Анализ соли растворимой в воде

Берут около 0,05—0,1 г полученного для анализа вещества и рас­творяют в 4—5 млдистиллированной воды. По таблице растворимос­ти делают заключение, какие соли могут присутствовать в растворе.

Прежде чем приступить к анализу, обращают внимание на окраску и реакцию раствора. По окраске раствора можно сделать предварительное заключение о наличии или отсутствии тех или иных ионов, например: Си 2+ , Со 2+ , Ni 2+ , Fе 3+ , Сr 3+ , СrО₄ 2 — , Сr₂О₇ 2 — и др. Щелочная реакция раствора свидетельствует о присутствии в рас­творе гидроксидов или солей сильных оснований и слабых кислот (Nа₂S, К₂СО₃, СН₃ОООNа и т. п.). Кислая реакция указывает на присутствие в растворе свободных кислот, кислых солей или солей сильных кислот и слабых оснований (NН₄С1, ZпС1₂, А1С1₃ и т. п.). Нейтральная реакция указывает, что в растворе могут быть соли сильных кислот и сильных оснований (КС1, Nа₂SО₄) или соли слабых кислот и слабых оснований, подобных NН₄СН₃СОО.

После предварительного испытания раствора анализа вещества
•приступайте к открытию катионов и анионов.

Обнаружение катионов.

Из отдельных проб раствора при помощи групповых реактивов определите, катионы каких аналитических групп присутствуют в растворе.

Испытание на катионы первой группы.К 3—4 каплям исследу­емого раствора прибавьте 2—3 капли раствора карбоната натрия Nа₂СО₃. Если осадок не выпадает, то в растворе могут присутство­вать только катионы первой группы. В отдельной пробе открывают катионы первой группы.

Испытание на катионы второй группы.Если при действии карбоната натрия Nа₂СО₃ на испытуемый раствор выпадает осадок, то берут новую пробу этого раствора (10—12 капель) и прибавляют 2—3 капли 2 н раствора соляной кислоты. В случае появления осадка добавляют соляной кислоты до полного осаждения. Осадок отделяют центрифугированием, промывают водой и обнаруживают в нем катионы второй группы.

Испытание на катионы третьей группы.К 2—3 каплям анализи­руемого раствора прибавляют столько же 2 н раствора серной кис­лоты и нагревают. Выпадение осадка указывает на присутствие катионов третьей группы, которые открываются характерными для них реакциями.

Испытание на катионы четвертой группы. Если при действии со­ляной и серной кислот осадков не образуется, то к 2—3 каплям анализируемого раствора добавляют избыток гидроксида натрия (5—6 капель). Растворение первоначально выпавшего осадка сви­детельствует о присутствии катионов четвертой группы.

Испытание на катионы пятой группы. Если при действии избыт­ка раствора гидроксида натрия осадок не растворяется, это ука­зывает о наличии катионов пятой группы.

Испытание на катионы шестой группы. Если при действии на испытуемый раствор избытком раствора аммиака осадок растворяет­ся, то это признак присутствия катионов шестой группы.

После этого приступают к обнаружению катионов.

Обнаружение анионов.

Установление присутствия тех или иных катионов в исследуе­мом растворе значительно облегчает обнаружение анионов. Поль­зуясь таблицей растворимости, можно заранее предсказать наличие в исследуемом растворе отдельных анионов. Например, если соль хорошо растворяется в воде и в нейтральном водном растворе обна­ружен катион Ва 2+ , то этот раствор не может содержать анионы SO₄ 2 — , СO₃ 2 — , SO₃ 2 — .

Определив предварительно присутствие отдельных групп анио­нов, обнаруживают их соответствующими групповыми и характер­ными для них реакциями. В зависимости от присутствия тех или иных анионов и катионов схемы анализа могут быть самыми раз­личными. Например, водный раствор исследуемого вещества имеет нейтральную реакцию. При действии на отдельную пробу его рас­твором соляной кислоты образуется осадок, который растворяется в горячей воде. Это позволяет сделать вывод, что в растворе при­сутствует катион Рb 2+ . Проверяют катион Рb 2+ частной реакцией с иодидом калия КI. Далее обнаруживают анионы. Ими могут быть только анионы третьей группы, так как только они образуют с ка­тионом Рb 2+ растворимые в воде соли.

Испытание на анионы первой группы. К 2—3 каплям нейтраль­ного или слабощелочного раствора добавляют 2 капли раствора хлорида бария. Если осадок выпадает, то присутствуют анионы первой группы.

Испытание на анионы второй группы. 2 капли раствора подкис­ляют 2 каплями 2 н раствора азотной кислоты и добавляют каплю раствора нитрата серебра. Выпадение осадка указывает на при­сутствие анионов второй группы.

Испытание на анионы третьей группы. Если при испытании на анионы первой и второй групп осадки не выпали, то, возможно, присутствуют анионы третьей группы.

Дата добавления: 2015-11-05 ; просмотров: 507 | Нарушение авторских прав

источник

Катионы 1-4 и анионы 1-3аналитических групп входят в состав соединений, среди которых много лекарств. На практике часто применяют лекарственные формы – твердые образцы, представляющие собой смесь нескольких веществ .При этом появляется необходимость идентифицировать различные катионы и анионы – составные части лекарственных веществ – при их совместном присутствии. Также испытание лекарственных средств на чистоту часто требует проведения реакций на различные примеси, как катионы, так и анионы, которые могут присутствовать одновременно.

Анализ определения неизвестной соли можно выполнять по такой схеме:

1)Описать внешний вид: цвет, однородность,(отсутствие окраски дает возможность предположить, что в растворе нет катионов Fe3+,Cu2+,анионов

3)определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги(кислая среда указывает на присутствие солей сильных кислот слабых оснований, щелочная среда – на присутствие солей аммиака(предварительно нагреть часть пробы)и солей сильных оснований и слабых кислот),

4)провести пирохимический анализ пробы,

5)пробу можно поделить на 3 части:

1часть- открытие катионов по схеме,

А)по таблице растворимости по катиону определить возможный анион,с которым может быть образована соль,

Б)определить группы возможных анионов с помощью групповых реагентов:

— наличие осадка с хлоридом бария говорит о присутствии анионов 1 группы,

— наличие осадка с нитратом серебра – о наличии анионов 2 группы,если осадков не обнаружено – о наличии анионов 3 группы.

— отдельные анионы обнаружить дробным методом.

3часть – для проверочных опытов.

6)записать уравнения качественных реакций с помощью которых открыты катион и анион,

7)сделать вывод по анализу.

Также для работы нужно использовать необходимое оборудование:предметные стекла,пробирки или пеницелинки,спиртовки,воронки,фильтровальную бумагу,стеклянные палочки,микроскоп,выпарительные чашки,грифели,нихромовую проволоку,индикаторную бумагу и др.

33. Методы количественного анализа неорганических и органических веществ, в том числе физико-химические. Основные понятия.

Количественный химический анализ предназначен для определения концентрации, то есть количества известного чистого вещества в смесях (или растворах).Методы количественного химического анализа неорганических в-в:

1. электролитический, основанный на выделении отдельных металлов электролизом,

2. колориметрический, производимый по сравнению интенсивности окраски данного раствора с окраской раствора определенной крепости,

3. органический анализ, состоящий в сожжении органического вещества в углекислый газ С0₂ и воду Н₂0 и в определении по количеству их относительного содержания в веществе углерода и водорода,

4. газовый анализ, состоящий в определении некоторыми специальными методами качественного и количественного состава газов или их смеси.

Количественный элементарный анализ органических в-в:

1. Определение углерода и водорода:

метод Прегля. По этому методу пары вещества окисляют, пропуская их в смеси с кислородом через нагретый до 750 °С слой окиси меди и хромата свинца, помещенный в трубку для сожжения. Двуокись углерода и вода улавливаются в поглотительных аппаратах и определяются, по привесу. Продукты окисления других элементов задерживаются находящимися в трубке для сожжения поглотителями (серебро и двуокись свинца).

