Сходство и различие свойств ионов магния, скандия и циркония при взаимодействии с фосфат-ионом
При анализе объектов сложного состава (минералов, руд, сплавов и др.) разделяют элементы на группы, используя сходство и различие их ионов в связи с положением в периодической системе. Сходство свойств элементов проявляется по подгруппам, рядам и диагонали. Благодаря диагональному сходству, обусловленному близостью ионизационных потенцилов и электроотрицательностью, такие элементы, как магний, скандий и цирконий, образуют малорастворимые фосфаты. Однако различие зарядов ионов, а также неодинаковое число внутренних слоев электронов приводит к отличию свойств их соединений. Фосфат магния растворяется в уксусной кислоте, фосфат скандия(III) в хлористоводородной, а фосфат циркония (IV) не растворяется ни в одной из этих кислот. Эти свойства фосфатов можно использовать для разделения указанных элементов.
Реактивы
Хлориды магния(II), скандия(III) и циркония(IV), 0,1 %-иые растворы 1 и. по хлористоводородной кислоте.
Двузамещенный фосфат натрия, 0,5%-ный раствор Аммиак, 10%-ный раствор. Ацетат натрия, 10%-ный раствор. Уксусная кислота, 1 н. раствор. Хлористоводородная кислота, 4 н. раствор.
Выполнение опыта. В цилиндр поместить 20 мл раствора хлорида магния и 5 мл раствора аммиака, в другой цилиндр — 20 мл раствора хлорида скандия и 50 мл раствора ацетата натрия, в третий цилиндр — 20 мл раствора хлорида циркония. Добавить в каждый цилиндр по 200 мл воды. На лекции добавить в каждый цилиндр по 50 мл раствора двузамещенного фосфата натрия. Во всех цилиндрах выпадают белые осадки фосфатов металлов. Добавить в каждый цилиндр по 30 мл раствора уксусной кислоты. Осадок в первом цилиндре растворяется, в то время как фосфаты скандия и циркония не растворяются. Добавить во второй и третий цилиндры по 30 мл раствора хлористоводородной кислоты. Растворяется только фосфат скандия.
Примечание. Общность и различие в свойствах элементов по группам и рядам можно показать на примере сульфидов металлов (условия образования сульфидов, их растворимость и окраска): ZnS, CdS и HgS; As2S3, Sb2S3 и Bi2S3; FeS, CoS и NiS; CdS, SnS и Sb2S3.