Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Систематический ход анализа смеси катионов I-VI групп

Поиск
К 20 каплям раствора приливают 30 капель 2 н НСl, спирт и центрифугируют
Осадок I - хлориды катионов I гр. Центрифугат I – катионы II-VI групп. Удаляют спирт, прибавляют 2 н Н2SO4 и центрифугируют
Осадок 2 Центрифугат 2 – катионы III-VI групп и Са2+; добавляют спирт, нагревают и центрифугируют
Осадок 3 – СаSO4 Центрифугат 3 – катионы III-VI групп, упаривают до 0,5 мл и к нему добавляют 3÷4 капли Н2О2 и 10 капель 6 н NaOH, нагревают и центрифугируют Часть центрифугата 3 упаривают, прокаливают, обрабатывают дистиллированной водой, центрифугируют. Осадок отбрасывают, а в центрифугате открывают катионы VI группы Na+ и К+
Центрифугат 4 – катионы III группы в виде гидроксокомплексов Осадок 4 гидроксидов катионов IV-V групп, обрабатывают 2 н НNО3 и Н2О2 при нагревании
Раствор: катионы IV-V групп, добавляют Na2CO3 до слабой мути и обрабатывают концентрированным аммиаком при нагревании, центрифугируют
Осадок 5 -гидроксиды катионов IV группы Центриугат 5 –аммино комплексы катионов V группы
             

Таблица 3

 

Катион Реагент Аналитическая реакция Методика эксперимента Аналитический сигнал
Fe3+ K4 [Fe(CN)6] 4Fe(NO3)3 + 3K4[Fe(CN)6] = = Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KNO3 0,5 мл З (задачи) +1 мл Н2О+(1к HCl) + Р(реагент) по каплям Синий осадок (окраш-е) берлинской лазури
Cu2+   K4Fe(CN)6 2Cu(NO3)2 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6]↓ + 4KNO3 0,5 мл З + Р по каплям Красно-бурый осадок
  NH3 ·H2O(изб) Cu(NO3)2 + NH3· H2O = Cu(OH)NO3↓ + NH4NO3 и далее Cu(OH)NO3 + 3NH3 · H2O+NH4NO3= = [Cu(NH3)4](NO3)2 + 4H2O 0,5 мл З + Р (избыток) Ярко-синее окраш-е за счет комплекса [Cu(NH3)4]2+
Cr3+   H2O2 (NaОН, pH>7) Cr(NO3)3 + 3NaOH = Cr(OH)3↓ + 3NaNO3 Cr(OH)3 + NaOH = Na[Cr(OH)4] 2Na[Cr(OH)4]+2NaOH+3H2O2 =2Na2CrO4+8H2O 0,5 мл З + 1 мл NaOH + +1÷2к H2O2 → нагреть до кипения Желтое окрашивание за счет CrO42- иона
  H2O2 (H24 , pH<7) 2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O Na2Cr2O7+4H2O2+H2SO4=2H2CrO6+3H2O+Na2SO4 Р-р Na2CrO4 (после опыта 1) охладить + H2SO4 по каплям до оранжевой окраски + 0,5 мл изоамилового спирта + 1÷2к Н2О2 → встряхнуть Синее окрашивание спиртового слоя за счет надхромовой к-ты H2CrO6
Mn2+   NaBiO3(тв) 2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3= = 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 5NaNO3 + 7H2O 5 к З +3 мл Н2О + 2÷3к HNO3 + 2÷3 кристалла тв. Р Розово-малиновое окраш-е за счет MnО4- иона
Ni2+ Диметилглиоксим DMG NiCl2 + 2DMG = Ni(DMG)2↓ + 2HCl 0,5 мл З +изб.NH3 ·H2O (до голубой окр.) + 0,5 мл изоамилового спирта + 10 к DMG → встряхнуть Розовый осадок в спиртовом слое
Co2+ NH4SCN (тв) Co(NO3)2 + 4NH4SCN = (NH4)2 [Co(SCN)4] + + 2NH4NO3 0,5 мл З + 0,5 мл изоамил. спирта + 3÷5 кристаллов тв. Р → встряхнуть Синее окрашивание спиртового слоя
NH4+ NaOH(4N)   NH4Cl + NaOH = NH3↑ + NaCl + H2O   2 мл З + 4 мл Р → нагреть до кипения Запах выдел. аммиака (посинение лакмусовой, покраснение фф бумажки)
K+ Na3[Co(NO2)6] 3KNO3 + Na[Co(NO2)6] = K3 [Co(NO2)6] ↓ + 3NaNO3 0,5 мл З + Р по каплям Желтый осадок
Na+ Пламя газ. горелки   Полоску фильтр. бумаги смочить р-ром З → поместить в пламя, не допуская загорания Желтое окрашивание пламени
Al3+ Ализарин С14Н6О2(ОН)2   2÷3 к З +5 к 2н NН3 ∙Н2О (рН=10÷11) + 1÷2 к ализарина Оранжево-красный осадок не растворим в уксусной кислоте
Sn2+ Вi(NO3)3 SnCl2 + 3 NaOH → Na[Sn(OH)4] + 2 NaCl 3 Na[Sn(OH)4] + 2 Bi(NO3)3 + 3 NaOH → 2 Bi↓ + 3 Na2[Sn(OH)6] 2÷3 к З +8÷10 к 2н NaOH + Р по каплям Черный осадок металлического висмута
Mg2+ Магнезон, п – нитробензол, азорезорцин Na2HPO4 Адсорбция красителя на поверхности Mg(OH)2 3 к З +2 к NН3 ∙Н2О + 2 к Р 3 к З + (NH4Cl + NH4OH) + Р по каплям Малиновый цвет   Белый кристаллический осадок