2. Определение галоидов и серы:

При анализе органических веществ, содержащих галоид и серу, в основном сохраняется общий принцип метода — сожжение в незаполненной окислителем трубке; поглощение галоидов или серы производится в специальном аппарате, наполненном металлическим серебром. При 450 °С металлическое серебро количественно поглощает хлор, бром и иод, а при 500—750 °С — окислы серы. Серебро помещают перед поглотительными аппаратами для двуокиси углерода и воды. Таким образом одновременно определяютуглерод, водород и галоиды или углерод, водород и серу.

Определение азота

По методу Кьельдаля вещество, содержащее азот, разрушают концентрированной серной кислотой (в колбеКьельдаля) в присутствии различных катализаторов (PtCl₄, PdCl₂, CuO, HgO, Se и др.), причем образуетсясульфат ам,мония. Последний под действием щелочи выделяет сзободный аммиак, который отгоняют спаром и титруют кислотой.

Дата добавления: 2016-06-24 ; просмотров: 3200 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

источник

Анализируемый объект может быть индивидуальным веществом или смесью веществ, по агрегатному состоянию – твердым, жидким или газообразным, по структуре – однородным или неоднородным. Твердые вещества могут быть представлены, например, металлами, сплавами, рудами, продуктами производства, жидкие – жидкостями и растворами, газообразные – индивидуальными газами или их смесями.

Для анализа твердого вещества (сухой соли) отбирают небольшое его количество 0,1 – 0,2 г.

Обращают внимание на цвет и запах кристаллов соли. Бесцветные или белые кристаллы свидетельствуют об отсутствии солей окрашенных ионов (Cu 2+ , Ni 2+ , Co 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ , CrO 4 2- , Cr 2 O 7 2- ).

Запах – важный признак некоторых солей слабых оснований или слабых кислот. Например, твердый (NH 4 ) 2 CO 3 пахнет аммиаком, NaHSO 3 – сернистым газом и т.д.

Исследуемую пробу измельчают в фарфоровой ступке и делят на три части: с одной – проводят предварительные испытания, вторую – используют для систематического анализа, третью – оставляют для контроля.

Из предварительных испытаний, предшествующих систематическому анализу, чаще всего проводят окрашивание пламени, действие кислот на испытуемое вещество, подбор растворителя, определение рН раствора.

Для окрашивания пламени достаточно отобрать небольшое количество измельченного сухого образца (с просяное зернышко).

Полезно проверить действие серной кислоты на пробу. Вначале к части анализируемого вещества приливают 1М раствор H 2 SO 4 , при этом наблюдают выделение газов:

CO 2 (газ без запаха, вызывающий помутнение известковой воды) – при анализе карбонатов;

SО 2 (газ с запахом горящей серы) – при анализе сульфитов и тиосульфатов;

H 2 S (газ с запахом тухлых яиц) – при анализе сульфидов;

CH 3 COOН – при анализе ацетатов.

Если на анализируемое вещество подействовать концентрированной серной кислотой (осторожно! разбрызгивание!), помимо перечисленных газов, выделившихся более интенсивно, могут дополнительно выделяться:

HCl и Cl 2 (газ с характерным резким запахом) – при анализе хлоридов;

HBr и Br 2 (желто-бурый газ) – при анализе бромидов,

J 2 (фиолетовые пары) – при анализе иодидов,

NO 2 (бурые пары) – при анализе нитритов.

Испытание на растворимость и подбор растворителя проводят с небольшими порциями вещества (10 – 15 мг), при этом растворители (15 – 20 капель) приливают в следующей последовательности (сначала при комнатной температуре, затем при нагревании):

конц. HNO 3 , «царская водка».

Определение рН среды в водном растворе соли проводят с помощью универсальной или другой индикаторной бумаги. Если реакция среды щелочная, то могут присутствовать катионы I группы, а также CO 3 2- , B 4 O 7 2- , S 2- , PO 4 3- , CH 3 COO — , AsO 4 3- , AsO 3 3- . Если реакция среды кислая, то отсутствуют CO 3 2- , S 2- , SO 3 2- , S 2 O 3 2- . Нейтральная реакция среды указывает, что в растворе могут быть соли сильных кислот и сильных оснований (KCl, Na 2 SO 4 ) или соли слабых кислот и слабых оснований (CH 3 COONН 4 и т.п.). В процессе анализа эти выводы подтверждают соответствующими реакциями.

Анализ соли, растворимой в воде

Вторую часть измельченной пробы растворяют в дистиллированной воде, добавляя ее порциями при перемешивании до полного растворения. Если растворение при комнатной температуре идет медленно, нагревают на водяной бане. Если при растворении образуется мутный раствор (или осадок), что возможно при гидролизе некоторых солей (Al 3+ , Fe 3+ , Sn(IV), Cr 3+ и особенно Sb(III) и Bi 3+ ), к отдельной порции взмученного раствора с осадком прибавляют 1-2 капли раствора HNO 3 до полного растворения мути. Этот раствор используют для анализа катионов. При анализе анионов введенный с кислотой анион NO 3 — открывается в отдельной порции раствора, полученного подкислением другой кислотой.

После растворения пробы отмечают цвет раствора. При анализе индивидуального вещества в растворе желтого цвета возможно присутствие Fe 3+ , зеленого – Ni 2+ , голубого – Cu 2+ , розового – Co 2+ и т.д.

Исследуемый раствор делят на три части для обнаружения катиона, аниона и проверочных испытаний. Вначале открывают катион, затем анион. Для обнаружения катиона предварительно устанавливают его групповую принадлежность, для чего проводят испытания с групповыми реагентами.

К 3-4 каплям исследуемого раствора прибавляют 2-3 капли раствора Na 2 CO 3 или Na 2 HPO 4 . Если осадок не выпал, в растворе присутствуют катионы I группы. Если осадок образовался, возможно присутствие катионов II – VI групп.

Проба на катион II группы

К 3-4 каплям исследуемого раствора прибавляют 2-3 капли 2М раствора HCl. Образование белого осадка указывает на присутствие катиона II группы.

Проба на катион III группы

К 3-4 капли исследуемого раствора прибавляют 2-3 капли 2М раствора H 2 SO 4 и C 2 H 5 OH. Образование белого осадка подтверждает присутствие катиона III группы.

Если осадок образуется с раствором HCl и с раствором H 2 SO 4 , то это может быть катион свинца.

Проба на катион IV группы

К нескольким каплям раствора прибавляют по каплям избыток раствора NaOH. Растворение первоначально выпавшего осадка указывает на присутствие катиона IV группы (обратите внимание на цвет осадка). Если осадок в избытке щелочи не растворился, его исследуют на присутствие катиона V и VI группы.

Следует учесть возможность растворения Cu(OH) 2 .

Проба на катион V и VI группы

К полученному осадку гидроксида прибавляют концентрированный раствор аммиака. Растворение осадка указывает на присутствие катиона VI группы (обратите внимание на цвет раствора).

Если осадок растворился в избытке щелочи и избытке аммиака, то это может быть Zn(OH) 2 .

Если осадок не растворился, в исследуемом растворе – катион V группы.

Установив принадлежность катиона к определенной аналитической группе, с помощью дробного метода открывают его характерными селективными реакциями.

Определение катиона облегчает обнаружение в исследуемом растворе аниона. Из анализа можно исключить те анионы, которые с обнаруженным катионом образуют нерастворимые в воде соли. Реакция среды раствора также дает информацию о возможном характере аниона. Например, если соль хорошо растворяется в воде и в нейтральном водном растворе обнаружен катион Ba 2+ , то этот раствор не может содержать анионы SO 4 2-, CO 3 2- , SO 3 2- , B 4 O 7 2- , PO 4 3- (BaS 2 O 3 образуется только из концентрированных растворов).

