БТПп1 / химия / kurs_lekcii_kachestvennyi_khimicheskii_analiz_200414

70

AgCl. Ко второй части добавляют раствор иодида калия, аммиакатный комплекс разрушается с образованием осадка AgI.

Обнаружение фосфат - иона РО43- проводят, предварительно окислив при кипячении S2-- и Cl--ионы концентрированной азотной кислотой.

Открывается РО43- ион реакцией с молибденовой жидкостью. К 1-2 каплям исследуемого раствора приливают 8-10 капель молибденовой жидкости (раствор (NH4)2MoO4 в HNO3), нагревают на водяной бане. Через некоторое время выпадает ярко-желтый кристаллический осадок фосфоромолибдата

аммония:

PO43- + 3NH4+ + 12 MоO42- + 24H+ (NH4)3[PMо12O40]+ 12H2O

Осадок выпадает только при большом избытке молибденовой жидкости. Мешают реакции ионы - восстановители: S2-, Cl-.

Фосфат-ион можно обнаружить действием «магнезиальной смеси»

(MgCl2+NH4OH+NH4Cl)). При этом образуется белый осадок ортофосфата магния-аммония (см. лекцию 19).

Обнаружение нитрат-иона NO3- реакцией с солью Мора проводят в отсутствие нитрит – иона. На предметное стекло насыпают горкой сухой соли Мора (NH4)2SO4·FeSO4. С одной стороны этой горки наносят 1 каплю концентрированной серной кислоты, а с другой - исследуемый раствор. В середине появляется тёмное пятно в результате образования [Fe(NO)SO4]:

1.К 3-4 каплям анализируемый раствор приливают насыщенный раствор Ag2SO4, перемешивают, центрифугируют. Осадок (Ag2S, AgI) отбрасывают.

2.Если реактив Ag2SO4 отсутствует, получают осадок AgCl, несколько раз промывают его 2н HCl и добавляют к осадку AgCl анализируемый раствор,

перемешивают, центрифугируют. Осадок (Ag2S, AgI) отбрасывают.

В центрифугате открывают нитрат - ион реакцией с солью Мора.

Реакция с дифениламином. Если отсутствует иодид - ион I-, то к 2 каплям исследуемого раствора приливают 2 капли дифениламина. Если наблюдается посинение раствора, то нитрат-ион присутствует.

Контрольные вопросы

1.Из каких этапов состоит анализ смеси анионов?

2.Как устранить мешающие сульфид ионы?

3.Как открывается хлорид-ион в присутствии сульфид- и йодид-ионов?

4.Как открывается нитрат-ион в присутствии сульфид- и йодид-ионов?

Список рекомендуемой литературы

1.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика): учебник для вузов.

В2 кн. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 496-498.

2.Основы аналитической химии. Практическое руководство /под ред. акад. Ю.А. Золотова — М.: Высшая школа, 2001. — С. 75-100, 135-142.

71

О.Б. Чалова, М.А. Молявко, А.Т. Чанышева

Лекция 25. Анализ индивидуальной соли

Ключевые слова: сухая соль, растворение, содовая вытяжка, дробный анализ, анализ катионов, анализ анионов

Качественный анализ неизвестного вещества включает следующие этапы: 1) предварительные испытания, 2) растворение, 3) анализ катионов, 4) анализ анионов. Для анализа может быть предложен раствор или сухая соль.

Анализ сухой соли. Образец внимательно рассматривают, определяют его цвет, запах, размер и форму кристаллов. Если образец прозрачный или белый,

значит, в нем отсутствуют катионы Cr3+ (сине-фиолетовый), Mn2+ (бледнорозовый), Fe3+ (желто-бурый), Co2+ (розовый), Ni2+ (зеленый), Cu2+ (голубой).

Окраску соединению могут придавать некоторые анионы. Например, MnO4- (темно-фиолетовый), Cr2O72- (оранжевый), CrO42- (желтый), многие сульфиды имеют окраску. Одним из предварительных испытаний является определение окраски пламени. Для этого нихромовую проволоку промывают в соляной кислоте, прокаливают в пламени, далее, прикоснувшись к кристаллам соли, вносят в бесцветное пламя горелки и наблюдают окраску. Например, соли натрия окрашивают пламя в желтый цвет, калия — в фиолетовый, бария — в зелено-желтый, меди — в синий или зеленый, кальция — в кирпично-красный.

Анализ начинают с подбора растворителя. Для этого необходимо взять для пробы минимальное количество сухой соли (1-2 кристаллика) и около 10 капель растворителя. Сначала нужно попытаться растворить соль в холодной дистиллированной воде, если не растворяется, то нагреть.

Если в воде соль не растворяется, то следует попытаться растворить её в кислоте. Постепенно повышают силу применяемой кислоты. Сначала растворяют в уксусной, затем в соляной, азотной кислотах на холоде и при нагревании. Соли амфотерных гидроксидов могут растворяться в щёлочи. Некоторые соли (BaSO4, SrSO4) следует переводить в раствор уксусной кислотой после выщелачивания насыщенным раствором соды. Определив растворитель, готовят раствор (примерно 10%) и анализируют его.

