Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

5452 / 5452

.pdf
Скачиваний:
25
Добавлен:
10.05.2015
Размер:
1.07 Mб
Скачать

Качественные реакции катиона (наблюдения)

Ка-

Реак-

Уравнение происхо-

Условия

Наблюдаемый

тион

тив

дящей реакции (мо-

проведе-

эффект (цвет

 

(фор-

лекулярная и ионная

ния реак-

раствора, оса-

 

мула и

форма)

ции

док, запах)

 

назва-

 

 

 

 

ние)

 

 

 

NH4+

NaOH

NH4Cl+NaOH=

Нагрева-

Запах аммиака.

 

гидро-

=NH3+NaCl+H2O

ние на

Красная лак-

 

ксид

NH4++OH=NH3+H2

водяной

мусовая бу-

 

натрия

O

бане

мажка синеет в

 

 

 

 

выделяющихся

 

 

 

 

парах.

50

Таблица 2

Биологическая роль катиона (итоговая)

Катион,

№ в

Содержа-

Класс

Биологическая

Примене-

элемент

сис-

ние в орга-

опас-

роль элемента

ние в ме-

 

теме

низме, %

ности

 

дицине

NH4+

7

3,10

-

Входит в состав

Исполь-

1) N

 

 

 

 

аминокислот,

зуется

 

 

 

 

белков, нуклеи-

для воз-

 

 

 

 

новых кислот,

буждения

 

 

 

 

биогенных ами-

дыхания.

 

 

 

 

нов. Нитраты мо-

 

2) H

1

9,80

-

гут быть причи-

 

ной отравлений.

 

 

 

 

 

Входит в состав

Не приме-

 

 

 

 

белков, нуклеи-

няется.

 

 

 

 

новых кислот,

 

 

 

 

 

полисахаров.

 

 

 

 

 

 

 

7.Контрольные вопросы

1.Какие выводы можно сделать, если при обработке исследуемого раствора хлороводородной кислотой выпал белый оса-

док, который при добавлении раствора аммиака растворился? а) катион Ag+ в растворе отсутствует;

б) катион Ag+ в растворе присутствует.

2.Какие предположения можно сделать, если при выполнении анализа на присутствие катионов III аналитической группы из бесцветного анализируемого раствора выпадает осадок телес-

ного (розового) цвета?

а) в растворе содержится катион Fe2+; б) в растворе содержится катион Mn2+; в) в растворе содержится катион Cr3+.

3.Как отличить друг от друга катионы Zn2+ и Al3+, если их соли белого цвета, растворы бесцветны, гидроксиды амфотерны? а) обработать избытком NaOH;

51

б) обработать (NH4)2S в присутствии NH4OH и NH4Cl; в) обработать избытком NH4OH;

г) пункты а и б.

4.Какова окраска гидроксидов катионов III группы? а) чёрная; б) белая; в) жёлтая.

5.В какой последовательности следует проводить обнаружение катионов К+ и Na+?

а) сначала обнаруживают К+, затем Na+; б) сначала обнаруживают Na+, затем К+; в) последовательность значения не имеет.

6.Каким реагентом следует обрабатывать исследуемый раствор, чтобы выделить катионы II аналитической группы?

а) NaOH;

б) (NH4)2S; в) (NH4)2CO3.

7.Назовите основные биогенные элементы.

а) H, C, N, O, P, S;

б) Na, K, Mg, Ca, Zn, Mn, Fe, Co, Mo, Cu;

в) H, C, N, O, P, S, Na, K, Mg, Ca, Sr, As, Fe, Ag;

г) пункты а и б.

8.Перечислите высокотоксичные элементы, опасные для организма человека.

а) K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ra, Ce, U, Pu, Sr; б) Ni, Be, Al, Ba, Pb, As, Hg, Cd, Cr, Sr, Ra, Ce, U, Pu; в) Co, Mo, Fe, C, Ag, Au, Hg, Sr, Ra, Ce, U, Pu, W.

9.Какова биологическая роль элементов в зависимости от положения в периодической системе элементов Д. И.Менделеева?

а) при переходе от легких элементов к тяжелым в пределах одной

итой же подгруппы их токсичность возрастает и падает их содержание в биомассе; б) при переходе от легких элементов к тяжелым в пределах одной

итой же подгруппы их токсичность падает и возрастает их содержание в биомассе; в) положение элемента в периодической системе не влияет на

токсичность и содержание элемента в биомассе.

52

10. Какое заболевание вызывает отсутствие в организме железа?

а) кариес; б) эндемический зоб; в) анемия.

