Практические работы Работа №1 Разделение и обнаружение катионов II аналитической группы способом осадочной хроматографии

Цель работы: познакомиться с разделением и идентификацией катионов методом бумажной хроматографии.

Сущность работы

Разделение смеси катионов II аналитической группы (Hg₂²⁺, Ag⁺, Pb²⁺) и их идентификация проводится на фильтровальной бумаге, пропитанной раствором иодида калия, при взаимодействии с которым они образуют окрашенные осадки (осадочная хроматография).

Бумага готовится непосредственно перед выполнением анализа.

Реактивы и оборудование:

Нитрат серебра, C(AgNO₃) = 0,25 моль/л

Нитрат ртути(I), C(Hg₂(NO₃)₂) = 0,25 моль/л

Нитрат свинца(II), C(l/2 Pb(NO₃)₂) = 0,25 моль/л

Иодид калия, 5 %-ный водный раствор.

Гидроксид натрия, C(NaOH) = 0,05 моль/л

Фильтровальная бумага (синяя лента)

Разделительная камера или цилиндр с притертой пробкой

Выполнение работы

1. Подготовка к хроматографироеанию бумаги. Фильтровальную бумагу (синяя лента) пропитывают 5%-ным раствором иодида калия, погружая ее на 3-5 мин. в данный раствор. Высушивают бумагу на воздухе. Сухую бумагу разрезают на квадраты размером 4*4 см.

2. Получение осадочной хроматограммы.

В центр бумажного квадрата наносят капилляром исследуемый раствор. После впитывания первой капли наносят вторую и дают ей впитаться. Полученную хроматограмму промывают 2-3 каплями дистиллированной воды, внося каждую последующую каплю после впитывания предыдущей. Промывание повторяют до тех пор, пока размер зоны не увеличится в два-три раза. При промывании хроматограммы чередование зон не нарушается, увеличивается лишь ширина каждой зоны и границы их становятся более отчетливыми. Хроматограмму подсушивают и проявляют, проводя кисточкой, смоченной 0,05 н. раствором NaOH от центра к периферии.

Первичная хроматограмма катионов II аналитической группы имеет вид: в центре – темно-зеленое пятно – зона Hg₂J₂, окруженное оранжевым цветом при наличии HgJ₂, за ней следует светло-желтая зона – AgJ и затем ярко-желтая зона – РbJ₂, что соответствует растворимости указанных соединений. Анализируя первичную хроматограмму, можно только определить присутствие катионов Hg₂²⁺ и Рb²⁺, так как светло-желтая зона AgJ маскируется ярко-желтой – РbJ₂. Для обнаружения Ag первичную хроматограмму проявляют 0,05н. раствором NaOH. При этом иодид свинца PbJ₂ растворяется в NaOH с образованием бесцветного плюмбита натрия Na₂PbO₂, на хроматограмме остается светло-желтое кольцо AgJ. При избытке щелочи оно постепенно чернеет, так как образуется оксид серебра – Ag₂O.

Все эти операции занимают 10–15 мин. Поэтому получение осадочной хроматограммы на бумаге можно использовать в качестве проверки правильности результатов качественного анализа катионов II аналитической группы.

Приводят рисунки хроматограмм.

Работа №2 Разделение и обнаружение катионов Cu(II), Fe(III) и Al(III) методом осадочной хроматографии на бумаге

Цель работы: Провести разделение и обнаружение катионов Сu²⁺, Fe³⁺ и Al³⁺ методом осадочной бумажной хроматографии.

Сущность работы

Разделение смеси катионов Cu(II), Fe(III) и Al(III) и их идентификация проводится на фильтровальной бумаге, пропитанной раствором осадителя гексацианоферратом(II) калия, при взаимодействии с которым они образуют окрашенные малорастворимые осадки (осадочная хроматография).

В центр листа бумаги, пропитанной раствором осадителя – феррацианида калия K₄[Fe(CN)₆], капилляром наносится анализируемый водный раствор. Ионы меди Сu²⁺ и железа Fe³⁺ взаимодействуют цианид-ионами с образованием малорастворимых осадков:

2Cu²⁺+[Fe(CN)₆]^4– → Cu₂[Fe(CN)₆] (коричневый)

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4‑ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃ (синий)

П оскольку ферроцианид меди(II) менее растворим, чем ферроцианид железа(III), то вначале выделяется осадок ферроцианида меди(II), образующий центральную коричневую зону (Рис.). Затем образуется синий осадок ферроцианида железа(III) дающий синюю зон. Ионы алюминия перемещаются на периферию, давая бесцветную зону, поскольку они не образуют окрашенного ферроцианида алюминия. Алюминий обнаруживают реакцией с ализарином, опрыскивая фильтровальную бумагу.

Реактивы и оборудование:

Анализируемая смесь катионов: Сu²⁺, Fe³⁺ и Al³⁺

Реагенты проявители: 10%-ный раствор аммиака, 1%-ный раствор гексацианоферрата(II) калия, раствор ализарина-S.

Оборудование: Фильтровальная бумага (синяя лента)

Разделительная камера или цилиндр с притертой пробкой

Выполнение работы

1. Подготовка к хроматографироеанию бумаги. Фильтровальную бумагу (синяя лента) пропитывают 1%-ным раствором гексацианоферратом(II) K₄[Fe(CN)₆], погружая ее на 2-3 мин. в данный раствор. Высушивают бумагу на воздухе. Сухую бумагу разрезают на квадраты или оставляют как есть.

2. Получение осадочной хроматограммы. Первичная хроматограмма

В центр листа бумаги капилляром наносят исследуемый водный раствор. После впитывания первой капли наносят последующие капли и дают им впитаться. Полученную хроматограмму промывают 2-3 каплями дистиллированной воды, внося каждую последующую каплю после впитывания предыдущей. Промывание повторяют до тех пор, пока размер зоны не увеличится в два-три раза. При промывании хроматограммы чередование зон не нарушается, увеличивается лишь ширина каждой зоны. Таким путем получают первичную хроматограмму, на которой зоны осадков частично перекрываются.

Затем получают вторичную хроматограмму. Для этого подходящий растворитель (водный раствор аммиака) наносят капилляром в центр первичной хроматограммы. Растворитель самопроизвольно перемещается от центра бумаги к периферии, увлекая с собой и осадки, которые перемещаются с различной скоростью: зона бо­лее растворимого осадка ферроцианида железа перемещается быстрее зоны менее растворимого осадка ферроцианида меди. На этом этапе за счет различия в скоростях перемещения зон происходит их более четкое разделение.

Для открытия ионов алюминия, образующих бесцветную перифери­ческую зону, вторичную хроматограмму проявляют – опрыскивают (из пульверизатора) раствором ализарина – органического реагента, образующего с ионами алюминия продукты реакции розового цвета (ализариновый лак). Получают внешнее розовое кольцо.

Приводят рисунки хроматограмм.