Тема 4 Анализ смеси солей, катионов и анионов, сплавов

4.1. Составить схему анализа смеси сухих солей, привести реакции обнаружения ионов:

1. Mg(NO₃)₂, NiCl₂, FeSO₄

2. KNO₃, MnSO₄, Pb(CH₃COO)₂

3. КCl, Ва(NO₃)₂, СuSO₄

4. BaCl₂, Mg(NO₃)₂, СoSO₄

5. PbCl₂, Al₂(SO₄)₃, AgNO₃

6. MgHPO₄, SrCl₂, NH₄Br

7. SnCl₂, K₂SO₃, NH₄I

8. Pb(CH₃COO)₂, BaCl₂, Cu(NO₃)₂

9. Na₂S₂O₃, NH₄Cl, KBr

10. Cd(NO₃)₂, NaNO₂, FeCl₃

4.2. Показать расчетом возможность количественного разделения смеси катионов:

1. Sn²⁺, K⁺, Ag⁺

2. Mg²⁺, Sr²⁺, Co²⁺

3. Hg₂²⁺, Pb²⁺, Fe³⁺

4. Cd²⁺, Na⁺, Mn²⁺

5. Pb²⁺, Ba²⁺, Cu²⁺

6. К⁺, Ва²⁺, Сu²⁺

7. Pb²⁺, Al³⁺, Ag⁺

8. K⁺, Mn²⁺, Pb²⁺

9. Ba²⁺, Mg²⁺, Сo²⁺

10. Mg²⁺, Ni²⁺, Fe²⁺

4.3. Показать расчетом возможность количественного разделения смеси анионов:

1. Cl^-, SO₃^2-, I^-

2. HPO₄^2-, Cl^-, Br^-

3. S₂O₃^2-, Cl^-, Br^-

4. NO₃^-, NO₂^-, Cl^-

5. CH₃COO^-, Cl^-, NO₃^-

6. Cl^-, CO₃^2-, SO₄^2-

7. Cl^-, SCN^-, NO₃^-

8. NO₃^-, SO₄^2-, CH₃COO^-

9. Cl^-, NO₃^-, SO₄^2-

10. SO₃^2-, Cl^-, SO₄^2-

4.4. Предложить схему анализа сплава следующего состава:

1. Cu (основа), Sn, Fe, Cr

2. Fe (основа), Al, Si, Ni

3. Al (основа), Cu, Zn, Mg

4. Al (основа), Pb, Zn, Sn

5. Cu (основа), Ni, Al, Mn

6. Cu (основа), Cr, Ni, Mg

7. Fe (основа), Cr, Mn, Ni

8. Pb (основа), Fe, Zn, Cu

9. Fe (основа), Pb, Zn, Sb

10. Al (основа), Si, Cu, F

Приложение а Справочный материал

Таблица 1 Константы кислотности (рК_а = -lgK_а), растворитель - вода

Кислоты	pKa1	pKa2	pKa3	pKa4
Бромноватистая Винная Муравьиная Мышьяковая Салициловая Сернистая Сероводородная Синильная Угольная Уксусная Фенол Фосфорная(орто) Фтористоводородная Хромовая Щавелевая Этилендиаминтетрауксусная	8,66 3,04 3,75 2,22 2,97 1,76 6,99 9,21 6,35 4,76 10,0 2,12 3,17 0,98 1,25 2,00	4,37 6,98 7,20 12,89 10,32 7,21 6,50 4,27 2,68	11,53 12,38 6,16	10,26

Таблица 2 Константы основности (рК_b = -lgK_b), растворитель - вода

Основания	pKb	Основания	pKb
Аммиак Анилин Гидроксиламин Метиламин	4.76 9,38 8,02 3,28	Мочевина Пиридин Триметиламин Этиламин	13,82 8,82 4,09 4,04

Таблица 3 Константы кислотности в растворителях (pK_a^s = -lgK_a^s)

Название	Формула	рKas в растворителях
		метанол	этанол
Уксусная Хлористоводородная Анилиния ион Пиридиния ион	CH3COOH HCl C6H5NH3+ C5H5NH+	9,7 1,0 6,0 5,6	10,4 2,0 5,7 4,3

Таблица 3 Константы автопротолиза растворителей (pK_s = -lgK_s)

Растворитель	pKs	Растворитель	pKs
Вода Метанол	14,0 17,3	Уксусная кислота Этанол	14,4 19,0

Таблица 4 Константы растворимости осадков (рK_s⁰ = -lgK_s⁰)

Соединение	рKs0	Соединение	рKs0	Соединение	рKs0
AgBr AgCL Ag2SO3 AgSCN BaSO4 CaCO3	12,28 9,75 13,82 11,97 9,97 8,32	CaC2O4 CaSO4 CdS CoS CuI Hg2SO4	8,64 5,04 26,10 20,40 11,96 6,17	Mg3(PO4)2 MgNH4PO4 Ni(OH)2 Ni2P2O7 PbBr2 ZnS	13,0 12,0 14,70 12,77 5,04 23,80

Таблица 5 Мольные доли иона Y^4- при различных рН (рα=-lgα)