Список рекомендуемой литературы

1. Введение в химию биогенных элементов и химический анализ. / Е. В. Барковский, С. В. Ткачев; Г. А. Атрахимович и др.; под общ. ред. Е. В. Барковского. – Минск: Высш. шк., 2007. –

176с.

2.Шевченко Т. М. Основы качественного анализа. / Кузбас. гос. техн. ун-т. – Кемерово, 2005. – 62 с.

3.Пискарева С. К. Аналитическая химия / С. К. Пискарева, К. М. Барашков, К. М. Ольшакова. – М.: Высш. шк., 2004. – 384 с.

4.Практикум по аналитической химии / В. Д. Пономарев, Л. И. Иванова, И. И. Самохин и др.; под ред. В. Д. Пономарева, Л.

И. Ивановой. – М.: Высш. шк., 2004. – 271 с.

5.Астафьева Л. С. Экологическая химия / Л. С. Астафьева.

М.: Издательский центр Академия, 2006. – 224 с.

6.Васильев В. П. Аналитическая химия: в 2 кн. Кн.1 : Титриметрические и гравиметрический методы анализа : учеб. для хим.-технолог. специальностей вузов / В. П. Васильев. – 3-е изд.

М.: Дрофа, 2004. – 368 с.

53

Приложение

Таблица П1.

Качественные реакции на распознавание катионов

Ка-

Аналити-

Исследуе-

 

Условия прове-

Ионное уравнение реакции

Наблюдаемый при-

 

тион

ческая

мый реак-

Реагент

дения

обнаружения

знак

Примечание

 

группа

тив

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

NH4+

I

NH4Cl

NaOH

красная лакму-

NH4+ + OH= NH3+ H2O

Индикаторная бума-

 

 

 

бесцветный

 

совая бумага

 

га сереет, запах NH3.

 

Na+

I

NaCl

K[Sb(OH)6]

Нейтральная

Na+ + [Sb(OH)6]=

В растворе появля-

HCl, осадок

 

 

бесцветный

 

среда

=Na[Sb(OH)6]

ется слабая белая

разлагает;

 

 

 

 

 

 

муть.

NaOH осадок

 

 

 

 

 

 

 

растворяет.

К+

I

KCl

Na3[Co(NO2)6]

Нейтральная

2K++Na++[Co(NO2)6]3=

Выпадает ярко-

HCl, осадок

 

 

бесцветный

 

среда

=K2Na[Co(NO2)6]

желтый осадок.

разлагает;

 

 

 

 

 

 

 

NaOH осадок

 

 

 

 

 

 

 

растворяет.

Ba2+

II

BaCl2

(NH4)2CO3

Нейтральная

Ba2++CO32=BaCO3

Выпадает белый

Осадок хорошо

 

 

бесцветный

групповой

среда

 

аморфный посте-

растворим в

 

 

 

 

 

 

пенно кристалли-

кислотах.

 

 

 

K2Cr2O7

Избыток

 

зующийся осадок.

 

 

 

 

2Ba2++Cr2O72+H2O=

Выпадает желтый

Осадок нерас-

 

 

 

 

CH3COONa

=2BaCrO4+2H+

осадок.

творим в

 

 

 

 

 

 

 

CH3COOH.

Sr2+

II

SrCl2

(NH4)2CO3

Нейтральная

Sr2++CO32=SrCO3

 

Осадок раство-

Выпадает белый

рим в HCl,

 

 

бесцветный

групповой

среда

 

осадок.

HNO3 и

 

 

 

 

 

 

 

CH3COOH.

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. П1

1

2

3

4

5

 

6

7

8

Sr2+

 

SrCl2

CaSO4

Нагревание на

 

Sr2++SO42=SrSO4

Помутнение раство-

 

II

бесцветный

(насыщенный

водяной бане

 

 

ра после нагревания.

 

 

 

 

раствор)

 

 

 

 

 

 

 

 

(NH4)2C2O4

 

 

Ca2++C2O42=CaC2O4

Выпадает аморфный

Осадок легко

Ca2+

 

 

 

 

 

 

белый осадок, кото-

растворяется в

II

CaCl2

(NH4)2CO3

Нейтральная

 

Ca2++CO2=CaCO3

рый при нагревании

минеральных и

 

 

бесцветный

групповой

среда

 

 

переходит в кри-

уксусной

 

 

 

 

 

 

 

сталлический.

кислотах.

Mn2+

 

MnSO4

(NH4)2S

Нейтральная

 

Mn2++S2=MnS

Выпадает бледно-

 

III

бледно-

групповой

среда

 

 

розовый осадок.