Анализ раствора. Обратить внимание на окраску раствора. Определить рН раствора и сделать соответствующие выводы.

Проба на катионы VI группы

К 2 каплям анализируемого раствора приливают 2-4 капли раствора Na2CO3 до рН 7. Если нет осадка или мути - могут присутствовать катионы только VI группы. В этом случае по очереди открывают ионы NH4+ и К+ в исследуемом растворе.

Если при действии раствора Na2CO3 выпадает осадок, то присутствует один из катионов группы, кроме шестой. Чтобы определить, к какой группе относится катион, к отдельным пробам прибавляют последовательно групповые реагенты на I-V группы.

72

Проба на катионы I группы

К2 каплям анализируемого раствора прибавляют 2 капли раствора НСl.

Если образуется муть или осадок, то в задаче есть катионы I группы. В этом случае последовательно открывают катионы Pb2+, Hg22+, Ag+.

Проба на катионы II группы

Кдвум каплям анализируемого раствора приливают 2 капли серной кислоты. Если через 6-10 минут образуется муть, то в задаче присутствуют

катионы II группы. В этом случае последовательно открывают катионы Ва2+,

Sr2+, Са2+.

Проба на III группу катионов

К2 каплям анализируемого раствора прибавляют по каплям раствор NaOH до сильнощелочной среды (рН 10). Если ранее образовавшийся осадок

растворился, то в задаче присутствуют катионы III группы. В этом случае последовательно открывают катионы Al3+, Cr3+, Zn2+.

Проба на катионы V группы

К2 каплям анализируемого раствора приливают по каплям концентрированный раствор аммиака до сильного запаха. Если ранее

появившийся осадок растворяется, то в задаче присутствуют катионы V группы. В этом случае последовательно открывают катионы Cu2+, Co2+, Ni2+.

Проба на катионы IV группы

Если при действии раствора NaOH и раствора аммиака образуется осадок, не растворяющийся в избытке реагента, в анализируемом растворе

присутствует катион IV группы. В этом случае последовательно открывают катионы Fe2+, Fe3+, Bi3+, Mn2+, Mg2+.

Обнаружение аниона соли

Открыв катион соли и учитывая растворимость солей в воде, кислотах, рН раствора соли, можно сделать предположения о природе аниона.

Если присутствуют «тяжёлые катионы» (любые, кроме K+, NH4+), то их надо удалить действием раствора соды, то есть выполнить «содовую вытяжку», а затем в центрифугате открывать анионы. Чтобы определить, к какой группе относится анион, необходимо воспользоваться групповыми реактивами для обнаружения I и II групп анионов. Затем по очереди открывают анионы данной группы, используя специфические реактивы.

Контрольные вопросы

1.Из каких этапов состоит анализ индивидуальной соли?

2.Какие предварительные испытания проводятся в начале анализа?

3.Какие растворители и в какой последовательности их применяют ?

4.Каким способом определяется катион и анион?

Список рекомендуемой литературы

1.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика): учебник для вузов.

В2 кн. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. – М.: Высшая школа, 2001. – С. 501-514.

2.Основы аналитической химии. Практическое руководство /под ред. акад. Ю.А. Золотова — М.: Высшая школа, 2001. — С. 125-135.

73

Контрольные вопросы

для подготовки к зачету по разделу «Качественный химический анализ» для студентов БОС, БТБ, БТК, БТП, БТС

Вопросы к модулю 1 «Теоретические основы качественного химического анализа»

1.Классификация методов качественного анализа.

2.Требования, предъявляемые к аналитическим реакциям в качественном анализе.

3.Методы разделения и концентрирования в качественном химическом анализе.

4.Применение экстракции в качественном химическом анализе. Факторы, влияющие на экстракцию.

5.Методы устранения мешающих ионов в качественном химическом анализе.

6.Произведение растворимости. Расчет растворимости. Условие образования и условие растворение осадка.

7.Факторы, влияющие на растворимость осадков.

8.Реакции разделения и требования, предъявляемые к ним.

9.Дробное осаждение. Использование плохо растворимых реагентов для

дробного осаждения.

10.Растворение осадков в результате химических реакций.

11.Константа устойчивости, константа нестойкости комплексных соединений. Расчет концентраций ионов в растворе комплексных соединений.

12. Факторы, влияющие на комплексообразование в растворах.

13.Применение комплексных соединений в качественном химическом анализе.

Вопросы к модулю 2 «Качественный химический анализ катионов»

14.Дробный и систематический анализ. Классификация катионов по кислотноосновному методу.

15.Анализ смеси катионов I аналитической группы. Реакции разделения и обнаружения Ag+, Pb2+, Hg22+.

16.Групповые реакции катионов II аналитической группы. Выщелачивание.

17.Анализ смеси катионов II аналитической группы. Реакции разделения и обнаружения Ca2+, Sr2+, Ba2+.

18.Анализ смеси катионов III аналитической группы. Амфотерность. Реакции разделения и обнаружения Al3+, Cr3+, Zn2+

19.Групповые реакции катионов IV аналитической группы. Дробное растворение.

