, culoarea galben intens maschează culoarea violetă. Culoarea violet se poate observa privind flacăra printr-o sticlă de cobalt, care absoarbe radiaţiile galbene ale sodiului, lăsând să treacă numai pe cele violete ale potasiului.

Reacţii pe cale umedă

1. Acidul percloric, HClO4, formează cu ionul K+ un precipitat alb, cristalin, de perclorat de potasiu.

(K+ + Cl) + (H+ + ClO4-) = KClO4 + (H+ + Cl-)

2. Acidul tartric, C4O6H6, formează în soluţii neutre şi nu prea diluate ale sărurilor de potasiu şi în prezenţa acetatului de sodiu un precipitat alb de tartrat acid de potasiu (bitartrat de potasiu) uşor solubil în acizi minerali sau hidroxid de sodiu, greu solubil în acid acetic şi alcool.

(H+ + Cl-) + (Na+ + CH3COO-) = CH3COOH + (Na+ + Cl-)

Deoarece precipitatul este dizolvat de către acidul mineral care rezultă din reacţie, precipitarea este incompletă; pentru a înlătura dizolvarea parţială a bitartratului, precipitarea se face în prezenţa acetatului de sodiu care formează cu acidul acetic rezultat din reacţie un amestec tampon care menţine o concentraţie a ionilor hidroniu favorabilă precipitării.

Apariţia precipitatului este favorizată de frecarea pereţilor eprubetei cu o baghetă.

3. Hexanitrocobaltiatul trisodic, Na3Co(NO2)6, formează în soluţii neutre sau slab acetice un precipitat galben cristalin, de hexanitrocobaltiat de sodiu şi potasiu.

2(K+ + Cl-) + (3Na+ + Co(NO2)63-) = K2NaCo(No2)6 + 2(Na+ + Cl-)

Aceasta este una din cele mai sensibile reacţii pentru identificarea potasiului (reacţia specifică). Soluţia nu trebuie să fie alcalină, pentru că precipită Co(OH)3 verde brun, de asemeni nu trebuie să conţină ioni NH4+ care formează cu reactivul un precipitat galben cristalin.

IONUL AMONIU (NH4+)

Pentru efectuarea reacţiilor se foloseşte o soluţie ce conţine ionul NH4+, de exemplu NH4Cl.

Reacţii pe cale uscată

Sărurile de amoniu se descompun prin încălzire în acid (sau derivaţi ai acestuia) şi în amoniac (ce se recunoaşte după mirosul caracteristic).

De exemplu: NH4Cl  NH3 + HCl

NH4NO3  N2O + 2H2O

3(NH4)2SO4 3SO2 + 4NH3 + N2 + 6H2O

Reacţii pe cale umedă

1. Bazele: NaOH, KOH, Ca(OH)2, descompun prin încălzire sărurile de amoniu, degajând amoniacul. Acesta se recunoaşte după miros sau prin înalbăstrirea hârtiei umede roz de turnesol.

(NH4+ + Cl-) + (Na+ + OH-) = NH3 + (Na+ + Cl-) + H2O

2. Reactivul Nessler, care este o soluţie alcalină de tetraiodomercuriat de potasiu K2HgI4, precipită iodura oxidimercuriamoniu amorfă, brună.

(NH4+ + Cl-) + (Na+ + OH-) = NH3 + (Na+ + Cl-) + H2O

Este o reacţie sensibilă şi serveşte la identificarea urmelor de amoniac din apele de băut (reacţie specifică).

Volumetria prin reacţii de neutralizare

Prepararea şi titrarea unei soluţii 0,05 N de NaOH cu ajutorul unei soluţii de acid oxalic

Principiul metodei

Metoda se bazează pe reacţia de neutralizare dintre acidul oxalic şi hidroxidul de sodiu în prezenţa fenolftaleinei care serveşte ca indicator.

COOH COONa

+ 2NaOH = + 2H2O

COOH COONa

Reactivi:

1) - acid oxalic 0,05 N, F = 1,0000

Acidul oxalic este o titrosubstanţă, astfel încât putem prepara o soluţie de normalitate exactă. Masa moleculară a acidului oxalic: MH2C2O4  2H2O = 126,068

Echivalentul chimic: =