Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Использование реакций окисления-восстановления
В анализе Реакции окисления-восстановления широко используются в аналитической химии для различных целей: для открытия ионов, для разделения смеси ионов, для переведения малорастворимых осадков в раствор, для маскировки, для стабилизации растворов при хранении, для количественного определения. 1. Открытие катионов и анионов, разделение ионов. Многие окислительно-восстановительные реакции сопровождаются ярко выраженным внешним эффектом, что дает возможность широко использовать их для обнаружения ионов. Так можно открыть катионы: Cu2+, Mn2+, Cr3+, Bi3+, Sb3+, Hg2+, Ag+, анионы: J-, Br-, SO32-, S2O32- и др. Ион висмута Bi3+ можно открыть при приливании к щелочному раствору солей, содержащих катион Sn2+, исследуемого раствора, по появлению черного бархатистого осадка металлического висмута: SnCl2 + 4KOH = K2SnO2 + 2KCl + 2H2O; 2Bi(NO3)3 + 3K2SnO2 + 6KOH = 2Bi↓ + 6KNO3 + 3K2SnO3 + 3H2O; 2Bi3+ + 3SnO22- + 6OH- → 2Bi↓+ 3SnO32- + 3H2O Ион ртути Hg2+ обнаруживают реакцией с медью по появлению на медной пластинке блестящего налета металлической ртути: Hg(NО3)2 + Cu = Cu(NO3)2 + Hg↓; Hg2+ + Cu = Cu2+ + Hg↓ На цинковой пластинке ионы Sb3+ восстанавливаются до черного бархатистого осадка металлической сурьмы: 2SbCl3 + 3Zn = 2Sb↓ + 3ZnCl2 В отсутствии ионов висмута ионы сурьмы можно обнаружить по образованию оранжево-красного осадка сульфида сурьмы при взаимодействии с тиосульфатом натрия Na2S2O3: 2SbCl3 + 3Na2S2O3 + 3H2O = Sb2S3↓ + 3H2SO4 + 6NaCl Окисление катионов Mn2+ оксидом свинца (IV) или персульфатом аммония (NH4)2S2O8 позволяет селективно открывать этот катион по появлению малинового окрашивания за счёт образующегося аниона MnO4-: 2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 4HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O 2MnSO4 + 5(NH4)2S2O8 + 8H2O = 2HMnO4 + 5(NH4)2SO4 + 7H2SO4 Окисление катиона Cr3+ персульфатом аммония (NH4)2S2O8 в кислой среде идёт до дихромат-иона Cr2O72-, придающего раствору оранжевый цвет: Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8 + 7H2O (NH4)2Cr2O7 + 2(NH4)2SO4 + 7H2SO4 Используя в качестве восстановителя ион Mn2+, в щелочной среде по моментальному почернению пятна капельным методом открывают в растворе ион серебра Ag+: Ag+ + Cl- = AgCl¯ 2AgCl + Mn(NO3)2 + 4NaOH = 2Ag¯ + 2NaCl + MnO(OH)2 + 2NaNO3 + H2O В качестве восстановителей чаще всего используют металлы (Zn, Fe, Al, Cu), пероксид водорода H2O2 в кислой среде, тиосульфат натрия Na2S2O3, сероводород H2S, сернистую кислоту H2SO3 и другие вещества, легко отдающие электроны. Из окислителей наиболее широко применяют дихромат калия K2Cr2O7, перманганат калия KMnO4, хлорную воду, пероксид водорода в щелочной среде, азотную кислоту, соли азотной кислоты, оксид свинца (IV) PbO2 и др.
При проведении анализа необходимо учитывать, что ионы восстановителей Fe2+, I-, S2-, SO32- не могут сосуществовать в растворе с ионами окислителей NO2-, Fe3+, Sn4+, MnO4-, Cr2O72-. В ходе анализа, используя в качестве окислителя пероксид водорода в щелочной среде, можно отделить ионы Mn2+, Fe2+ от ионов Zn2+, Al3+: 2Fe(NO3)2 + H2O2 + 4NaOH = 2Fe(OH)3¯ + 4NaNO3 Mn(NO3)2 + H2O2 + 2NaOH = MnO(OH)2¯ + 2NaNO2 + 2H2O Ионы Mn2+ и Fe2+ связываются в осадок, а в растворе остаются ионы, содержащие алюминий и цинк. Подобным образом, используя H2O2 в щелочной среде, можно разделить ионы Mn2+ и Mg2+: Mg(NO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2¯ + 2NaNO3 При обработке образующихся осадков раствором хлорида аммония гидроксид магния растворяется, а MnO(OH)2 остаётся в осадке. Сульфит-ион SO32- можно открыть, восстановив его металлическим цинком в кислой среде до сероводорода: Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2 + H2O SO2 + 3Zn + 6HCl = H2S + 3ZnCl2 + 2H2O Иодная вода при взаимодействии с растворами сульфитов обесцвечивается: Na2SO3 + I2 + H2O = 2HI + Na2SO4. Нитрит–ионы NO2- в кислой среде окисляют ионы I- до свободного йода, который обнаруживают по посинению раствора крахмала: 2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 = I2¯ + 2Na2SO4 + 2NO + 2H2O Нитрат–ион можно открыть сульфатом железа (II) в среде концентрированной серной кислоты по образованию соли железа [Fe(NO)]SO4 бурого цвета: 2HNO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO + 4H2O FeSO4 + NO = [Fe(NO)]SO4 2. Растворение малорастворимых соединений. При растворении металлов, сплавов, многих труднорастворимых осадков также используются окислительно–восстановительные реакции: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 3PbS + 6HCl + 2HNO3 = 3PbCl2¯ + 3S¯ + 2NO + 4H2O. 3. Маскировка. Например, для обнаружения карбонатов в присутствии сульфитов к исследуемому раствору добавляют несколько капель разбавленной серной кислоты и раствор перманганата калия, выделяющийся газ пропускают через известковую воду. О наличии иона CO32- судят по помутнению известковой воды. Раствор перманганата калия окисляет SO32- в SO42-, что исключает образование SO2, который так же, как и CO2 вызывает помутнение известковой воды: Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + H2O
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3¯ + H2O 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O 4. Для стабилизации растворов легко восстанавливающихся или окисляющихся реагентов в них вводят соответствующие восстановители или окислители. Например, в растворы солей олова (II) для предупреждения окисления до Sn4+ вводят металлическое олово, в растворы солей Fe2+ - металлическое железо или аскорбиновую кислоту, в растворы солей Hg22+ - металлическую ртуть. Растворы некоторых сильных окислителей хранят в склянках из тёмного стекла, чтобы исключить фотохимические процессы. Например, пероксид водорода на свету разлагается: 2H2O2 2H2O + O2 Перманганат калия на свету восстанавливается водой до MnO2, который выпадает в виде бурого осадка: 4KMnO4 + 2H2O 3O2 + 4MnO2¯ + 4KOH Окислительно–восстановительные реакции лежат в основе целой группы методов количественного анализа, таких как перманганатометрия, иодометрия и др.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 316; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.162.87 (0.007 с.) |