 

Таблица 4

«Классификация» анионов

Анион Реагент Примечание
I SO32−, SO42−, S2O32−, CO32−, PO43−, BO2, B4O72−, CrO42−, C2O42−, Cr2O72−, F, SiO32−, AsO33−, AsO43− Раствор BaCl2 , нейтральный или слабо-щелочной, pH = 7 ÷ 9 Соли, малорастворимые в воде и разбавленных кислотах
II Cl, Br-−, I, S2−, CN, SCN, [Fe(CN)6]3−, IO3, BrO33−, ClO Раствор AgNO3 (+ 2N HNO3) Соли, малорастворимые в воде и разбавленной HNO3
III NO3, NO2, ClO3, CH3COO, MnO4 Соли бария и серебра растворимы в воде

 

Общие реакции анионов

Реактивы Анионы I группа:
SO42– SO32– CO32– PO43–
BaCl2 в нейтральной среде Белый осадок ВаSO4 Белый осадок ВаSO3 Белый осадок ВаSO3 Белый осадок ВаHPO4
BaCl2 в кислой среде ВаSO4
AgNО3 в азотно-кислой среде
AgNО3 в нейтральной среде Белый осадок Ag2SO4 Белый осадок Ag2SO3 Белый осадок Ag2CO3 Желтый осадок Ag3PO4
H2SO4 Выделение SO2 Выделение СО2
Реактивы Анионы II группа
Cl Br I
BaCl2 в нейтральной среде
BaCl2 в кислой среде
AgNО3 в азотно-кислой среде Белый осадок AgCl Светло-желтый осадок AgBr Желтый осадок AgI
AgNО3 в нейтральной среде AgCl AgBr AgI
H2SO4
Реактивы Анионы III группа
NO3 CH3COOH
BaCl2 в нейтральной среде
BaCl2 в кислой среде
AgNО3 в азотно-кислой среде XX
AgNО3 в нейтральной среде
H2SO4 Образование CH3COOH
               

 

 

Вопросы

  1. В чем различие дробного и систематического качественного химического анализа?
  2. Какие реагенты называют групповыми?
  3. Написать реакции обнаружения ионов Cu2+, Fe3+, Pb2+, Cr3+, Mn2+.
  4. В чем заключается классификация анионов? Привести примеры реакций.
  5. Написать реакции обнаружения анионов Cl-, SO42-, NO3.
  6. Какие ионы можно обнаружить с помощью пламени?
  7. Привести примеры использования комплексонообразования для открытия ионов. Написать реакции.
  8. Для обнаружения каких ионов используются окислительно-восстановительные реакции. Написать уравнение реакций.
  9. В чем заключаются преимущества качественного анализа методом ТСХ (тонкослойной хроматографии)?
  10. В чем заключается процесс хроматографирования?
  11. Как производится идентификация веществ в методе ТСХ.
  12. Что такое Rf, спосою расчета.
  13. Какие сорбенты используются в методе ТСХ.
  14. В чем заключается сущность метода качественного хроматографического обнаружения катионов металлов (Co2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+ и др.)?

