Лабораторна робота №5

Тема заняття: Характерні реакції на аніони І, ІІ, ІІІ аналітичних груп.

Мета навчальна: практично вивчити приватні реакції катіонів:

SO₄^2-, SO₃^2-, CO₃^2-, Cl^-, NO₃^-, NO₂^-.

Розвиваюча: розвивати вміння і навички досліджувати складові речовин, творче мислення та систематизувати отриманні знання і робити висновки.

Виховна: виховувати почуття взаємодопомоги та відповідальності, охайність, екологічну і мовну культуру.

Матеріально-технічне обладнання та посібники для роботи: штатив з пробірками реактивів та пробірка для отримання газів; розчини солей Na₂SO₄, Na₂SO₃, Na₂S, NaCl, NaNO₃, NaNO₂, BaCl₂, AgNO₃, Na₂CO₃, KMnO₄ , розчин йоду HCl, HNO₃, H₂SO₄, NH₄OH.

Техніка безпеки: Бережіть очі при всіх дослідах! Увага! Ви працюєте з розчинами кислот і лугів, тому слідкуйте, щоб вони не потрапили на шкіру або одяг. Будьте обережні ! дотримуйтесь правил техніки безпеки!

Література: 1. Жванко Ю.Н., Панкратова Г.В., Мамедова З.І., Аналітична хімія і ТХК в громадському харчування, М.., Вища школа, 1989, стор. 62-68

2. Шапіро с.А., Шапіро м.А., Аналітична хімія, м., 1991, стор. 150-164 Зміст та послідовність виконання роботи

1. Вхідний контроль

1. Які аніони відносяться до першої , другої і третьої аналітичної групи і чим відрізняються ці групи одна від другої?

2. Які речовини являються груповими реактивами аналітичних груп аніонів і роль їх в аналізі аніонів? Написати склад осадів які утворюються з груповим реактивом з аніонами даної групи.

3. Чим суттєво відрізняється аналіз аніонів від аналізу катіонів?

4. Який аніон першої групи осаджується ВаСl₂ в кислому розчині?

5. Як виявляється в розчині сульфат – іон SО₄^2-?

Дослід №1 та методичні рекомендації до його виконання.

Приватні реакції аніонів першої аналітичної групи: SО₄^2-, SО₃^2-

Реакція іона SО₄^2-

а) реакція з хлоридом барію. ВаСl₂ з іонами SО₄^2- утворюють кристалічний осад ВаSО₄

білого кольору, нерозчинний в кислотах і лугах.

BaCl + Na₂SO₄ = BaSO₄ ↓+ 2NaCl

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ ↓

До 2-3 крапель розчину Na₂SO₄ прилити стільки ж розчину BaCl₂, випадає осад. Осад ділимо на 2 частини і досліджуємо на розчинність його в HCl і NaOH.

б) Реакція іонів SO₃^2-

Реакція з хлоридом барію. BaCl₂ з іонами SO₃^2- дає кристалічний осад білого кольору. Осад розчинається в HCl; HNO₃SO₂ з виділенням з характерним запахом.

BaCl₂ + Na₂SO₃ = BaSO₃ ↓+ 2NaCl

Ba²⁺ + SO₃^2- = BaSO₃ ↓

BaSO3 + 2HCl = BaCl₂ + SO₂↑ + H₂O

До 2-3 краплин розчину Na₂SO₃ приливаємо стільки ж розчину BaCl_2.

Випадає осад. Осад ділимо на 2 частини; досліджуємо на розчинність в HCl; HNO₃.

Реакція з окисниками. Окисники – йод або перманганат калію, окислюють в кислому середовищі SO₃^2-до іона SO₄^2-

Na₂SO₃ + І₂ + 2НСl + Н₂О = Н₂SO₄ + 2НІ + 2NaCl

До 2-3 краплин розчину Na₂SO₃ приливаємо 1-2 краплі HCl і 2-3 краплини розчину йоду. Спостерігаємо знебарвлення розчину йоду. КМnО₄ в присутності Н₂SO₄ теж знебарвлюється.

Реакції аніонів СО₃^2-

Реакція з хлоридом барію. BaCl₂ з іонами СO₃^2- дає осадок білого кольору, розчинений в мінеральних і оцтовій кислотах.

Na₂CO₃ + BaCl₂ = BaCO₃ ↓+ 2NaCl

Ba²⁺ + CO₃^2- = BaCO₃ ↓

До 2-3 краплин розчину Na₂CO₃ долити стільки ж розчину BaCl_2.

Випадає осад. Перевірити розчинність осаду в кислотах.

Реакція з кислотами. Карбонати розкладаються розбавленими кислотами з виділенням СО².