 

 

 

розовый

NaOH

Избыток щелочи

 

Mn2++OH=Mn(OH)2

Выпадает белый,

Растворим в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

темнеющий осадок.

кислотах, не-

 

 

 

 

 

 

 

 

растворим в

 

 

 

 

 

 

 

 

щелочах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fe2+

 

FeSO4

(NH4)2S

Нейтральная

 

Fe2++S2=FeS

Выпадает черный

 

III

бесцветный

групповой

среда

 

 

осадок.

 

 

 

или блед-

K3[Fe(CN)6]

Кислая среда

 

 

Выпадает синий

 

 

 

но-зеленый

 

1) Fe2++[Fe(CN)6]3=

 

 

 

 

 

 

 

=Fe3++[Fe(CN)6]4

осадок.

 

 

 

 

 

 

 

2) Fe3++K++[Fe(CN)6]4=

 

 

 

 

 

 

 

 

=KFe3+[Fe2+(CN)6]

 

 

3+

 

FеСI3

(NН4)2S

Нейтральная

 

2Fе3++3S2=2FеS↓+S↓

Выпадает черный

 

III

оранжевый

групповой

среда

 

 

Осадок.

 

 

 

 

К4[Fе(СN)6]

Кислая среда

 

3++[Fе(СN)6]4=

Выпадает синий

 

 

 

 

 

55

 

 

 

 

 

 

 

 

=КFе3+[Fе2+(СN)6]↓

Осадок.

 

Продолжение табл. П1

1

2

3

4

5

 

6

7

8

Cr3+

III

 

(NH4)2S

Нейтральная среда

 

Cr3++S2+6H2O=

Выпадает серо-зеленый

 

CrCl3

групповой

Щелочная среда,

 

=2Cr(OH)3+3H2S

осадок.

 

 

 

сине-зеленый

NaOH и H2O2

 

 

 

 

 

 

 

нагревание

1)

Cr3++3OH=Cr(OH)3

Раствор окрашивается в

 

 

 

 

 

 

2)

Cr(OH)3+3OH=

синий цвет.

 

 

 

 

 

 

=Na3[Cr(OH)6]

 

 

 

 

 

 

 

3)

2 Na3[Cr(OH)6]+3H2O2=

 

 

 

 

 

 

 

=2Na2CrO4+8H2O+2NaOH

 

 

Zn2+

III

 

(NH4)2S

Нейтральная среда

 

Zn2++S2=ZnS

Выпадает белый осадок.

 

ZnCl2

групповой

Щелочная среда

 

 

Выпадает белый осадок,

 

 

 

бесцветный

NaOH

 

 

 

 

 

 

 

1)

Zn2++2OH=Zn(OH)2

растворяющийся в из-

 

 

 

 

избыток

 

2)

Zn(OH)2+2OH=

бытке щелочи.

 

 

 

 

 

 

 

=Na2[Zn(OH)4]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Al3+

III

AlCl3

(NH4)2S

Нейтральная

 

2Al3++3S2+6H2O=

Выпадает белый осадок.

 

бесцветный

групповой

среда

 

=2Al(OH)3+3H2S

 

 

 

 

 

NaOH

 

1)

AlCl3+6NaOH=

Из раствора гидроксо-

 

 

 

 

избыток и NH4Cl

Щелочная среда,

=Na3[Al(OH)6]+3NaCl

комплекса выпадает

 

 

 

 

кристалл

нагревание

2)

Na3[Al(OH)6]+3NH4Cl=

белый осадок.

 

 

 

 

 

 

=Al(OH)3+3NaCl+3NH3++3H2

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cu2+

 

CuSO4

H2SO4 и Na2S2O3

Кислая среда,

 

2Cu2++ 2S2O32+2Н2О=

Выпадает темно-бурый

Осадок растворим

1V

голубой

кристалл

нагревание

 

=Cu2S+S +4Н+ +2SO42

осадок.

в НNO3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56

Продолжение табл. П1

1

2

3

4

5

6

7

8

Ag+

V

AgNO3

HCl

 

Ag++Cl=AgCl

 

Осадок раство-

Кислая среда

Выпадает белый осадок.

рим в

 

 

бесцветный

групповой

 

 

 

избытке

 

 

 

 

 

 

 

NH4ОН.

 

 

 

 

 

 

 

 

Pb2+

V

Pb(NO3)2

HCl

 

Pb2++2Cl=PbCl2

Выпадает белый осадок.

Осадок раство-

Кислая среда

ряется в воде

 

 

бесцветный

групповой

 

 

 

при нагревании.

