chp2 cations

Question 1

List the reactions of grp 2 Bi 3+

Answer 1

αντιδρούν με τα ιόντα S2−(CH3CSNH2), παρουσία αρ. HCl:
2Bi3+(aq) + 3S2−(aq) ⇌ Bi2S3 (καφέ)

αδιάλυτο σε διαλύματα NaOH and CH3CSNH2

διαλυτό σε θερμό αρ. ΗΝΟ3 και βραστό π.HCl:
Bi2S3(s) + 2NO3−(aq) + 8H+(aq) ⇌ 2Bi3+(aq) + 2NO↑ + 3S (arrow down) +4H2O(l)

Bi3+ αντιδρούν με καυστικά αλκάλια (ΝαΟΗ, 4 Μ):
Βι3+(aq) + 2ΟΗ −(aq) ⇌ Bi(OH)3 (λευκό)

SnCl2 /NaOH:
Bi(OH)3(s) + 3[Sn(OH)4]2-(aq) ⇌ 2Bio (μαύρο) + 3[Sn(OH)6]2(aq)

Question 2

list reactions of Cu 2+

Answer 2

με τα ιόντα S2− (CH3CSNH2), παρουσία αρ. HCl:
Cu2+(aq) + S2−(aq) ⇌ CuS (μαύρο)

διαλυτό σε θερμό αραιό ΗΝΟ3:
3CuS(s) + 2NO3−(aq) + 8Η+(aq) ⇌ 3Cu2+(aq) + 2NO↑ + 4H2O(l)

Add NH3:
Cu2+ + NH3 + NO3− + H2O ⇌ Cu(OH)NO3 (κυανοπράσινο) + NH4+
Το ίζημα είναι ευδιάλυτο σε περίσσεια ΝΗ3:
Cu(OH)NO3 + 4NH3 ⇌ [Cu(NH3)4]2+(aq) (μπλε δ/μα) + ΟΗ− + NO3−

Question 3

List reactions of Cd2+

Answer 3

με τα ιόντα S2−(CH3CSNH2), παρουσία αρ. HCl:
Cd2+(aq) + S2−(aq) ⇌ CdS (κίτρινο)

διαλυτό σε θερμό αραιό Η2SΟ4 (μέθοδος διαχωρισμού από CuS) και θερμό αραιό ΗΝΟ3 - Cd2+ aq

Για την ανίχνευση των ιόντων Cd2+(απουσία των ιόντων Cu2+) με ιόντα [Fe(CN)6]4− :
Cd2+(aq) + [Fe(CN)6]4− (aq) ⇌ Cd2 [Fe(CN)6] (λευκοκίτρινο)

Question 4

list reactions of grp 2B As 3+

Answer 4

με τα ιόντα S2−(CH3CSNH2), παρουσία αρ. HCl:
2As3+(aq) + 3S2−(aq) ⇌ As2S3 (κίτρινο)

Διαλύεται όμως σε πυκνό ΗΝΟ3:
As2S3(s) + 10NO3− (aq) + 8Η+(aq) ⇌ 2H2AsO4− (aq) + 3S( arrow down) +10NO2↑ + 4H2O(l)

Bettendorf (δ/μα SnCl2 1M σε HCl 10 M):
2[AsCl4]− (aq) + 3Sn2+(aq) + 10Cl− (aq) ⇌ 3[SnCl6]2−(aq) + 2As↓ (μαύρο/γκρι)

Question 5

list reactions of Sb3+ & Sb5+

Answer 5

με τα ιόντα S2− , παρουσία αρ. HCl:
2Sb3+(aq) + 3S2−(aq) ⇌ Sb2S3 (πορτοκαλί)
2[SbCl6]−(aq) + 5S2−(aq) ⇌ Sb2S5 (πορτοκαλέρυθρο) + 12Cl(aq)

διαλύεται σε πυκνό και θερμό HCl:
Sb2S3(s) + 4HCl(aq) ⇌ [SbCl4]− (aq) + 4H+(aq)
υδρόλυση:
[SbCl4]− (aq) + Η2Ο(l) ⇌ SbOCl (λευκό) + 2Η+(aq) + 3Cl−(aq)

Tο Sb(V) ανάγεται σε Sb(III) αποβάλλοντας ιώδιο (διαφορά από Sb3+):
[SbCl6]− (aq) + 2Ι− (aq) ⇌ [SbCl4]−(aq) + Ι2 + 2Cl−(aq)

Question 6

list Sn2+ reactions

Answer 6

με τα ιόντα S2− , παρουσία αρ. HCl:
Sn2+(aq) + S2−(aq) ⇌ SnS (καφέ)

Διαλύεται σε θερμό HCl 6 M:
SnS(s) + 2Η+(aq) ⇌ Sn2+(aq) + Η2S↑

reaction with HgCl2:
Sn2+(aq) + 2HgCl2(aq) + 4Cl−(aq) ⇌ Hg2Cl2 (λευκό) + [SnCl6]2(aq)

