- •Головне видавництво видавничого об'єднання «вища школа»
- •Передмова
- •Предмет аналітичної хімії
- •Сучасні завдання аналітичної хімії
- •Методи аналітичної хімії
- •§ 1. Закон діючих мас
- •§ 2. Теорія електролітичної дисоціації
- •§ 3. Концентрація водневих іонів води. Поняття про рН
- •§ 4. Концентрація водневих іонів розчинів кислот і основ
- •§ 5. Гідроліз. Концентрація водневих іонів розчинів солей
- •§ 6. Буферні розчини
- •§ 7. Графічний метод обчислення рН розчину
- •§ 9. Добуток розчинності
- •§ 10. Вплив однойменних іонів на розчинність осадів
- •§ 11. Розчинність осадів у кислотах
- •§ 12. Розчинність осадів при утворенні комплексів
- •§ 13. Осади кристалічні і неявнокристалічні (аморфні)
- •§ 14. Колоїдні розчини
- •Розділ 3. Комплексні сполуки
- •§ 15. Загальні положення
- •§ 16. Комплексні сполуки з неорганічними лігандами
- •§ 17. Комплексні сполуки з органічними лігандами
- •§ 18. Застосування комплексних сполук в аналізі
- •§ 19. Органічні реактиви
- •Розділ 4. Реакції окислення-відновлення
- •§ 20. Загальна характеристика
- •§ 21. Окислювально-відновний потенціал
- •§ 22. Властивості окислювально-відновного потенціалу. Рівняння Нернста
- •§ 23. Окислювальний потенціал і напрям реакцій окислення-відновлення
- •§ 24. Індуктивні реакції окислення-відновлення
- •§ 25. Хроматографічний аналіз. Іонообмінники
- •§ 26. Екстракція. Інші методи розділення
- •§ 27. Аналіз у розчині та сухий метод аналізу
- •§ 28. Макро-, мікро- і напівмікроаналіз. Краплинний, безстружковий і мікрокристалоскопічний методи аналізу
- •§ 29. Чутливість і специфічність реакцій
- •§ Зо. Хімічні реактиви
- •§ 31. Концентрація розчинів
- •§ 32. Техніка роботи в лабораторії якісного аналізу
- •§ 33. Дробний і систематичний методи якісного аналізу
- •§ 34. Класифікація катіонів на аналітичні групи
- •Розділ 7. І аналітична група катіонів
- •§ 35. Загальна характеристика групи
- •§ 36. Натрій
- •§ 38. Амоній
- •§ 39. Магній
- •§ 40. Аналіз суміші катіонів і аналітичної групи
- •Розділ 8. II аналітична група катіонів § 41. Загальна характеристика групи
- •§ 43. Стронцій
- •§ 44. Кальцій
- •§ 45. Аналіз суміші катіонів і і II аналітичних груп
- •Розділ 9. Ill аналітична група катіонів § 46. Загальна характеристика групи
- •§ 47. Алюміній
- •§ 48. Хром
- •§ 50. Марганець
- •§ 51. Цинк
- •§ 52. Кобальт
- •§ 53. Нікель
- •§ 54. Аналіз суміші катіонів III аналітичної групи
- •§ 56. Аналіз суміші катіонів III, II і і аналітичних груп, що містить фосфат-іони
- •Розділ 10. IV аналітична група катіонів
- •§ 57. Загальна характеристика групи
- •Підгрупа срібла
- •§ 59. Свинець
- •§ 60. Ртуть (і)
- •§ 61. Аналіз суміші катіонів підгрупи срібла
- •IV аналітичної групи
- •Підгрупа міді
- •§ 62. Ртуть (II)
- •§ 64. Кадмій
- •§ 65. Вісмут
- •§ 66. Аналіз суміші катіонів IV—і аналітичних груп
- •Розділ 11. V аналітична група катіонів § 67. Загальна характеристика групи
- •§ 69. Сурма
- •§ 70. Олово
- •§ 71. Аналіз суміші катіонів IV і V аналітичних груп
- •Розділ 12. Аналіз рідкісних елементів § 72. Загальна характеристика
- •§ 73. Титан
- •§ 74. Ванадій
- •§ 75. Молібден
- •§ 76. Вольфрам
- •§ 78. Безсірководневі методи якісного аналізу катіонів
- •Розділ 13. Аналіз аніонів § 79. Класифікація аніонів
- •І група аніонів
- •§ 86. Кремнієва кислота і реакції силікат-іонів SiO|—
- •II група аніонів
- •§ 91. Йодистоводнева кислота і реакції йодид-іонів і
- •§ 92. Сірководнева кислота і реакції сульфід-іонів s2-
- •Ill група аніонів
- •§ 94. Азотна кислота і реакції нітрат-іонів імог
- •§ 95. Азотиста кислота і реакції нітрит-іонів n02
- •§ 96. Оцтова кислота і реакції ацетат-іонів сн3соо
- •§ 97. Хлорнувата кислота і реакції гіпохлорат-іонів сюг
- •§ 98. Аналіз суміші аніонів і—III аналітичних груп
- •§ 100. Розчинення речовини і виявлення катіонів
- •§ 101. Виявлення аніонів
- •§ 102. Аналіз металів і сплавів
- •§ 103. Предмет і значення кількісного аналізу
- •§ 104. Визначення основних компонентів і визначення домішок
- •§ 105. Класифікація хімічних методів кількісного аналізу
- •І. Гравіметричий аналіз1
- •§ 106. Суть методу
