- •1. Вступ
- •1.1. Правила роботи в лабораторії аналітичної хімії
- •1.2. Зміст практикуму та звітність про виконання робіт
- •2. Засоби для якісного напівмікроаналізу
- •2.1. Індивідуальне робоче місце та засоби загального користування
- •2.2. Посуд та інші вироби зі скла та фарфору
- •3. Операції напівмікроаналізу
- •3.1. Оцінювання і регулювання рН середовища
- •3.2. Нагрівання розчинів
- •3.3. Ідентифікація та виявлення іонів "мокрим" способом
- •3.4. Осадження та подальше розділення фаз
- •4. Окремі методи аналізу
- •4.1. Мікрокристалоскопічний аналіз
- •4.2. Крапельний аналіз
- •4.3. Виявлення за забарвленням полум’я
- •5. Аналіз катіонів
- •5.1. Аналітична класифікація катіонів
- •5.2.1. Характеристика групи
- •5.2.5. Аналіз суміші катіонів першої групи
- •5.3.1. Характеристика групи
- •5.3.2. Реакції з гідрофосфатом амонію (nh4)2нрo4 – основним груповим реагентом
- •5.3.3. Загальні реакції
- •5.3.14. Аналіз суміші катіонів другої аналітичної групи
- •5.3.15. Аналіз суміші катіонів першої та другої аналітичних груп
- •5.4.1. Характеристика групи
- •5.4.2. Реакції з груповим реагентом – гідрофосфатом амонію (nh4)2hpo4
- •5.4.3. Загальні реакції
- •5.4.10. Аналіз суміші катіонів третьої аналітичної групи
- •5.4.11. Аналіз суміші катіонів першої – третьої аналітичних груп
- •5.5. Методи ідентифікації та виявлення іонів четвертої аналітичної групи (Sn(II), Sn(IV), As(III), As(V), Sb(III), Sb(V))
- •5.5.1. Характеристика групи
- •5.5.2. Реакції з нітратною кислотою (груповим реагентом)
- •5.5.3. Загальні реакції
- •5.5.4. Методи ідентифікації арсеніт-іона AsO33-
- •5.5.5. Методи ідентифікації арсенат-іона AsO43-
- •5.5.6. Спільні методи ідентифікації арсеніт- і арсенат-іонів
- •5.5.7. Методи ідентифікації іонів Sb(III) I Sb(V)
- •5.5.8. Методи ідентифікації іонів Sn(II) I Sn(IV)
- •5.5.9. Аналіз суміші іонів четвертої аналітичної групи
- •5.6.1. Характеристика групи
- •5.6.2. Реакції з хлоридною кислотою
- •5.6.3. Загальні реакції
- •5.6.7. Аналіз суміші катіонів п’ятої аналітичної групи
- •6. Аналіз аніонів
- •6.1. Аналітична класифікація аніонів
- •6.2. Методи ідентифікації та виявлення аніонів першої аналітичної групи (co32-, so42-, so32-, s2o32-, po43-, b(oн)4-, SiO32-, f- і ін.)
- •6.2.1. Загальні реакції аніонів першої групи
- •6.2.2. Методи ідентифікації іона co32-
- •6.2.3. Методи ідентифікації іона so42-
- •6.2.4. Методи ідентифікації іона so32-
- •6.2.5. Методи ідентифікації іона s2o32-
- •6.2.6. Методи ідентифікації іона po43-
- •6.2.7. Методи ідентифікації іона b(oн)4-
- •6.2.8. Методи ідентифікації іона SiO32-
- •6.2.9. Методи ідентифікації іона f-
- •6.3. Аналіз суміші po43-, AsO33-, AsO43--іонів
- •6.3.1. Відокремлення po43-, AsO43- від AsO33--іона
- •6.4.1. Методи ідентифікації іонів Cl-
- •6.4.2. Методи ідентифікації іона Br-
- •6.4.3. Методи ідентифікації іона I-
- •6.4.4. Методи ідентифікації іона s2-
- •6.4.5. Методи ідентифікації іона scn-
- •6.5. Аналіз суміші аніонів so42-, so32-, s2o32- I s2-
- •6.5.1. Виявлення і відокремлення s2-
- •6.5.2. Виявлення s2o32-
- •6.5.3. Відокремлення і виявлення so42- та so32-
- •6.6. Аналіз суміші аніонів Cl-, Br-, I-, scn- і s2-
- •6.6.1. Попередні дослідження
- •6.6.2. Відокремлення іонів s2-
- •6.6.3. Осадження аніонів Cl-, Br-, I-, scn-
- •6.6.4. Відокремлення іонів Cl- від Br-, I-, scn-
- •6.6.5. Відокремлення іона Br- від I-, scn-
- •6.6.6. Розчинення осадів AgI та AgScn і виявлення іонів I- і scn-
- •6.7. Третя аналітична група аніонів (no3-, no2-, сн3соо- та ін.)