Hg2Cl2(s) + Sn2+(aq) + 4Cl−(aq) ⇌ 2Hgo (μαύρο) + [SnCl6]2(aq)

Question 7

Name the compounds and colors from the initial detection reaction of grp3

Answer 7

με την επίδρασηθειοακεταμιδίου (CH3CSNH2) σε αλκαλικό περιβάλλον of ΝΗ3-ΝΗ4Cl:
- Al(OH)3 (λευκό)
- Cr(OH)3 (γκριζοπράσινο)
- Fe2S3 (μαύρο)
- FeS (μαύρο)
- MnS (ροζ→καφέ)
- CoS (μαύρο)
- NiS (μαύρο)
- ZnS (λευκό)

Question 8

list the reactions for Al 3+

Answer 8

CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+ :
Al3+(aq) + 3S2−(aq) + 3Η2Ο(l) ⇌ Al(OH)3 (λευκό) + 3HS−(aq)

διαλύεται σε δ/τα HNO3 - forms Al 3+ and NH3

Η ανίχνευση των ιόντων Al3+ γίνεται με το αντιδραστήριο αλούμινον:
Al3+ + 3OH− + Aluminon ⇌ Al(OH)3·Aluminon↓ (ερυθρό)

Πυροχημική ανίχνευση:
Al2O3 + CoO → CoAl2O4 (μπλε)
μεταργυλικό κοβάλτιο

Question 9

List the reactions for Cr 3+

Answer 9

CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+ :
Cr3+(aq) + 3S2−(aq) + 3Η2Ο(l) ⇌ Cr(OH)3(γκριζοπράσινο) +3HS−(aq)

διαλύεται σε δ/τα HNO3 - Cr 3+ ( πρασινο)

Παρουσία οξειδωτικών μέσων (π.χ., Η2Ο2, Να2Ο2) so Cr3+ gets oxidised to CrO4- which is detectable by Pb2+:
CrO42−(aq) + Pb2+(aq) ⇌ PbCrO4 (κίτρινο)

Question 10

List the reactions for Fe2+ & Fe3+

Answer 10

1. Fe2+ οξειδώνονται προς Fe3+ υπό την επίδραση HNO3
2. CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+:
   2Fe3+(aq) + 3S2−(aq) ⇌ Fe2S3 (μαύρο)
3. προσθήκη ΝΗ4SCN:
   Fe3+(aq) + nSCN−(aq) ⇌ [Fe(SCN)n]3-n (αιματέρυθρο)
   n=1-6

Question 11

List the reactions of Co2+

Answer 11

CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+ :
Co2+(aq) + S2−(aq) ⇌ α-CoS↓ (μαύρο)

CoS διαλύεται σε θερμό ΗΝΟ3 και βασιλικό ύδωρ.

προσθήκη NH4SCN:
Co2+(aq) + 4SCN−(aq) ⇌ [Co(SCN)4]2− (κυανό)

Question 12

List the reactions of Ni2+

Answer 12

CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+ :
Ni2+(aq) + S2− (aq) ⇌ α-NiS↓ (μαύρο)

α-NiS is επαναδιαλύεται εύκολα σε περίσσεια ισχυρού οξέος.
α-NiS + 2H+ ⇌ Ni2+ + H2S↑

BUT if left for too long it converts:
α-NiS ⇌ β-NiS
β-NiS + 2H+ → καμία αντίδραση

ανίχνευση των ιόντων Ni2+ με την προσθήκη διμεθυλογλυοξίμης
(DMGH2), παρουσία ΝΗ3:
Ni2+(aq) + 2DMGH2 + 2NH3 (aq) ⇌ [Ni(DMGH)2 ]↓(ερυθρό) + 2NH4+(aq)

Question 13

list the reactions of Zn 2+

Answer 13

CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+ :
Zn2+(aq) + S2−(aq) ⇌ ZnS↓ (λευκό)

διαλύεται εύκολα σε αραιά ισχυρά οξέα:
ZnS(s) + 2H+(aq) ⇌ Zn2+(aq) + H2S↑

προσθήκη σιδηροκυανιούχου καλίου, Κ4[Fe(CN)6]:
2Zn2+(aq) + [Fe(CN)6]4−(aq) ⇌ Zn2[Fe(CN)6] ↓ (λευκό)

Question 14

list the reactions of Mn2+

Answer 14

CH3CSNH2 και ρ.δ. ΝΗ3/ΝΗ4+ and then it gets oxidised :
Mn2+(aq) + S2−(aq) ⇌ MnS (ροζ→καφέ)

διαλύεται εύκολα σε αραιά οξέα (διαφορά από Co και Ni)
και σε CH3COOH (διαφορά από Co, Ni και Zn).