- •§ 107. Вимоги до осадів у гравіметричному аналізі
- •§ 108. Співосадження
- •§ 109. Умови осадження
- •§ 110. Відокремлення осаду від маточного розчину
- •§ 111. Переведення осаду у вагову форму
- •§ 112. Принцип дії аналітичних терезів
- •§ 113. Правила користування аналітичними терезами і зважування на них
- •Розділ 18. Приклади гравіметричних визначень
- •§ 114. Розрахунки у гравіметричному аналізі
- •0,3115 Г становить 100%;
- •0,5025 Г становить 100%; 0,0874 г » х%,
- •§ 115. Визначення заліза у вигляді оксиду
- •§ 116. Визначення сульфатів у вигляді сульфату барію
- •§ 117. Розділення і визначення кальцію і магнію
- •§ 118. Визначення нікелю в сталях
- •II. Титриметричний аналіз Розділ 19. Загальні положення титриметричного аналізу
- •§ 119. Суть методу
- •§ 120. Концентрація розчинів і розрахунки в титриметричному аналізі
- •§ 121. Приготування робочих розчинів
- •§ 122. Методи непрямого титрування
- •§ 123. Точка еквівалентності
- •§ 124. Установлення точки еквівалентності за допомогою індикаторів
- •§ 125. Мірний посуд
- •§ 126. Перевірка мірного посуду
- •§ 127. Титрування кислотами та основами
- •§ 128. Індикатори методу кислотно-основного титрування (методу нейтралізації)
- •§ 129. Вибір індикаторів при титруванні кислотами та основами
- •§ 130. Криві титрування
- •§ 131. Помилки титрування
- •2NaHc03 ї± н20 -f- c02 -f Na2c03.
- •§ 132. Робочі розчини методу кислотно-основного титрування
- •§ 133. Приклади застосування методу кислотно-основного титрування (методу нейтралізації)
- •§ 134. Криві титрування
- •§ 135. Індикатори методів окислення-відновлення
- •§ 136. Еквівалент у реакціях окислення-відновлення
- •Розділ 22. Перманганатометрія
- •§ 137. Загальна характеристика методу. Приготування робочого розчину перманганату калію
- •§ 138. Визначення заліза
- •§ 139. Визначення пероксиду водню
- •§ 140. Визначення нітритів
- •Розділ 23. Йодометрія
- •§ 141. Загальна характеристика методу
- •§ 142. Приготування робочих титрованих розчинів
- •§ 143. Йодометричне визначення міді
- •§ 144. Йодометричне визначення активного хлору в хлорному вапні
- •B/r. WNa,s203l/NaliS!03јCl " 10°
- •§ 145. Йодометричне визначення сірки
- •Розділ 24. Метод осадження § 146. Загальна характеристика методу
- •§ 147. Індикатори
- •§ 148. Помилки титрування в методі осадження
- •§ 149. Робочі розчини і вихідні речовини методу осадження
- •§ 150. Визначення галогенід-іонів
- •Розділ 25. Методи комплексоутворення
- •§ 151. Загальні положення методів комплексоутворення
- •§ 152. Меркуриметричне визначення хлоридів
- •§ 153. Комплексонометричне визначення твердості води
- •III. Спектрофотометричний і колориметричний методи аналізу Розділ 26. Загальні положення
- •§ 154. Суть методів
- •§ 155. Загальні умови колориметричного визначення
- •§ 156. Закон Бугера—Ламберта—Бера
- •§ 157. Методи вимірювання інтенсивності забарвлення
- •§ 159. Визначення міді в грунтах
- •§ 160. Загальні положення
- •§ 161. Наближене визначення рН
- •§ 162. Безбуферні методи визначення рН
- •§ 163. Буферний метод визначення рН
- •IV. Аналіз різних матеріалів Розділ 29. Аналіз продуктів харчування § 164. Визначення кислотності хліба і молока
- •§ 165. Аналіз грунту і води
- •§ 166. Визначення оксидів кальцію і магнію в доломіті
- •Розділ 31. Аналіз добрив
- •§ 167. Визначення фосфору в суперфосфаті
- •§ 168. Визначення калію в калійних добривах
- •§ 169. Визначення азоту в аміачних добривах
- •Додатки
- •Кислоти
- •Густина розчинів їдких калі і натру
Розділ 9. Ill аналітична група катіонів § 46. Загальна характеристика групи
До III аналітичної групи катіонів належать катіони елементів III групи, побічних підгруп IV і V груп періодичної системи, а також елементів, розташованих у середній частині четвертого великого періоду в їх нижчих валентностях. В атомах останніх елементів добудовується третій електронний шар (від 8 до 18 електронів), тому ці катіони мають незакінчені електронні оболонки. Іон Zn2+ хоч і має 18-електронну оболонку, але він за своїми властивостями (зокрема за здатністю взаємодіяти із сірководнем) є перехідним між катіонами III і IV груп.