Определяют принадлежность аниона к аналитической группе по реакциям с BaCl 2 и AgNO 3 , затем открывают его с помощью соответствующих реактивов.

Обнаружив катион и анион, можно представить формулу анализируемой соли.

Что необходимо предпринять, если в процессе растворения соли в воде раствор мутнеет?

При действии на соль кислоты наблюдается бурное выделение газа. Присутствие каких анионов можно предполагать в первую очередь?

В составе растворимой соли обнаружен катион Ba 2+ . Какие анионы в составе соли заведомо отсутствуют?

При анализе растворимой в воде соли открыт катион Ag + . Какие анионы заведомо отсутствуют?

Соль растворима в воде. При действии на ее раствор щелочи образуется гидроксид белого цвета, растворимый как в избытке щелочи, так и в растворе аммиака. Какой катион входит в состав соли?

Соль растворима в воде. При действии на ее раствор HCl и H 2 SO 4 выпадают осадки белого цвета. Какой катион входит в состав соли?

Водный раствор соли имеет нейтральную реакцию. Какие анионы могут входить в состав соли, если обнаружен катион NH 4 + ?

ГЛАВА 3. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ

3.1. Задачи количественного анализа

Если при помощи качественного анализа устанавливают, из каких элементов (или ионов) состоит исследуемое вещество, то задачей количественного анализа является определение количественного содержания элементов, ионов или химических соединений, входящих в состав исследуемых веществ и материалов.

На основании данных количественного анализа определяют качество веществ, которое зависит от количественного содержания основных компонентов и примесей. Это, в свою очередь, позволяет установить пригодность веществ к применению. Например, качество пищевых продуктов значительно снижается при содержании примесей нитрат-ионов выше допустимых пределов.

С помощью количественного анализа проверяют правильность ведения технологических процессов производства, проводя химический контроль на каждой его стадии. Ни один материал не поступает в производство и ни одна готовая продукция не выпускается без данных химического контроля. Используя результаты химического анализа, проводят технологические расчеты. Количественный анализ позволяет определить соответствие характеристик вещества, материалов, потребительских товаров требованиям нормативно-технических документов.

Проведение анализа обычно складывается из нескольких этапов. Проба, которая поступила на анализ в лабораторию, лабораторная проба , хотя и является представительной пробой неоднородного образца, требует часто некоторой дополнительной подготовки к анализу (подробнее отбор и подготовка проб к анализу описаны в учебном пособии «Физико-химические свойства и методы контроля качества потребительских товаров»). Это связано главным образом с дополнительным измельчением и перемешиванием.

Результаты анализа чаще всего выражают в виде массовой доли (в %) компонента в образце. Поэтому взятая для анализа проба должна быть измерена по массе или объему. Затем лабораторную пробу растворяют, проводят соответствующие методу анализа реакции и операции и измеряют аналитический сигнал.

Количественный анализ должен быть проведен с достаточной точностью. Точность анализа – это собирательная характеристика метода или методики, включающая их правильность и воспроизводимость. Когда говорят о высокой точности, предполагают, что результаты правильные и разброс данных анализа незначителен. Точность часто характеризуют относительной погрешностью (ошибкой) определения в процентах.

Требования к точности анализа обычно определяются целью и задачами анализа. Например, при текущем контроле многих химических производств определение компонентов можно проводить с погрешностью 10-15%. В том случае, когда важно более точно знать как содержание основного компонента, так и содержание вредных примесей (в пищевой, фармацевтической промышленности), погрешность не должна быть выше 0,1-1%.

3.2. Принципы и методы количественных определений

Методы количественного анализа базируются на законах сохранения массы вещества, постоянства состава и эквивалентов.

При количественном измерении определяют интенсивность аналитического сигнала , т.е. численное значение свойства, связанное с содержанием анализируемого компонента. Для получения правильных результатов анализа между интенсивностью аналитического сигнала и содержанием определяемого компонента в пробе должна существовать однозначная функциональная зависимость. Обычно и выбор оптимальных условий для проведения количественного анализа тем или иным способом определяется именно этими требованиями.

В физических и физико-химических (инструментальных) методах анализа измеряют интенсивность физического свойства, которое пропорционально количеству (концентрации) вещества. Данная группа методов рассматривается в учебном пособии «Физико-химические свойства и методы контроля качества потребительских товаров».

В основе химических методов определения лежат химические реакции: кислотно-основного и окислительно-восстановительного взаимодействия, комплексообразования и осаждения малорастворимых соединений. Наибольшее значение среди химических методов имеют гравиметрический и титриметрический. Эти методы называют классическими. Они остаются непревзойденными по точности (погрешность составляет 0,1-0,2%) по сравнению с современными инструментальными методами (погрешность 2-5%). Основная область применения гравиметрии и титриметрии – определение больших и средних количеств веществ. Гравиметрический анализ основан на точном измерении массы определяемого компонента, выделенного или в химически чистом состоянии, или в виде соединения точно известного состава. Поэтому интенсивностью аналитического сигнала в гравиметрии является масса высушенного или прокаленного осадка. Титриметрический анализ основан на измерении объема раствора реактива точно известной концентрации, израсходованного на реакцию с данным количеством определяемого вещества. Аналитическим сигналом в этом методе является объем реактива. Используя закон эквивалентов, по количеству продуктов реакции (массе осадка) в гравиметрии и по объему реагента точно известной концентрации в титриметрии рассчитывают концентрацию (или массу) определяемого вещества.

В ряде случаев используют не прямые, а косвенные методы. Это значит, что измеряется непосредственно не интенсивность аналитического сигнала определяемого компонента, а интенсивность сигнала другого компонента или продукта реакции, находящегося в системе в количестве, эквивалентном определяемому компоненту (метод замещения). Часто используют и другой косвенный метод – измерение интенсивности аналитического сигнала избытка реагента, оставшегося в системе после завершения реакции с определяемым компонентом (например, метод обратного титрования в титриметрическом анализе). В гравиметрическом анализе иногда измеряют массу образца до и после удаления определяемого компонента (например, определение влаги путем высушивания в сушильном шкафу).

3.3. Правила вычислений в количественном анализе

При проведении химического анализа необходимо очень внимательно выполнять вычисления. Математическая ошибка, допущенная в числовых значениях, равносильна ошибке в анализе.

Числовые значения можно разделить на точные и приближенные . К точным можно отнести, например, порядковый номер элемента в периодической таблице, число выполненных определений. К приближенным величинам относятся результаты, полученные при любых измерениях, например массы вещества или объема раствора в количественном анализе. Точность приближенного числа определяется количеством значащих цифр или числом десятичных знаков .

Значащими цифрами приближенного числа называются все цифры, начиная с первой слева, отличной от нуля, до последней, за правильность которой можно ручаться. Нули, стоящие в середине числа, являются значащими цифрами. Например, в числах 0,00235 и 324,00 по три значащих цифры, а в числе 625,306 – шесть значащих цифр.

Десятичными знаками числа называют цифры, стоящие справа от запятой, отделяющий его целую часть. Так в числе 325,302 три десятичных знака, в числе 0,00235 – пять, в числе 324,00 – два.

Результат измерения следует представлять так, чтобы он отражал точность измерения. Так, при взвешивании на аналитических весах, точность которых ± 0,0001 г, результат взвешивания должен быть представлен с той же точностью. Например, если масса бюкса с навеской составляет 24,6712 г, ее нельзя представить как 24,67 г или 24,67120 г, поскольку в первом случае это означало бы, что взвешивание проведено с точностью лишь до сотых долей грамма, а во втором – до стотысячных долей грамма, т.е. с точностью, которую не могут обеспечить используемые в данном случае весы.