Na₂CO₃ + 2НСl = 2NaCl + CO₂↑ + H₂O

Виділяємий СО₂ відкривають по помутнінню вапняної або баритової води:

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ ↓+ H₂O

Проведення реакції в пробірку з газовідведенню трубкою приливаємо 5-6 крапель розчину Na₂CO₃ і стільки ж розчину НСl. Швидко закриваємо пробірку пробкою з газовідвідною трубкою і кінець трубки опускаємо в пробірку з вапняного або баритовою водою. Спостерігаємо утворення білого осаду або помутніння розчину.

Дослід №2 та методичні рекомендації до його виконання.

Приватні реакції аніонів другої групи.

а) Реакція хлорид іонів Сl^-

Реакція з AgNO₃ Нітрат срібла з іонами Сl^- утворюють білий осад AgСl, добре розчинний в розчині NН₄OН. При підкислені нітратною кислотою аміачного розчину хлориду срібла знову випадає білий осад AgСl. Цю властивість використовують для відкриття іонів Сl^-

NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

AgCl + 2NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ = AgCl ↓ + 2NH₄NO₃

До 2-3 краплин розчину NaСl добавити стільки ж розчину AgNO₃

Випадає осад. До осаду прибавляємо розчин NH₄OH до повного розчинення. В отриманому розчині відкрити іони Сl^- дією 3-5 крапель розчину HNO₃

б) Реакція сульфід – іонів S^2-

Реакція з AgNO₃ нітрат срібла з іонами S^2- утворюють чорний осад Ag₂S. Осад нерозчинений в розчині але розчинний при нагрівання в 2н ∙ HNO₃

Na₂S + 2AgNO₃ = Ag₂S↓ + 2NaNO₃

3Ag₂S + 8HNO₃ = 6AgNO₃ + 3S↓ + 2NO + 4H₂O

Проведення реакції: До 2-3 краплин розчину Na₂S прилити стільки ж розчину AgNO₃. Спостерігати утворення осаду чорного кольору.

Реакція з кислотами. Розбавлена кислота HCl, H₂SO₄розкладають сульфід з виділенням сірководню.

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑

S^2- + 2H⁺ = H₂S↑

Сірководень можна виявити по запаху (тухлих яєць) і по почорнінню паперу, пропитаного сіллю свинцю.

H₂S + (CH₃COO)₂ Pb = PbS↓ + 2CH₃COOH

S^2- + Pb²⁺ = PbS↓

Проведення реакції . змочити смужку фільтрувального паперу розчином солі свинцю. В пробірку прилити 2-3 краплі розчину Na₂S; 3-4 краплі HCl. Пробірку накрити підготовленою смужкою фільтрувального паперу і злегка нагріти. В присутності S^2- папір чорніє.

Дослід №3 та методичні рекомендації до його виконання.

Приватні реакції аніонів третьої аналітичної групи.

Реакції нітрат – іонів NO₃

Реакція з FeSO₄. Сульфат заліза FeSO₄ відновлює HNO₃; її солі до NO.

2NaNO₃ + 6FeSO₄ + 4H₂SO₄ = 3Fe(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 2NO↑ + 4H₂O

Виділяємий NO утворює з FeSO₄ нестійку комплексну сполуку [Fe(NO)]SO₄ бурого кольору.

Проведення реакції. В пробірку прилити 2-3 краплі розчину NaNO₃ або КNO₃

3-4 каплі концентрованого розчину FeSO₄. Потім обережно по стінкам пробірки добавити концентрованої H₂SO₄. В місці зіткнення рідин з’являється темно-буре кільце.

Реакції нітрит – іонів NO₂^-

Реакція з KMnO₄. Перманганат калію KMnO₄ окислює іони NO₂^- NO₃^- при цьому відбувається знебарвлення розчину KmnO₄.

5NaNO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 5NaNO₃ + 2MnSO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

Проведення реакції. В пробірку прилити 3-4 краплі розчину солі NaNO₂, розчин підкислити H₂SO⁴. Потім до суміші добавити по краплям розчин KMnO₄, спостерігати знебарвлення розчину KMnO₄.

Вихідний контроль:

1. Які аніони є окисниками і які відновниками?

2. Назвіть реакції, якими можна виявити в розчині аніони – окисники і аніони – відновники.

3. Як діють кислоти на карбонати, сульфіти і сульфіди? Напишіть рівняння цих реакцій.

4. Які аніони і чому не можуть знаходитись в кислому розчині?

5. Як виявити виділяємі газоподібні речовини: CO₂, SO₂, H₂S?

6. Що таке баритова і вапняна вода? Їх роль в якісному аналізі аніонів.

Після виконання роботи студент повинен

Знати: Характерні реакції на аніони І, ІІ, ІІІ аналітичних груп.

Вміти: практично вивчити приватні реакції катіонів:

SO42-, SO32-, CO32-, Cl-, NO3-, NO2-.

Завдання додому: Закінчити оформлення звіту лабораторної роботи №5

І Н С Т Р У К Ц І Й Н А К А Р Т К А