рН	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0
рα	6,60	4,66	3,32	2,27	1,28	0,46	0,07

Таблица 6 Общие константы устойчивости комплексных ионов

Комплекс	lgβ1	lgβ2	lgβ3	lgβ4	lgβ5	lgβ6
Ag(NH3)2+ Ag(CN)43- AlF63- CaY2- Cd(CN)42- CoY2- Cu(CN)43- Cu(NH3)62+ Fe(C2O4)33-FeF6- Hg(CN)42- Hg(SCN)42- HgCL42- HgI42- HgY2- In(OH)4- LaF2+ MgY2- NiY2- Ni(NH3)62+ Pb(S2O3)46- SnCL42- Zn(NH3)42+ Zn(OH)42- Zn(CN)42-	3,32 - 7,10 10,70 5,18 16,21 - 3,99 9,4 6,04 18,0 - 6,74 12,87 21,80 9,9 3,56 8,69 18,62 2,67 2,7 1,51 2,18 4,40 -	7,24 19,85 11,98 9,60 24,0 7,33 16,2 10,74 34,70 17,47 13,22 23,82 19.8 4,79 5,13 2,24 4,43 11,3 -	20,55 15,83 13,92 28,6 10,06 20,20 13,74 38,53 19,15 14,07 27,60 - 6,40 6,35 2,03 6,74 13,14 17	19,42 18,53 17,11 30,3 12,03 15,74 41,51 19,77 15,07 29,83 28,7 7,47 7,2 1,48 8,70 14,66 19	20,20 11,43 16,10 8,10	20,67 8,9 ≈16,10 8,01

Таблица 7 Стандартные потенциалы

Полуреакция

Е0, В

Ag+ + e = Ag AgBrO3 + e = Ag + BrO3- Al3+ + 3e = Al H3AsO4 +2H+ + 2e = HAsO2 + 2H2O BF4- + 3e = B + 4F- Br2 + 2e = 2Br- BrO- + H2O + 2e = Br- + 2OH- BrO3- +6H+ +6e = Br- +3H2O CH3COOH + 2H+ + 2e = CH3CHO 2CO2 + 2H+ = H2C2O2 Cd2+ +2e = Cd Cl2 + 2e = 2Cl- 2ClO3- + 12H+ + 10e = Cl2 + 6H2O Cr2O72- +14H+ +6e = 2Cr3+ +7H2O Cr3+ + e = Cr2+ Cu2+ + e = Cu+ Cu2+ + 2e = Cu Fe3+ + e = Fe2+ Fe2+ + 2e= Fe HBrO + H+ + 2e = Br- + H2O 2H+ +2e = H2 H2O2 + 2H+ + 2e = 2H2O НСОО- + 2H2O + 2e = НСНО + 3OH- 2H2SO3 + 2H+ + 4e = S2O32- + 3H2O Hg2+ + 2e = Hg Hg22+ + 2e = Hg

0,80 0,55 -1,66 0,56 -1,04 1,09 0,76 1,45 -0,12 -0,49 -0,40 1,36 1,47 1,33 -0,41 0,15 0,34 0,77 -0,44 1,34 0,00 1,77 -1,07 0,40 0,85 0,79

Продолжение таблицы 7

Полуреакция

Е0, В

2Hg2+ +2e = Hg22+ Hg(CN)42- + 2e = Hg + 4CN- I2 + 2e = 2I- I3- + 3e = 3I- 2ICL3 +6e = I2 + 6Cl- IO3- + 5H+ + 4e = HIO + 2H2O IO3- + 4H+ + 4e = IO- + 2H2O MnO4- +4H+ +3e = MnO2 + 2H2O MnO4- +8H+ +5e = Mn2+ + 4H2O MnO4- +2H2O +3e = MnO2 + 4OH- Mn(OH)2 + 2e = Mn + 2OH- MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O NO2- +2H+ +e = NO + H2O NO3- + 4H+ + 3e = NO + 2H2O NO3- + H2O + 2e = NO2- + 2OH- NO3- + 3H+ + 2e = HNO2 + H2О Ni2+ + 2e = Ni Pb2+ +2e = Pb S +2e = S2- S +2H+ + 2e = H2S SO42- + 4H+ + 2e = H2SO3 + H2O S4O62- + 2e = 2S2O32- Sn4+ +2e = Sn2+ TiO2+ + 2H+ + e = Ti3+ + H2O TiF62- +4e = Ti + 6F- Tl3+ + 2e = Tl+1

0,91 -0,37 0,62 0,55 1,28 1,14 0,97 1,69 1,51 0,60 -1,18 1,23 1,20 0,96 0,01 0,94 -0,23 -0,13 -0,48 0,14 0,17 0,09 0,15 0,1 -1,19 1,28

Продолжение таблицы 7

Полуреакция	Е0, В
UO2+ + 4H+ + e = U4+ + 2H2O V3+ + e = V2+ VO2+ +2H+ + e = V3+ + H2O VO2+ + 4H+ + 2e = V3+ + 2H2O VO43- + 6H+ + 2e = VO+ +3H2O Zn2+ + 2e = Zn	0,55 -0,26 0,34 0,67 1,26 -0,76