Все числовые величины, измеренные непосредственно или полученные из них путем соответствующих вычислений, должны содержать столько значащих цифр, чтобы лишь последняя была сомнительной, а предпоследняя – достоверной. В нашем примере, когда используются весы с точностью взвешивания ± 0,0001 г, вполне достоверной является тысячная доля грамма, а сомнительной – десятитысячная (24,6711 или 24,6713 г).

При измерении объема по бюретке в титриметрическом анализе точность составляет ± 0,03 см 3 , поэтому результат должен быть представлен, например, так: 19,53 см 3 или 20,36 см 3 , но не 19,5 см 3 или 20,363 см 3 ; достоверной величиной при этом измерении является десятая доля см 3 , а сомнительная – сотая. Если же на титрование пошло, например, ровно девятнадцать см 3 , то результат должен быть записан так: 19,00 см 3 . В этом случае оба нуля – значащие цифры, так как лишь второй из них – сомнительная цифра, а первая – достоверная.

Для получения результатов определения на основании измеренных величин часто приходится проводить дополнительные вычисления, связанные со сложением, вычитанием, делением и умножением величин, имеющих разное число значащих цифр. Во всех случаях результат должен быть представлен с точностью той величины, которая измерена с наименьшей точностью.

Пример. При определении меди в сплаве иодометрическим методом на титрование аликвоты 10,00 см 3 раствора, полученного растворением навески 0,2000 г в мерной колбе вместимостью 100,0 см 3 , израсходовано 8,53 см 3 0,01000 М раствора тиосульфата натрия. Вычислить массовую долю (в %) меди в сплаве (эквивалентная масса меди равна 63,54 г/моль).

Наименьшее количество значащих цифр содержится в числе 8,53; поэтому округляем результат до сотых долей процента: 27,10 %.

При проведении химического анализа точность вычислений определяется ГОСТом или ТУ (техническими условиями). Если точность анализа не оговаривается заранее, то следует иметь в виду, что концентрация (молярная, нормальная, а также титр) вычисляется до четвертой значащей цифры, не считая нулей после запятой, (например, Т(NaOH) = 0,004014 г/см 3 ), масса – до четвертого знака после запятой, массовая доля в процентах – до сотых долей.

3.4. Погрешность количественных определений

Как и в любом измерении, в результатах аналитического определения всегда содержится некоторая погрешность. Оценка погрешности результата является частью анализа, а сама погрешность – его очень важной характеристикой. В связи с этим рассмотрение основных методов анализа включает и их метрологические характеристики.

По способу вычисления погрешности можно подразделить на абсолютные и относительные.

Абсолютная погрешность D абс равна разности среднего измерения величины х и истинного значения этой величины х ист :

В отдельных случаях, если это необходимо, рассчитывают погрешность единичных определений:

В зависимости от того, завышают или занижают результат анализа, погрешности могут быть положительными и отрицательными.

Отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины называется относительной погрешностью измерения D отн .

источник

1. Предварительные испытания и растворение соли.

а) Отметить цвет и характер кристаллов соли.

Если проба однородна, то можно предположить, что образец состоит только из одного химического соединения. Если есть частицы различной окраски и формы, это указывает на механическую смесь.

Катионы некоторых солей выделяются своей окраской:

зеленая окраска – Cu 1+ , Ni 2+ , Fe 2+ , Cr 3+ ;

желтая окраска — Cd 2+ , Fe 3+ , CrO₄ 2- ;

розовая окраска – Mn 2+ , Co 2+ (красно – розовая);

Бесцветные или белые кристаллы свидетельствуют об отсутствии солей окрашенных катионов.

По запаху можно обнаружить NH₄ + и CH₃COO — .

б) Проба на окрашивание пламени кристаллов соли.

Некоторые элементы окрашивают пламя в определенный цвет (табл. 7).

Платиновую или нихромовую проволоку прокалить в пламени горелки с р з соли, растворимой в воде. НCl. Ушком раскаленной проволочки прикоснуться к кристалликам соли и внести её в пламя. Результаты подтвердить систематическим анализом.

в) Действие H₂SO₄ (разбавленной и концентрированной)

Действие H₂SO₄ (разбавленной и концентрированной) проводят на кристаллы соли, наблюдая и фиксируя выделение газов, одновременно отмечая возможное образование осадка или растворение.

Действие 2 М раствора H₂SO₄ вызывает разложение карбонатов, сульфитов, тиосульфатов, нитратов, ацетатов с выделением соответствующих газообразных продуктов.

При действие концентрированной H₂SO₄ могут выделятся бесцветные газообразные вещества SO₂, HCl, NO, а также окрашенные газы NO₂, Cl₂, Br₂ и J₂. Эти вещества дают ориентировочные сведения о составе пробы.

Растворить соль, прибавляя дистиллированную воду при перемешивании небольшими порциями до полного растворения. Отметить цвет полученного раствора. Если растворение при комнатной температуре идет медленно, нагреть раствор на водяной бане. Если при растворении образуется мутный раствор (или осадок), к отдельной порции взмученного раствора с осадком прибавить 1 – 2 капли кислоты HNO₃ для полного растворения мути. При анализе анионов введенный с кислотой NO₃ — открывают в отдельной порции раствора, полученного подкислением другой кислотой.

д) Определие рН водного раствора соли.

Используют универсальную или другие индикаторные бумаги. Кислую среду имеют соли слабого основания и сильной кислоты (FeCI₃, Zn(NO₃)₂ и др.). Щелочную среду имеют соли слабой кислоты и сильного основания (К₂СО₃, СН₃СООNа и др.). Нейтральную или слобо-кислую среду имеют растворы солей сильных оснований и сильных кислот (BaCI₂, K₂SO₄ и др.) или же слабых оснований и слабых кислот (CH₃COONH₄ и др.).

На основании предварительные испытаний и наблюдений сделать предварительные выводы о возможном наличии или отсутствии некоторых анионов и катионов.

Проводят систематический анализ смеси катионов шести аналитических групп

Проводят анализ смеси анионов трех аналитических групп.

4. Формула анализируемой соли.

Обнаружив, катион и анион записывают уравнения реакций и формулу анализируемой соли. Все проделанные испытания и наблюдения заносят в таблицу 8.

Дата добавления: 2015-07-20 ; просмотров: 114 | Нарушение авторских прав

источник

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
«КАЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СУХИХ СОЛЕЙ»

1. Белая кристаллическая соль растворилась в воде. Хлорид бария дал белый осадок, нерастворимый в соляной кислоте. Групповыми реагентами наличие катионов II–VI аналитических групп не обнаружено. Реактив Несслера бурого осадка не выделил. При действии гексанитрокобальтата(III) натрия образовался желтый осадок, при действии гидротартрата натрия – белый мелкокристаллический осадок. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

2. Белая кристаллическая соль растворилась в воде. Нитрат серебра в азотнокислой среде дал бледно-желтый осадок. При действии хлорной воды бензольный слой окрасился в розовый цвет. При действии гидроксидом натрия выпал белый осадок, нерастворимый в избытке щелочи и раствора аммиака. Карбонат аммония образовал белый осадок, растворимый в уксусной кислоте. Из последнего раствора при действии бихромата калия выпал желтый осадок. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

3. Белая кристаллическая соль растворилась в воде. При действии хлорида бария на раствор этой соли образуется белый кристаллический осадок, хорошо растворимый в горячей воде. При действии концентрированной серной кислоты образуется белый кристаллический осадок. При введении в полученный раствор с осадком медных стружек выделяется бурый газ. При подкислении исходного раствора соли соляной кислотой образуется белый кристаллический осадок. Хромат калия дает желтый осадок, растворимый в избытке гидроксида натрия. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