Add NaBiO3, παρουσία HNO3:
2Mn2+(aq)+5NaBiO3(s)+14Η+(aq) ⇌ 5Na+(aq)+ 5Bi3+(aq)+ 2MnO4− (aq) + 7Η2Ο(l)
Mn2+ = αχρωμο
MnO4− = ερυθροϊώδες

Question 15

List the reactions of grp4 Ba 2+

Answer 15

(ΝΗ4)2CO3, παρουσία ρυθμιστικού διαλύματος ΝΗ3-ΝΗ4Cl :
Ba2+(aq) + (ΝΗ4)2CO3(aq) ⇌ BaCO3↓ (λευκό) + 2NH4+(aq)

διαλύεται σε αραιά δ/τα οξέων και CH3COOH:
BaCO3(s) + 2H+(aq) ⇌ Ba2+(aq) + CO2↑ + H2O(l)

Αντίδραση ανίχνευσης: Με προσθήκη δ/τος K2CrO4:
Ba2+ + CrO4 2− ⇌ BaCrO4↓ (κίτρινο)

Πυροχημική ανίχνευση:
φλόγα του λύχνου Bunsen πρασινοκίτρινη

Question 16

List the reactions of Ca 2+

Answer 16

(ΝΗ4)2CO3, παρουσία ρυθμιστικού διαλύματος ΝΗ3-ΝΗ4Cl :
Ca2+(aq) + (ΝΗ4)2CO3(aq) ⇌ CaCO3↓ (λευκό) + 2NH4+(aq)

Διαλύεται σε αραιά δ/τα οξέων και CH3COOH:
CaCO3(s) + 2H+(aq) ⇌ Ca2+(aq) + CO2↑ + H2O(l)

Το ίζημα δεν διαλύεται σε αραιά δ/τα οξέων και CH3COOH σε
αντίθεση με τα BaC2O4 και SrC2O4 που διαλύονται.

Πυροχημική ανίχνευση:
φλόγα του λύχνου Bunsen κεραμέρυθρη.

Question 17

list the reactions of Sr2+

Answer 17

(ΝΗ4)2CO3, παρουσία ρυθμιστικού διαλύματος ΝΗ3-ΝΗ4Cl:
Sr2+(aq) + (ΝΗ4)2CO3(aq) ⇌ SrCO3↓ (λευκό) + 2NH4+(aq)

Διαλύεται σε αραιά δ/τα οξέων και CH3COOH:
SrCO3(s) + 2H+(aq) ⇌ Sr2+(aq) + CO2↑ + H2O(l)

με δ/μα K2CrO4:
Sr2+(aq) + CrO42−(aq) → δεν παρατηρείται ίζημα με αραιά δ/τα

Πυροχημική ανίχνευση:
φλόγα του λύχνου Bunsen ερυθρή.

Question 18

List reaction of grp5 Mg2+

Answer 18

Με φωσφορικά ιόντα παρουσία ΝΗ3/ΝΗ4+:
Mg2+ + ΝΗ4+ + PO4 3− ⇌ MgNH4PO4↓(λευκό κρυσταλλικό)

Question 19

list the reactions of Na +

Answer 19

Πυροχημική ανίχνευση: κίτρινη.

Question 20

list the reactions of k+

Answer 20

Με υπερχλωρικά ιόντα (ClO4-):
Κ+ + ClO4- ⇌ KClO4↓(λευκό κρυσταλλικό ίζημα)

Πυροχημική ανίχνευση: λιλά.

Question 21

list the reactions of NH4+

Answer 21

Με περίσσεια δ/τος ισχυρής βάσης εκλύεται με θέρμανση
αέρια αμμωνία:
NH4+(aq) + OH−(aq) ⇌ NH3↑ + H2O(l)
Detects NH3 either by:
- smell
-με τη βοήθεια πεχαμετρικού χαρτιού που έχει υγρανθεί

Question 22

how does πυροχημική ανίχνευση work?

Answer 22

• Ta άτομα ή τα ιόντα των μετάλλων όταν θερμανθούν απορροφούν ενέργεια
• κάποια από τα ηλεκτρόνια των εξωτερικών τους στιβάδων θα μεταπηδούν σε κενές στιβάδες μεγαλύτερης ενέργειας = διέγερση
• ακολουθείται από αντίστροφη μεταπήδηση των ίδιων ηλεκτρονίων στις αρχικές τους στιβάδες = αποδιέγερση ή εκπομπή.

-Κατά τη φάση της αποδιέγερσης, η ενέργεια που είχε απορροφηθεί από τα ηλεκτρόνια αποδίδεται στο περιβάλλον ως
ακτινοβολία χαρακτηριστικού μήκους κύματος (χρώματος) για κάθε στοιχείο