 

 

 

 

 

 

 

Осадок раство-

 

 

 

 

 

 

Выпадает желтый оса-

ряется в воде

 

 

 

 

 

 

при нагревании

 

 

 

KJ

Нейтральная среда

Pb2++2I=PbI2

док.

и

 

 

 

 

 

 

 

2М растворе

 

 

 

 

 

 

 

CH3COOH.

57

 

 

Биологическая роль s-, p- и d-элементов.

Таблица П2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Название элемента

Процентное содержание элемента

Биологическая роль элемента

Применение элемента в

 

2

в организме

 

 

медицине

 

1

3

4

5

6

 

 

 

 

 

Кислород входит практически во все жиз-

Для лечения кислородной недостаточ-

Кислород

85,82

47,20

62,40

ненно важные молекулы. Понижение парци-

ности, при отравлении оксидом углеро-

ального давления кислорода в воздухе на 1/3

да (II),синильной кислотой.

 

 

 

 

вызывает кислородное голодание, на 2/3 –

 

 

 

 

 

 

смерть.

 

 

 

 

 

 

Входит в состав абсолютного большинства

 

 

Водород

10,72

0,15

9,80

важных молекул и макромолекул (белки,

В медицинских целях не

 

 

 

 

нуклеиновые кислоты, полисахариды).

применяется.

 

 

 

 

 

Влияет на биохимические превращения, яв-

Для лечения недостаточной кислотно-

Хлор

1,89

0,045

0,15

ляется основным осмотическим веществом

сти желудочного сока, используется в

плазмы, крови, лимфы, спинно-мозговой

санитарном деле в качестве дезинфеци-

 

 

 

 

жидкости. Газообразный хлор ядовит.

рующего средства.

 

 

 

 

Участвует в обмене веществ, способствует

Для лечения гнойных ран, обезвожива-

Натрий

1,06

2,64

0,15

удержанию воды тканями организма, под-

ния организма, гипертонии, изжоги.

 

 

 

 

держивает кислотно-щелочное равновесие в

 

 

 

 

 

 

организме.

 

 

 

 

 

 

Поддерживает осмотическое давление внут-

Для лечения изжоги,

Магний

0,14

2,10

0 ,05

ри клеток, активатор ферментативных про-

бессонницы.

 

 

 

 

 

цессов.

 

 

 

 

 

 

Выполняет, как и фосфор, функции агента

Используется как слабительное, для

Сера

0,09

0,09

0,25

переноса групп и энергии, входит в состав

лечения псориаза,

себореи, че-

 

 

 

 

серосодержащих аминокислот – цистеина и

сотки.

 

 

 

 

 

метионина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58

 

 

 

 

 

Продолжение табл. П2

 

2

 

 

 

 

1

3

4

5

6

Кальций

 

 

 

Входит в состав костей и зубов, оказывает

 

0,04

3,60

1,50

воздействие на свертываемость крови, нерв-

Для лечения аллергических заболева-

 

 

 

 

но-мышечную возбудимость и сердечную

ний.

 

 

 

 

мышцу.

 

 

 

 

 

Способствует восстановлению клеточных

Для лечения сердечной аритмии, забо-

Калий

0,04

2,60

0,35

мембран.

леваний щитовидной железы, ран

 

7ּ103

 

 

 

(KMnO4).

Бром

1,6ּ104

1ּ104

Является биогенным элементом.

Для лечения нервных

 

 

 

 

 

расстройств.

 

 

 

 

Дает многочисленные разнообразные орга-

 

Углерод

2ּ103

0,10

21,15

нические соединения, является макроэлемен-

Применяют в гемо- и

том. Оксид углерода вызывает тяжелые от-

лимфосорбции.

 

5ּ104

 

 

равления или смерть.

 

Бор

3ּ104

1ּ105

Биологическая роль не выяснена.

Для лечения заболеваний глаз.

 

 

 

 

Участвует в минеральном обмене веществ

 

 

1ּ104

 

1ּ104

при образовании твердых составных частей

 

Фтор

0,027

зубов и тканей скелета. Отсутствие фтора

Для профилактики кариеса.

 

 

 

 

вызывает

 

 

 

 

 

кариес.

 

Кремний

5ּ105

27,6

1ּ105

Жизненно важен для роста и развития выс-

Применяют как присыпку (тальк) от

ших животных. При высоких концентрациях

опрелостей.

 

 

 

 

кремния в воздухе заболевание называется

 

 

 

 

 

пневмокониоз

 

 

 

 

 

( силикоз, асбетоз, талькоз ).

 

Продолжение табл. П2

59