4. Выдан белый мелкокристаллический порошок, нерастворимый в воде, но растворяющийся в уксусной кислоте с выделением газа без цвета и запаха. При пропускании этого газа через раствор известковой воды последний помутнел. При анализе на катионы соляная и серная кислоты осадка не дали. При действии на раствор соли раствора щелочей или аммиака образуется белый аморфный осадок, растворимый в солях аммония. При действии фосфата натрия образуется белый кристаллический осадок, не растворимый в уксусной кислоте. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

5. В лаборатории имеется соединение, представляющее собой коричневые кристаллы, отсыревающие на воздухе. Соль хорошо растворяется в воде. При действии нитрата серебра в азотнокислой среде образовался белый осадок, со временем потемневший на воздухе и хорошо растворимый в растворе аммиака. При действии на исходный раствор раствором щелочи или аммиака образуется красно-коричневый осадок, не растворимый в избытке указанных реагентов. При введении в этот раствор роданида аммония произошло интенсивное покраснение. Какая это соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

6. Кристаллическая соль бледно-розового окрашивания, хорошо растворимая в воде. Нитрат серебра в азотнокислой среде дал белый аморфный осадок, на воздухе принявший сначала сиреневатый оттенок, затем сероватый и, наконец, черный. Белый осадок хорошо растворился в аммиаке. При действии гидроксида натрия на исходный раствор выпал белый, буреющий на воздухе осадок, не растворимый в избытке реактива. При внесении частицы этого осадка или капли исходного раствора в нагретую окислительную смесь произошло розовое окрашивание. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

7. Выдано вещество, представляющее собой бледно-желтый мелкокристаллический порошок, нерастворимый в воде и уксусной кислоте, но растворимый в 2н. соляной кислоте с образованием желтого раствора. В этих условиях хлорид бария осадка не дал. При растворении порошка в 2н. растворе азотной кислоты проба с нитратом серебра была отрицательной. С молибденовой жидкостью азотнокислый раствор неизвестного вещества дал мелкокристаллический желтый осадок. Солянокислый раствор со смесью (KI + крахмал) посинел. При действии на этот раствор водного раствора аммиака появился бурый осадок, не растворимый в избытке реагента. При действии щелочи образовался бурый осадок, не растворимый в избытке реагента. При добавлении к солянокислому раствору анализируемой соли раствора K4[Fe(CN)6] выделился синий осадок. При растирании сухой соли с кристаллами роданида аммония появилось красно-бурая окраска. Напишите уравнения всех проведенных реакций.

8. Выдан порошок фиолетового цвета, нерастворимый в воде. Под действием разбавленных растворов минеральных и уксусной кислот растворяется без выделения газа с образованием растворов розового цвета. В едких щелочах сухая соль не изменилась, но при действии водного аммиака наблюдалась ее растворение с образованием раствора грязно-желтого цвета. При обработке кристаллика соли на стекле каплей раствора тетрароданомеркурата аммония под микроскопом просматриваются ярко-синие кристаллы различной формы. При действии на раствор соли раствора роданида аммония в присутствии изоамилого спирта, органический слой окрасился в синий цвет. При действии на раствор соли кислых раствор хлорида бария и нитрата серебра образуются белые осадки. При внесении крупинки анализируемой соли в подогретую молибденовую жидкость замечено образование микрокристаллического лимонно-желтого осадка.

9. Выдано вещество, представляющее собой белый порошок, нерастворимый в воде, но растворимый в уксусной кислоте с выделением бесцветного газа, при пропускании которого через известковую воду наблюдалось ее помутнение. При добавлении к кислому раствору исходного вещества раствора перманганата калия изменений не наблюдалось. Добавлением карбона при соответствующем значении рН изменений не отмечено. Действием щелочи на исходный раствор неизвестного вещества выделен белый осадок, не растворимый в избытке реагента. Осадок растворился при добавлении хлорида аммония. При действии на разбавленный исходный раствор соли растворами гидрофосфата натрия и аммиака постепенно выпадает белый мелкокристаллический осадок. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

10. Кристаллическая соль светло-зеленого цвета растворилась в воде. Действием хлорида бария на раствор этой соли образуется белый осадок, нерастворимый в соляной и азотной кислотах. При действии щелочами образуется белый осадок, на воздухе быстро приобретающий сначала зеленоватую, а затем бурую окраску. Такой же осадок, но менее обильный образовался при действии раствором аммиака. Осадок не растворился в избытке щелочей, но переходит в раствор при добавлении хлорида аммония. При действии на такой аммиачный раствор несколькими каплями спиртового раствора диметилглиоксима раствор окрасился в розово-красный цвет. При добавлении к подкисленному раствору анализируемой соли перманаганата калия наблюдалось обесцвечивание. Что это за соль? Напишите уравнения всех проведенных реакций.

источник

Цель: освоить методику проведения качественного химического анализа смеси солей для установления катионного и анионного состава (систематический метод анализа).

1. Обнаружение катионов, способных окрашивать пламя. Прокаленной чистой нихромовой проволокой вносят исследуемый раствор либо анализируемую смесь, смоченную концентрированной HCI, в бесцветное пламя горелки и наблюдают окраску пламени (табл. 2.1.).

2. Обнаружение анионов, склонных при действии кислот к образованию летучих продуктов. При добавлении к анализируемой смеси твердых веществ кислот в зависимости от их природы и концентрации могут выделяться CO₂, SO₂ ( 2 М CH₃COOH); CO₂, SO₂, H₂S ( 2 M HCI, H₂SO₄); CO₂, SO₂, HCI, I₂, NO₂ (концентрированная H₂SO₄). Если при добавлении к анализируемой смеси кислот замечено выделение газа (табл. 5), для его идентификации пользуются характерными реакциями обнаружения анионов.

помутнение известковой воды

помутнение раствора AgNO₃, удушливый газ

вспыхивание тлеющей лучины

3. Обнаружение окислителей. При наличии в смеси MnO₂, PbO₂ обработка хлороводородной кислотой будет сопровождаться выделением CI₂. При наличии аниона-окислителя NO₃ — исследуемый раствор, подкисленный 2 М раствором H₂SO₄, в присутствии 2–3 капель раствора KI и нескольких капель крахмального клейстера окрашивается в синий цвет.

4. Обнаружение восстановителей. Обесцвечивание разбавленного раствора KMnO₄, добавленного к подкисленному 2 М H₂SO₄ анализируемому раствору, свидетельствует о присутствии ионов-восстановителей: SO₃ 2- , NO₂ — , Cl — , Br — , I — , C₂O₄ 2- .

5. Обнаружение некоторых ионов. Непосредственно из смеси можно обнаружить дробным методом следующие ионы: ион NH₄ + по реакции выделения аммиака, ион CH₃COO — по реакции с твердым гидросульфатом калия, ион Fe 3+ по реакции с тиоционат-ионом.

По растворимости все неорганические вещества делят на 4 группы: а) растворимые в воде; б) растворимые в кислотах; в) растворимые в щелочах; г) нерастворимые или малорастворимые в кислотах и щелочах.

В воде растворимы почти все соединения щелочных металлов, все нитраты, перхлораты, ацетаты, хлориды (кроме PbCI₂, AgCI, Hg₂CI₂), сульфаты (кроме сульфатов Pb, Ba, Ca, Sr, Hg(I), Ag). Многие соединения висмута, сурьмы и олова растворяются в воде, но, вступая с ней в протолитическое взаимодействие, образуют аморфные осадки гидроксидов или основных солей. Последние переходят в раствор при действии 2 М HCI или HNO₃.

Хлороводородная кислота растворяет большинство оксидов, все карбонаты и гидроксиды, за исключением соединений Pb(II), Ag(I) и Hg(I). Разбавленная HCI растворяет сульфиды кадмия, алюминия, хрома, железа, марганца, цинка, ванадия, церия, бериллия, титана, циркония, тория, урана. Концентрированная HCI при нагревании растворяет все сульфиды, кроме сульфидов ртути и мышьяка.