- •6.7.1. Методи ідентифікації іонів no3-
- •6.7.2. Методи ідентифікації іонів no2-
- •6.7.3. Методи ідентифікації іона сн3соо-
- •6.8. Аналіз суміші аніонів і-ііі груп
- •6.8.1. Систематичний хід аналізу суміші аніонів і–ііі груп
- •6.8.2. Попередні дослідження
- •6.8.3. Виявлення деяких аніонів порційним способом
- •6.9. Систематичний аналіз суміші аніонів і-ііі груп
- •6.9.1. Виявлення катіонів важких металів
- •6.9.2. Відокремлення катіонів важких металів осадженням карбонатом натрію
- •7 Аналіз об’єктів
- •7.1. Аналіз штучної суміші твердих речовин (солей чи оксидів)
- •7.1.1. Попередні дослідження
- •7.1.2. Розчинення зразка
- •7.1.3. Виявлення катіонів
- •7.1.4. Систематичний аналіз
- •7.2. Аналіз сплавів
- •Література
5.5. Методи ідентифікації та виявлення іонів четвертої аналітичної групи (Sn(II), Sn(IV), As(III), As(V), Sb(III), Sb(V))
5.5.1. Характеристика групи
У водних розчинах іони четвертої аналітичної групи здебільшого є аніонами – комплексними (SbCl63-, SbCl6-, Sb(OH)6-, SnCl42-, SnCl62-, Sn(OH)42-, Sn(OH)62- та ін.) чи оксианіонами (AsO33-, AsO43-, HAsO32-, HAsO42-, H2AsO3-, H2AsO4-) і молекулами (H3AsO3, H3AsO4). Існування простих гідратованих катіонів цих елементів включно з іоном Sn2+ (Sn(H2O)62+) не підтверджено. Однак вважають, що в сильнокислих розчинах може бути іон As3+:
H3AsO3 + 3Н+ As3+ + 3Н2О.
Арсенітна кислота Н3AsО3 є слабкою: рКа,1 = 8,10, рКа,2 = 12,1 і рКа,3 = 13,4.
Арсенатна кислота Н3AsО4 – дещо сильніша за арсенітну: рКа,1 = 2,19, рКа,2 = 6,94, рКа,3 = 11,5. Тому за умов виявлення і визначення арсену середні іони AsO33-, AsO43- у водних розчинах відсутні. Натомість можуть бути гідроаніони, молекулярні кислоти (H3AsO3, H3AsO4). Метаарсенітна кислота НAsO2 та її аніон AsO2- у водних розчинах не існують. У воді добре розчиняються арсеніти та арсенати лужних металів і амонію. Нерозчинні у воді солі розчиняються у кислотах.
Особливості утворення іонних форм Sn, As i Sb здебільшого зумовлені ковалентним характером зв’язків їхніх атомів. Незважаючи на переважно аніонну природу іонів цих елементів, аналітично їх класифікують разом з катіонами. Вони легко можуть бути відокремлені від багатьох катіонів осадженням сірководнем (рН~0,5), що використовують у систематичному аналізі за сірководневою класифікацією. Сульфіди Sn, As i Sb мають кислотний характер (тіоангідриди), легко розчиняються у лугах. Дією ди- чи полісульфідів амонію ((NH4)2S2, (NH4)2Sn) вони перетворюються у розчинні тіосолі, як наприклад:
2H3AsO3 + 3H2S = As2S3↓ + 6H2O;
As2S3 + 3(NH4)2S = 2(NH4)3AsS3;
(тіоарсеніт амонію)
As2S3 + 2(NH4)2S2 = As2S5 + 2(NH4)2S;
As2S5 + 3(NH4)2S = 2(NH4)3AsS4;
(тіоарсенат амонію)
As2S3 + 12NaOH = 2Na3AsO3 + 3Na2S + 6H2O.
Досить добре відокремлюють іони Sn, As i Sb від інших катіонів і аніонів у систематичному аналізі за аміачно-фосфатною класифікацією (див. нижче) на основі утворення нерозчинних кислот H2SnO3 і H3SbO4 та здатності H3AsO4 адсорбуватися ними.
Іони AsO33-, AsO43- часто додатково зараховують також і до складу першої аналітичної групи аніонів через подібність за властивостями до фосфат-іона.
5.5.2. Реакції з нітратною кислотою (груповим реагентом)
Нітратна кислота легко окиснює Sn(II), As(III) i Sb(III):
3SnCl42- + 2NO3- + 6Cl- + 8H+ = 3SnCl62- + 2NO↑ + 4H2O;
3H3AsO3 +2NO3- + 2H+ = 3H3AsO4 + 2NO↑ +H2O;
3SbCl63- + 2NO3- + 8H+ = 3SbCl6- + 2NO↑ + 4H2O.
При нагріванні розчину іонів четвертої групи з 6 М HNO3 утворюються нерозчинні станатна і метастибіатна кислоти, відповідно H2SnO3 і HSbO3. Утворюючись, H2SnO3 адсорбує розчинну арсенатну кислотуH3AsO4:
3SnCl42- + 2NO3- + 5H2O 3H2SnO3↓ + 2NO↑ +4Н+ + 12Cl-;
nH2SnO3 + mH3AsO4 (H2SnO3)n(H3AsO4)m↓.
Утворенню адсорбційної сполуки станатної кислоти з арсенатною сприяє додавання до досліджуваного розчину декількох крапель 1 М розчину Na2HPO4. Відбувається сумісна адсорбція фосфатної і арсенатної кислот з утворенням продукту (H2SnO3)n∙(H3AsO4)m∙(H3PO4)k.