Груповим реактивом для катіонів III групи є сульфід амонію (NH4)2 S. Іони Fe3+, Fe2+, Mn2+, Zn2+, Co2+ і Ni2+ осаджуються реактивом у вигляді сульфідів. Іони А13+ і Сг3+, сульфіди яких у водних розчинах гідролізують, осаджуються у вигляді гідроксидів. Сульфіди катіонів III групи відрізняються від сульфідів лужних і лужноземельних металів тим, що практично не розчиняються у воді. Вони розчиняються в розведених мінеральних кислотах, тоді як сульфіди катіонів IV і V аналітичних груп осаджуються сірководнем навіть із солянокислих розчинів (0,3 н. НС1).
Катіони III аналітичної групи не осаджуються сірководнем, бо PLS є дуже слабкою кислотою. Вона навіть у нейтральному розчині утворює так мало іонів S2~, що добуток розчинності сульфідів катіонів ПІ групи (крім Zn2+) виявляється недосягнутим. При заміні H2S її розчинними соля-
158
ми, внаслідок дисоціації яких концентрація іонів S2 збільшується, осаджуються катіони III групи. Наприклад:
FeS04 + (NH4)2 S = FeS + (NH4)2 S04.
Сульфіди й гідроксиди катіонів III групи відрізняються за забарвленням: Fe2S3, FeS, NiS, CoS — чорного кольору; ZnS і Al (OH)3 — білого; MnS — рожевого; Сг (ОН)3 — зеленого.
Кобальт і нікель не осаджуються H2S з кислих розчинів, але осаджуються (NH4)2S у нейтральному або слабколужному середовищі. Проте після осадження сульфіди CoS і NiS з часом переходять у таку модифікацію, яка не розчиняється в розведених кислотах. Деякі сульфіди існують у кількох формах. Наприклад, сульфід марганцю осаджується у вигляді MnS • яН20 рожевого кольору. Сульфід марганцю MnS, добутий сухим методом, має зелений колір.
Сульфіди катіонів III групи часто утворюють колоїдні розчини. Тому їх не можна відокремити від розчину фільтруванням або центрифугуванням. Добавляння амонійних солей (або будь-якого іншого розчинного електроліту) і нагрівання розчину сприяє коагуляції сульфідів.
Катіони III аналітичної групи, на відміну від катіонів І і II аналітичних груп, утворені елементами різних груп періодичної системи Д. І. Менделєєва і мають різну валентність. Сталу валентність мають іони нижчих груп (II і III) — цинку й алюмінію. Іони елементів вищих груп періодичної системи (наприклад, хром, марганець, залізо тощо) в розчині мають різну валентність. Основні властивості оксидів металів у відповідних гідроксидах слабшають із зростанням валентності елементу. Вищі оксиди являють собою кислотні ангідриди. Так, оксид хрому (II) СгО — основний оксид, його гідрат Сг (ОН)2 є слабкою основою і утворює солі тільки з кислотами: оксид хрому (III) Сг203 має амфотерні властивості, він утворює солі з кислотами й основами, наприклад СгС13, КСг02 тощо. Оксид хрому (VI) Сг03 являє собою ангідрид хромової кислоти Н2СЮ4.
Солі катіонів III аналітичної групи у водних розчинах значною мірою гідролізують. Це пояснюється тим, що гідроксиди цих металів є дуже слабкими основами і для утворення їх концентрація гідроксильних іонів у розчині достатня.
Іони III аналітичної групи (хрому, заліза, марганцю тощо) мають змінну валентність, тому в аналізі широко використовуються їх реакції окислення і відновлення для виявлення і розділення відповідних іонів. Наприклад, реакція окислення Сг3+ до СЮ2- в лужному розчині дає можливість відокремити залізо від хрому, реакція окислення Мп2+ до МпОГ використовується для виявлення марганцю.
Катіони III аналітичної групи є енергійними лігандами; їх комплексні сполуки широко застосовують в аналізі. Так, іони цинку, нікелю і кобальту у вигляді аміакатів можна відокремити від іонів заліза. Комплексні сполуки гексаціано-(ІІ)ферат і гексаціано-(ПІ)ферат дуже ефективні реактиви на іони заліза (НІ) і заліза (II) відповідно. Реакції комплексоутворення вико-
159
ристовують для маскування тих або інших катіонів III групи. Наприклад, при виявленні нікелю диметилгліоксимом залізо (III) маскують, переводячи його в тартратний комплекс добавлянням винної кислоти.