При обработке некоторых окислителей концентрированной HCI выделяется CI₂, а цвет окислителя часто меняется (фиолетовый перманганат обесцвечивается, так как MnO₄ — восстанавливается до Mn 2+ ; желтая окраска хроматов или оранжевая дихроматов переходит в зеленую, так как ионы CrO₄ 2- или Cr₂O₇ 2- восстанавливаются до Cr 3+ ).

Если исследуемое вещество содержит силикаты, разлагаемые кислотами, то при его обработке горячей разбавленной HCI может выпасть осадок H₂SiO_3.

Если неизвестное вещество растворимо в 2 М HCI, то оно не содержит Ag(I), Hg(I) и большого количества Pb(II).

Азотная кислота растворяет все оксиды, гидроксиды, сульфиды (кроме HgS) и все нерастворимые в воде соли слабых кислот, за исключением солей сурьмы и олова. При обработке исследуемого образца HNO₃ могут образоваться новые нерастворимые вещества, которые в нем первоначально отсутствовали: сера из сульфидов, PbSO₄ из PbS, H₂[Sn(OН)₆] и H[Sb(OH)₆] из солей сурьмы и олова.

Щелочи растворяют оксиды, гидроксиды и другие нерастворимые в воде соединения амфотерных металлов: цинка, алюминия, свинца, хрома, мышьяка, сурьмы и олова. Иногда различные щелочи действуют неодинаково. Например, соединения сурьмы растворяются лучше в KOH, а алюминия – в NaOH.

Вещества, которые не растворяются в кислотах и в растворах щелочей, называют нерастворимыми или малорастворимыми. К ним относятся: а) большинство силикатов; б) многие породы, минералы; в) некоторые сульфаты: PbSO₄, ВаSO₄, SrSO₄ и СаSO₄; г) ряд солей серебра: AgCI, AgBr, AgI, Ag₃[Fe(CN)₆], Ag₄[Fe(CN)₆], AgCN; д) прокаленные и безводные соли: CrCI₃, Cr₂(SO₄)₃, FeCrO₄ (хромит или хромистый железняк); е) природные и прокаленные оксиды: AI₂O₃ (корунд), Fe₂O₃, Cr₂O₃, SnO₂; ж) CaF₂ и другие фториды двух- и трехвалентных металлов. Их переводят в другие соединения, которые затем растворяют с применением обычных растворителей (воды, кислот, щелочей), либо используют реакции комплексообразования.

Соли свинца PbCI₂ и PbSO₄ растворяют в горячем растворе CH₃COONH₄. Нерастворимые соединения хрома переводят в карбонаты кипячением с раствором Na₂CO₃. Фторид кальция и другие нерастворимые фториды разлагают обработкой тонко измельченного образца (в платиновом тигле) концентрированной H₂SO₄ при нагревании под тягой до прекращения выделения SO₃. Остаток (CaSO₄) переводят затем в карбонат кипячением с раствором Na₂CO₃. Нерастворимые в кислотах ферроцианиды разлагают кипячением с Na₂CO₃ или NaOH.

Если трудно подобрать такой растворитель, который полностью растворяет данный образец, или желают избежать длительной и трудоемкой процедуры сплавления, то обычно пользуются методом отдельных вытяжек, т.е. проводят последовательную обработку анализируемого объекта водой, 2 М CH₃COOH, 2 М HCl, концентрированной НNO₃.

Анализируемая смесь может полностью или частично растворяться в воде. Надежными признаками частичного растворения являются появление окрашивания и изменение рН водного раствора по сравнению с чистой водой. Поэтому обращают внимание на окраску полученного раствора и определяют его рН с помощью индикаторной бумаги.

Правильное приготовление вытяжек – залог успешной работы. Поэтому внимательно наблюдают за изменениями при использовании каждого из указанных реагентов. К новому реагенту переходят только тогда, когда окончательно убедятся, что в предыдущем образец не растворяется или растворение какой-то составной части закончилось.

Каждую из вытяжек исследуют отдельно, за исключением полученных при действии 2 М и концентрированной HCI, которые объединяют.

Катионы и анионы в водной вытяжке обнаруживают в соответствии с общей схемой кислотно-основной классификации.

В уксуснокислой и объединенной хлороводородной вытяжках катионы обнаруживают по общей схеме. Из анионов в уксуснокислой вытяжке имеет смысл обнаруживать только карбонат- и фосфат-ионы, а в хлороводородной – сульфид-, фосфат- и хромат-ионы, если она окрашена.

Азотнокислую вытяжку используют для обнаружения катионов. Из анионов обнаруживают только сульфат-ионы, образующиеся в результате окисления сульфидов.

Общая схема анализа раствора исследуемого вещества или отдельных его вытяжек включает дробное обнаружение катионов (анионов) характерными реакциями, обнаружение отдельных групп катионов (анионов), разделение на группы по кислотно-основной схеме с помощью групповых реагентов, систематический анализ оставшихся катионов (анионов) и проверка ионов, обнаруженных ранее дробным методом.

Испытание на катионы I группы. К 3–4 каплям исследуемого раствора прибавляют 2–3 капли раствора Na₂CO₃. Если осадок выпадает, его отделяют, а катионы I группы обнаруживают в центрифугате. Если осадок не выпадает, то в растворе могут присутствовать только катионы I группы, которые открывают в отдельной пробе исследуемого раствора.

Испытание на катионы II группы. Если при действии на испытуемый раствор Na₂CO₃ выпал осадок, то берут новую пробу этого раствора (10–12 капель) и прибавляют 2–3 капли 2 М HCI. Если осадок не выпадает, то катионы II группы отсутствуют. В случае появления осадка добавляют HCI до полного осаждения. Осадок отделяют центрифугированием, промывают водой и обнаруживают в нем катионы II группы систематическим методом.

Испытание на катионы III группы. К 2–3 каплям раствора после отделения катионов II группы прибавляют столько же 2 М H₂SO₄ и нагревают. Выпадение осадка указывает на присутствие катионов III группы. Их обнаруживают систематическим методом после переведения сульфатов в раствор.

Испытание на катионы IV группы. К 2–3 каплям исследуемого раствора (если при действии HCI и H₂SO₄ осадков не образуется) или центрифугата после отделения катионов II, III групп добавляют по каплям раствор NaOH до щелочной реакции (рН 9–10). Образование осадка свидетельствует о возможном присутствии катионов IV, V и VI групп. Полное растворение первоначально выпавшего осадка при действии на него небольшого избытка NaOH (рН 10–12) свидетельствует о присутствии только катионов IV группы. Нерастворимый в избытке NaOH осадок может состоять из гидроксидов катионов V и VI групп. Его отделяют от раствора центрифугированием, а в центрифугате открывают катионы IV группы после разрушения их гидроксокомплексов.

Испытание на катионы VI группы. Если при действии на раствор, полученный после отделения катионов IV группы, избытком 25%-ного раствора NH₄OH первоначально выпавший осадок растворяется, то это признак присутствия только катионов VI группы. Нерастворимый в избытке NH₄OH осадок может состоять из гидроксидов катионов V группы. Его отделяют от раствора центрифугированием. В центрифугате открывают катионы VI группы после разрушения аммиачных комплексов.

Испытание на катионы V группы. Если при действии избытками растворов NaOH и NH₄ОН осадок не растворяется, это свидетельствует о наличии катионов V группы.

Если исследуемый раствор содержит одно растворенное вещество, то, установив группу, к которой принадлежит катион, открывают его характерными реакциями. Если исследуемое вещество состоит из нескольких компонентов, катионы которых принадлежат к одной аналитической группе, то их открывают, сочетая дробный и систематический методы анализа. Если же в исследуемом веществе обнаружено присутствие катионов нескольких групп, его анализируют систематическим методом, как смесь катионов шести групп.

