17. Окислительно-восстановительные реакции в качественном анализе.
Окислительно-восстановительные реакции – это реакции, которые сопровождаются переходом электронов от одних частиц (атомов, молекул и ионов) к другим, что приводит к изменению степеней окисления элементов.
Окисление
H2O2 - 2ē → 2H+ + O2
SO32- + 2OH- - 2ē → SO42- + H2O
Восстановление – это процесс, при котором происходит присоединение электронов атомом, молекулой или ионом:
H2O2 + 2H+ + 2ē → 2H2O
Cr2O72- + 14H+ + 6ē → 2Cr3+ + 7H2O
MnO4- + 8H+ + 5ē → Mn2+ + 4H2O
В качестве восстановителей в аналитической химии чаще всего применяют: H2O2, SnCl2, H2S, H2SO3, Na2S2O3; в качестве окислителей –Cl2; Br2; H2O2; K2Cr2O7; KMnO4; HNO3 и другие.
Типы ОВР:
1 – межмолекулярные ОВР (элементы, изменяющие степень окисления, находятся в составе разных молекул): PbS + 4H2O2 =↓PbSO4 + 4H2O
2 – внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции (элементы, изменяющие степень окисления, входят в состав одной молекулы): NН4NО3 = N2O + 2H2O
3 – р-ии диспропорционирования (атомы одного и того-же элемента по-разному изменяют степень окисления): 2Н2О2 = 2H2O + O2
18. Комплексообразование и его использование в качественном анализе.
Свойства комплексных соединений (устойчивость, интенсивная окраска, малая растворимость, летучесть и др.) широко используют для получения информации о качественном и количественном составах пробы, лежат в основе многих химических и физических методов анализа
Основные признаки, позволяющие выделить комплексные соединения в особый класс химических соединений:
— способность отдельных составных частей к самостоятельному существованию;
— сложность состава;
— частичная диссоциация на составные части в растворе;
— наличие положительно заряженной центральной частицы— комплексообразователя (обычно это ион металла), связанной с лигандами',
— наличие определенной устойчивой пространственной геометрии расположения лигандов вокруг комплексообразователя
Характеристическое координационное число (ХКЧ) — это число связей, образуемых лигандами определенного типа Оно зависит от природы лиганда. Например, для иона Fe3+ в хлоридных комплексах ХКЧ = 4, а в тиоцианатных ХКЧ = 6.
Дентатностью называется число донорныхатомов лиганда, образующих координационные связи с центральным атомом.
Согласно правилу циклов Чугаева, наиболее устойчивые хелатные циклы образуются в том случае, когда в состав цикла входят пять или шесть атомов.
Устойчивость комплекса определяется как фундаментальными факторами (природой комплексообразователя и лигандов), так и внешними условиями (температурой, природой растворителя, ионной силой, составом раствора).
19. Применение буферных растворов
Буферные растворы широко применяются в химическом анализе в тех случаях, когда по условиям опыта химическая реакция должна протекать при соблюдении точного значения pH, не меняющегося при разбавлении раствора или при добавлении к нему других реагентов. Например, при проведении реакции окисления-восстановления, при осаждении сульфидов, гидроокисей, карбонатов, хроматов, фосфатов и др
Ацетатный буферный раствор (CH3COONa и CH3COOH) применяют при осаждении осадков, не осаждаемых в кислых или щелочных растворах.
Аммиачно-аммонийный буферный раствор (NH3 и NH4CI) применяют при осаждении карбонатов бария, стронция, кальция и отделения их от ионов магния;
Формиатный буферный раствор (HCOOH и HCOONa) применяют при отделении ионов цинка, осаждаемых в виде в присутствии ионов кобальта, никеля, марганца, железа, алюминия и хрома.
Фосфатный буферный раствор (Na2HP04 и NaH2PO4) используют при проведении многих реакций окисления — восстановления.
Буферная система должна удовлетворять определенному качественному составу, а ее компоненты должны присутствовать в растворе в определенных количествах, так как действие буферных смесей зависит от соотношения концентраций их компонентов