20.Анализ смеси катионов IV аналитической группы. Реакции разделения и обнаружения Mg2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Bi3+.

21.Анализ смеси катионов V аналитической группы. Реакции разделения и обнаружения Co2+, Ni2+, Cu2+.

74

22. Анализ смеси катионов VI аналитической группы. Реакции разделения и обнаружения K+, NH4+.

Вопросы к модулю 3 «Качественный химический анализ анионов»

23.Аналитическая классификация анионов.

24.Предварительное исследование анализируемого раствора анионов.

25.Дробный и систематический анализ смеси анионов. Реакции разделения и обнаружения анионов SO42-, СО32-, РО43-, Cl-, I-, S2-, NO3-.

26.Анализ индивидуальной соли.

Список рекомендуемой литературы

Основная

1.Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика): учебник для вузов. В 2 кн. Кн. 1. Общие теоретические основы. Качественный анализ. – М.: Высшая школа, 2001. - 615 с.

2.Жебентяев А.И., Жерносек А.К., Талуть И.Е. Аналитическая химия. Химические методы анализа: учеб. пособие. - 2-е изд., стер. - М.: ИНФРА-М,

2012. - 542 с.*

Дополнительная

3.Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. и др. Основы аналитической химии: учебник для вузов. В 2 кн. Кн.1 Общие вопросы. Методы разделения /под ред. Ю.А. Золотова. — М.: Высшая школа, 2004. — 361 с.

4.Основы аналитической химии. Практическое руководство /под ред. акад. Ю.А. Золотова — М.: Высшая школа, 2001. — 463 с.

5.Основы аналитической химии. Задачи и вопросы /под ред. акад. Ю.А. Золотова Ю.А. — М.: Высшая школа, 2002. — 412 с.

6.Цитович И.К. Курс аналитической химии: учебник для вузов. – СПб.: Лань,

2009. — 496 с.

7.Хаханина Т.И. Аналитическая химия: учеб. пособие. - 2-е изд., перераб. и доп. /Т.И.Хаханина, Н.Г.Никитина. — М.: Изд-во «Юрайт»; Высшее образование, 2010. – 278 с.

8.Гольбрайх З.Е. Практикум по неорганической химии (с основами качественного химического полумикроанализа): учеб. пособие для хим.- технологических спец. вузов — 4-е изд. перераб. и доп. — М.: Альянс, 2008.

– 350 с.

9.Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. В 2 кн. Кн. 1 /под ред. Ю.А. Золотова. — М.: Мир, 1979. — 480 с.

10.Гиллебранд В.Ф., Лендель Г.Э., Брайт Г.А., Гофман Д.И. Практическое руководство по неорганическому анализу/пер с англ. под ред. Ю.Ю. Лурье.

— М.: Химия, 1966. — 1111 с.

11.Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа /под ред. д-ра хим. наук П.К. Агасяна — изд.5-е, перераб и доп. — М.: Химия, 1973.

— 584 с.

75

12.Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т. 1 Теоретические основы. Качественный анализ — М.: Химия, 1970. — Т. 1 — 472 с.

13.Крешков К.П., Мочалов К.Н., Михайленко Ю.Я. и др. Бессероводородные методы качественного полумикроанализа: учеб. пособие для вузов/ под ред. Крешкова А.П. — М.: Высшая школа, 1979. — 271 с.

14.Аналитическая химия. Химические методы анализа /под ред. О.М. Петрухина. — М.: Химия, 1992. – 400 с.

15.Мурашова В.И., Тананаева А.Н., Ховякова Р.Ф. Качественный химический дробный анализ. — М.: Химия, 1976. – 280 с.

16.Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. –

М.: Мир, 2001. – 267 с.

17.Васильев В.П. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач. — М.: Дрофа, 2004. — 318 с.

18.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. — М.: Химия, 1989. —

448 с.

Учебные пособия кафедры**

19.Салова Л.Е., Чанышева А,Т., Молявко М.А. Аналитическая химия. Качественный кислотно-основный полумикроанализ: учеб.пособие. — Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. — 73с.

*С электронным изданием можно ознакомиться по электронному адресу http://znanium.com **Учебные пособия имеются на электронных носителях, с электронным вариантом можно ознакомиться в читальном зале УГНТУ (а. 1-208) и по электронному адресу http://172.16.7.180/

76

Учебное издание

Денисова Светлана Борисовна, Зорина Людмила Николаевна, Михайленко Оксана Ивановна, Молявко Мария Александровна, Чалова Ольга Борисовна, Чанышева Альфия Тагировна

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»

Качественный химический анализ

Под общей редакцией доцента О.Б.Чаловой

Редактор Н.В. Исхакова

Подписано в печать 22.01.14 Бумага офсетная № 2. Формат 60х84 1/8 Гарнитура «Таймс». Печать трафаретная. Усл. печ. л. 4,7. Уч.-изд. л. 4,2. Тираж 300 экз. Заказ 50

Редакционно-издательский центр Уфимского государственного нефтяного технического университета

Адрес редакционно-издательского центра:

450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1