Установление присутствия тех или иных катионов в исследуемом растворе значительно облегчает обнаружение анионов. Пользуясь таблицей растворимости, можно заранее предсказать наличие или отсутствие в исследуемом растворе отдельных анионов. Например, если в нейтральном водном растворе обнаружен катион бария, то этот раствор не может содержать анионы SO₄ 2- , СO₃ 2- , SO₃ 2- .

После предварительных испытаний на присутствие анионов летучих кислот, окислителей и восстановителей приступают к установлению групп, к которым принадлежат анионы.

Испытание на анионы I группы. К 2–3 каплям нейтрального или слабощелочного раствора добавляют 2 капли раствора BaCI₂. Если осадок выпадает, то присутствуют анионы I группы.

Испытание на анионы II группы. К 2–3 каплям анализируемого раствора, подкисленного 2 каплями 2 М раствора HNO₃, добавляют каплю раствора AgNO₃. Выпадение осадка указывает на присутствие анионов второй группы.

Испытание на анионы III группы. Так как анионы III группы не имеют группового реагента, их открывают характерными реакциями из раствора, полученного после осаждения анионов I и II групп действием Ag₂SO₄ при рН 8.

Определив группы, к которым принадлежат присутствующие в растворе анионы, приступают к их обнаружению систематическим методом.

источник

1 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СОЛИ НА КАТИОНЫ И АНИОНЫ Методические указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Химия» Ухта 2009

2 УДК 546(075) Ц 57 Цивилев, Р.П. Качественный анализ соли на катионы и анионы [Текст]: метод. указания к лабораторному практикуму по дисциплине «Химия» / Р.П. Цивилев. Ухта: УГТУ, с. Методические указания предназначены для выполнения лабораторной работы по дисциплине «Химия» для студентов первого курса. Методические указания соответствуют рабочей учебной программе. Методические указания рассмотрены и одобрены кафедрой химии от 18 марта 2009 г. протокол 18 и предложены для издания Советом специальности МиГГ протокол 09 от 07 апреля 2009 г. Рецензент: Крупенский В.И., д.х.н., профессор кафедры. Редактор: Рудиченко Н.В. В методических указаниях учтены замечания рецензента и редактора. План 2009 г., позиция 49. Подписано в печать г. Компьютерный набор. Объем 11 с. Тираж 50. Заказ 232. Ухтинский государственный технический университет, , Республика Коми, г. Ухта, ул. Первомайская, 13. Отдел оперативной полиграфии УГТУ , Республика Коми, г. Ухта, ул. Октябрьская, 13.

3 КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ СОЛИ НА КАТИОН И АНИОН Цель работы: определить, какой катион и анион входят в состав исследуемой соли I. ВВЕДЕНИЕ Познакомившись со способом открытия важнейших катионов и анионов, студент должен выполнить контрольную задачу: провести качественный анализ соли, выданный преподавателем. В соли находится один катион и один анион, которые изучались. Задача выдается в виде раствора или легко растворимой в воде соли. Сухую соль нужно растворить в небольшом количестве воды (в случае необходимости при нагревании). Полученное на анализ вещество делят на три части. Одну из них оставляют в запасе, на случай какой-либо неудачи, другую употребляют для открытия катиона и третью для открытия аниона. При этом начинают исследование обычно с открытия катиона, так как в ряде случаев знание содержащегося в задаче катиона позволяет сделать заключение об отсутствии ряда анионов и тем значительно облегчает работу. II. ОТКРЫТИЕ КАТИОНА С помощью групповых реактивов необходимо установить группу, к которой принадлежит искомый катион. К отдельной пробе задачи прибавить соляную кислоту и проверить наличие катионов II группы. При отрицательной реакции на катионы II группы к этой же пробе прибавить раствор серной кислоты. Если в этом случае реакция отрицательна, т.е. отсутствуют катионы III группы, то к новой пробе исходного раствора задачи необходимо добавить по каплям раствор едкого натра. Образование осадка указывает на присутствие катионов IV группы. К полученному осадку гидроксида катиона добавить избыток реактива. Растворение осадка подтверждает присутствие катиона IV группы. Если же пробы групповыми реактивами на катионы II-IV групп не дали положительного результата, то катион принадлежит к 1 аналитической группе. После того, как установлена принадлежность искомого катиона к той или иной аналитической группе приступают к открытию этого катиона в отдельных пробах исходного раствора задачи соответствующими качественными реакциями. Если катион принадлежит к 1 аналитической группе, то первыми в задаче проверяют присутствие ионов аммония, т.к. он дает реакции, аналогичные аналитическим реакциям на ионы калия и натрия. 3

4 Если катион принадлежит ко II аналитической группе, то проверяют растворимость в горячей воде и в гидроксиде аммония осадка, полученного при добавлении к задаче раствора соляной кислоты. Растворимость осадка в соляной кислоте свидетельствует о присутствии в задаче ионов свинца, растворимость в гидроксиде аммония в присутствии ионов серебра. Если катион принадлежит к II аналитической группе, то вывод о присутствии ионов бария можно сделать по выпадению осадка BaCrO 4 при добавлении к задаче раствора бихромата калия. Если катион принадлежит к IV аналитической группе, то к раствору, содержащему алюминат или цинкат прибавить до кислой реакции уксусную кислоту, твердый хлорид аммония (NH 4 Cl) и гидроксид аммония до появления запаха, после чего прокипятить. Белый хлопьевидный осадок Al(OH) 3 указывает на присутствие иона алюминия. Осадок Zn(OH) 2 в присутствии солей аммония выпасть не может, т.к. он растворим в последних, вследствие образования комплексных ионов [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+. Чтобы уменьшить возможность ошибки анализа, необходимо выполнить другие известные на каждый открытый катион аналитические реакции. III. ОТКРЫТИЕ АНИОНА Наличие определенных катионов в растворе задачи позволяет по растворимости соответствующих солей сделать заключение об отсутствии некоторых анионов. Например, присутствие в растворе задачи катиона Ва 2+ указывает на присутствие 1 группы. Т.к. с этими анионами катион Ва 2+ образовал бы нерастворимые в воде соли: BaSO 4, BaCO 3, BaHPO 4. При наличии катионов Ag + и Pb 2+ в растворе не могут быть все анионы 1и II групп. Все катионы II-IV в нейтральном и слабощелочном растворах задачи несовместимы с анионами PO 3-4 и СО 2-3. Как и в случае катиона, при открытии аниона вначале необходимо установить группу, к которой принадлежит искомый анион, а затем определить его с помощью качественных реакций. При этом необходимо учитывать возможность взаимодействия катиона (только в случае катионов II-IV групп) с прибавленными реактивами. Например, цвет бурого кольца при реакции на анион NO _ 3, маскируется катионами серебра, образующими в растворе, в результате восстановления Ag + до металлического серебра. В таких случаях мешающий катион можно удалить кипячением (1-2 мин) с раствором соли NaCl, предварительно отцентрифугировать и в центрифугате проверить полноту осаждения. 4

5 Полученный раствор, содержащий натриевую соль искомого аниона и избыток соли разлить в 2 пробирки. В первую пробирку добавить уксусную кислоту до слабокислой реакции. В первом растворе открывать анионы 2 группы, а во втором — анионы 3 группы. Необходимо придерживаться следующего порядка при определении анионов. 1. Открытие аниона 1 группы а) Проба на анионы 1 группы. К 3-4 каплям нейтрального или слабощелочного раствора задачи прибавить 4-5 капель хлорида бария. Образование осадка указывает на наличие анионов 1 группы. Осадок использовать для открытия анионов. б) Открытие аниона SO К осадку, полученному в предыдущем опыте прибавить 5-6 капель соляной кислоты. Нерастворимость осадка в кислоте указывает на присутствие аниона SO в) Открытие аниона СО Выделение пузырьков газа и растворение осадка при взаимодействии с соляной кислотой свидетельствует о наличии аниона СО Открытие аниона РО Анион РО 4 3- открывают в отдельной пробе задачи магнезиальной смесью (см. реакции аниона РО 4 3- ). II. Открытие аниона II группы. а) Проба на анионы II группы. К 3-4 каплям раствора задачи прибавить 8-10 капель раствора нитрата серебра и затем несколько капель азотной кислоты до кислой реакции. Образование осадка указывает на наличие анионов II группы. б) Открытие аниона Cl. К осадку, полученному в предыдущем опыте прибавить 6-8 капель раствора карбоната аммония, хорошо перемешать. Растворение осадка свидетельствует о наличии аниона хлора. Прибавить к раствору азотную кислоту до кислой реакции. 5