Литература

1. Основы аналитической химии. Практическое руководство (под ред. Ю.А. Золотова). М.: Высшая школа, 2006, 460 с.

2. Коренман Я.И. Практикум по аналитической химии. М.: Колос, 2005, 237с.

3. Коренман Я.И., Суханов П.Т. Задачник по аналитической химии. Воронеж: ВГТА, 2004, 339 с.

4. Цитович И.Е. Курс аналитической химии. - М.: Высшая школа, 1994, 495 с.

5. Васильев В.П. Аналитическая химия. - М.: высшая школа, 1989, Т. 1, 384 с.

6. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия. - М.: Просвещение, 1979,479 с.

7. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - М.: Химия, 1970, 471 с.

8. Бончев П.Р. Введение в аналитическую химию. - Л.: Химия, 1978,496 с.

 

Глава 2.Теоретические основы химического анализа

Закон действующих масс

В современной редакции закон, установленный Гульдбергом и Вааге (1867 г.), можно сформулировать так:

Скорость реакции

∑riRi → продукты

(где ri – стехиометрические коэффициенты, Ri – исходные вещества) пропорциональна произведению активностей исходных веществ в некоторых степенях:

.

Данное выражение называется кинетическим уравнением.

k – коэффициент пропорциональности в кинетическом уравнении, называется константойскорости химической реакции;

a – активность, величина, которая будучи подставленной в уравнение для идеальных систем, позволяет рассчитать свойство для реальных систем.

Понятие активности было введено Lewis (1907), как эффективная, действующая, исправленная концентрация с:

,

где γ – коэффициент активности, который учитывает отклонения в свойствах реальных систем от идеальных, находят экспериментально или в справочнике. В разбавленных растворах при с→0, γ→1, a=c. Для растворов сильных электролитов используют среднеионный коэффициент активности γ±.

В кинетическом уравнении ni – частный порядок реакции по Ri ‑ тому веществу; ni может принимать любые действительные значения; чаще ni ≠ ri,

сумма частных порядков есть порядок реакции ∑ ni = n.

Скорость реакции по i- ому веществу υi есть число молей νi i- ого участника, претерпевающих изменение в единицу времени t в единице реакционного пространства V (объема или площади):

.

По определению υi >0, поэтому в формуле стоит + для продуктов реакции и − для исходных веществ. Скорость реакции в целом υ рассчитывают с учетом стехиометрических коэффициентов ri:

.

Если объем постоянный, то скорость реакции υi можно рассчитать как изменение концентрации в единицу времени:

.

На практике имеют дело со средней скоростью как изменением концентрации за реальное время t:

.

Химическое равновесие

На возможность двустороннего протекания химических превращений обратили внимание давно. Так, А.Лавуазье, установивший состав воздуха и воды, получил водород из воды (1783 г.), пропуская ее пары над раскаленным железом

3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2.

При той же температуре водород восстанавливает оксид до металла с образованием воды:

4H2 + Fe3O4 3Fe + 4H2O.

Наш соотечественник Н.Бекетов, изучая растворение мрамора в уксусной кислоте:

CaCO3 + 2CH3COOH ↔ Ca(CH3COO)2 + CO2↑ + H2O,

обнаружил, что при давлении CO2 равном 17 атмосферам растворение карбоната и выделение углекислого газа прекращается, а при Pco2 >17 атмосфер наблюдается выпадение осадка CaCO3.

Обратимые реакции используются и как аналитические, например:

KCl + NaHC4H4O6 ↔ KHC4H4O6↓ + HCl − открытие K+,

ZnCl2 + H2S ↔ ZnS↓ + 2HCl − открытие Zn2+,

2BaCl2 + K2Cr2O7 +H2O ↔ 2BaCrO4↓ + 2KCl +2HCl − открытие Ba2+,

AsO4 3− +2KJ + 2HCl ↔ AsO33− + J2 + 2KCl + H2O − восстановление As+5,

[CoCl4]2− + 6H2O ↔ [Co(H2O)6]2+ + 4Cl − индикатор влажности.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 557; 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 - 18.218.1.38 (0.008 с.)