6 Снова должен выпасть осадок белого цвета. Необходимо помнить, что бромид серебра тоже растворим в большом избытке карбоната аммония. в) Открытие анионов Br — и I -. Открытие анионов. Br — и I — производить в отдельной пробе задачи хлорной водой в присутствии органического растворителя бензола. При прибавлении первых нескольких капель хлорной воды органический растворитель окрашивается свободным бромом в оранжевый, а йодом в фиолетовый цвет. Избыток хлорной воды окисляет свободный йод до йодноватой кислоты и фиолетовая окраска органического растворителя исчезает. III. Открытие аниона III группы. Открытие аниона NO 3 -. Анион NO 3 — открывать в отдельной пробе задачи реакцией с сульфатом железа (II) или реакцией с металлическим алюминием и раствором едкого натра (см. реакции аниона NO 3 — ). ПРИЛОЖЕНИЕ Схема систематического хода анализа соли на катион и анион Открытие катиона В анализируемом растворе может присутствовать один из следующих катионов. Ι-ой группы: К +, Na +, NH + 4 ; ΙΙ-ой группы: Ag +, Pb 2+ ; ΙΙΙ-ей группы: Ba 2+, Ca 2+ ; ΙV-ой группы: Al 3+, Zn Установление группы катиона + НCl или 6

7 Осадок AgCl или PbCl 2 (ΙΙ-гр.) Проверить растворимость осадка Нет осадка + спиртовый раствор в горячей воде и в NH 4 ОН: Н 2 SO 4 (PbCl 2 растворяется в горячей воде; AgCl растворяется в NH 4 ОН) или Осадок ВаSO 4 или СаSO 4 Нет осадка (Катион ΙΙΙ гр., см. п. 3) (Катион — ой или 2. Открытие катиона ΙV-группы в отдельных пробах (проводится при отсутствии Ι — ой и ΙΙ — ей группы) + NаОН (по каплям до появления осадка) или Осадок: (ΙV-гр.) Al(ОН) 3 или Zn(ОН) 2 + избыток NаОН (растворение осадка) + СН 3 СООН + NH 4 Cl (тв) + NH 4 ОН (кипячение) Белый осадок Al(ОН) 3 Нет осадка: [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+. Вывод: присутствует Al 3+ + К 4 [Fe(СN) 6 ] ΙV-ой гр., см. п.2) Нет осадка (катион — ой гр., см.п.4) Белый осадок К 2 Zn 3 [Fe(СN) 6 ] 2. Вывод: присутствует Zn Открытие катиона ΙΙ — ей группы (проводится при положительной реакции на ΙΙ — ю группу) 7

8 + K 2 CrO 4 или Жёлтый осадок: ВаCrO 4 Нет осадка Вывод: присутствует Ва 2+ К новой порции анализируемого раствора + (NH 4 ) 2 C 2 O 4 Белый осадок СаC 2 O 4 Вывод: присутствует Са 2+ 4.Открытие катиона Ι-ой группы (проводится при отсутствии ΙΙ — ΙV групп) + реактив Несслера или Красно-бурый осадок [NH 2 Hg 2 O]I нет осадка + Вывод: присутствует NH 4 К отдельной пробе анализируемого раствора + Na 3 [Co(NO 2 ) 6 ] или Жёлтый осадок K 2 Na[CO(NO 2 ) 6 ] нет осадка Вывод: присутствует К + К отдельной пробе анализируемого раствора + К[Sb(OH) 6 ] Белый мелкокристаллический осадок Na[Sb(OH) 6 ] Вывод: присутствует Na + 8

9 Открытие аниона В анализируемом растворе может присутствовать один из следующих анионов: 2 Ι-ой группы: SO 2 4, CO 3, PO 3 4 (отсутствуют, если открыт Ва 2+ или Pb 2+ ); ΙΙ-ой группы Cl, Br, I (отсутствуют, если открыт Ag + или Pb 2+ ); ΙΙΙ-ей группы NO Установление группы аниона + ВаCl 2 или Осадок: ВаSO 4, или ВаCO 3, или ВаНPO 4 Нет осадка Вывод: Ι-я группа Вывод: Ι -я или ΙΙΙ-я группа + НCl Смотри пункт 2 или Осадок не растворяется Осадок растворяется Вывод: ВаSO 4 а) с выделением газа (СО 2 ) 2 Вывод: анион CO 3 б) без выделения газа Вывод: анион PO 4 3 (дополнительно открывается в отдельной пробе реакцией с магнезиальной смесью) 2. Открытие аниона Ι — ой группы (проводится при отсутствии — ой группы) (отдельная проба) + AgNO 3 (+НNO 3, несколько капель) или Осадок: AgCl, или AgBr, или AgI Нет осадка 9

10 + (NН 4 ) 2 СО 3 Вывод: присутствует анион NO 3 (Дополнительно открывается реакцией или с Al или FeSO 4, см. стр. 7) Осадок не растворяется: Осадок растворяется Вывод: AgBr или AgI Вывод: [Ag(NH 3 ) 2 ] + + НNO 3 Смотри пункт 3 Белый осадок AgCl Вывод: присутствует Cl 3. Открытие Br и I (проводится при отсутствии аниона Cl ) (отдельная проба) + Cl 2 (хлорная вода) + бензол Бензол окрашивается или в оранжевый цвет в фиолетовый цвет + избыток хлорной воды + избыток хлорной воды окраска не исчезает окраска исчезает Вывод: присутствует Br Вывод: присутствует I КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. В чем заключается задача качественного анализа? 2. Какие требования предъявляются к аналитическим реакциям? Можно ли для открытия какого-либо иона применять реакции, не сопровождающиеся каким-либо внешним эффектом? 10

11 3. За какими наиболее важными условиями необходимо следить при выполнении аналитических реакций? 4. При действии на раствор хромата калия K 2 CrO 4 нитратом серебра выпадает темно-красный осадок Ag 2 CrO 4. Удается ли эта реакция, если хромат калия заменить сульфатом хрома Cr 2 (SO 4 ) 3. Что мы открываем, применяя в качестве реактива нитрата серебра? Напишите уравнение реакции в молекулярном и ионном виде? 5. Какие аналитические реакции называется специфическими? Приведите примеры. Какой анализ называется дробным? В чем сущность систематического хода анализа? 6. Почему все растворимые соли кальция дают с оксалатом аммония (NH 4 ) 2 C 2 O 4? Удастся ли эта реакция, если этот реактив заменить раствором Na 2 C 2 O 4? Напишите уравнения реакции в молекулярном и ионном виде. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Алексеев, В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа и количественного анализа [Текст] / В.Н. Алексеев. М., «Химия», Коровин, Н.В. Общая химия [Текст] / Н.В. Коровин. М.: Высшая школа, Васильев, В.П. Аналитическая химия [Текст] / В.П. Васильев. Ч. 1. М.: Высшая школа, Цитович, И.К. Курс аналитической химии [Текст] / И.К. Цитович. М.: Высшая школа, Алексеев, В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа [Текст] / В.Н. Алексеев. М.: Химия,

источник