Архив2 / курсовая docx525 / kursovaya(24)

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО «КЕМЕРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

химический факультет

кафедра аналитической химии

Качественный и количественный анализ

Выполнил:

студент группы Х-111

Старкина О.А.

Проверил:

доцент Булгакова О.Н.

Кемерово

2012

Анализ смеси сухих солей

Подготовка вещества к анализу. Предварительные испытания.

Для анализа отбирают небольшое количество вещества, не более 0,05-0,1 г. Состав отобранной пробы должен соответствовать химическому составу и свойствам всей массы анализируемого вещества, т. е. проба должна быть представительной.

Пробу сухого вещества следует рассмотреть невооруженном глазам или под лупой, отмечая однородность, характер и цвет кристаллов. Так, кристаллы синего цвета указывают на возможное присутствие солей меди, розовые - кобальта и марганца (II),желтые – железа (III) и т. Д. Бесцветные или белые кристаллы свидетельствуют об отсутствии солей окрашенных катионов. Запах – важный признак некоторых солей слабых оснований или слабых кислот. Например, соль (NH₄)₂CO₃, пахнет аммиаком, NaHSO₃- сернистым газом и т. д.

Сухой образец измельчают в фарфоровой или агатовой ступке. Отбрасывать труднорастираемые кристаллы совершенно недоступно. (Для равномерного измельчения образец периодически просеивают через сито, а остаток продолжают растирать).

Из предварительных испытаний, предшествующих систематическому анализу, чаще всего проводят окрашивание пламени, действие кислот на испытуемое вещество, подбор растворителя рН раствора. Для окрашивания пламени достаточно отобрать небольшое количество измельченного сухого образца (с просяное зернышко). При анализе раствора его предварительно выпаривают и испытывают сухой остаток.

Полезно проверить действие серной кислоты на пробу. Вначале к части анализируемого вещества на холоде приливают 1 М раствор H₂SO₄, при этом наблюдают выделение газов: CO₂ (газ без запаха, вызывающий помутнение известковой воды), образуется при анализе карбонатов; SO₂ (газ с запахом горящей серы) - при анализе сульфатов и тиосульфатов; H₂S (газ с запахом тухлых яиц) - при анализе сульфидов; CH₃COOH- при анализе ацетатов.

Если на анализируемое вещество подействовать концентрированной серной кислотой (осторожно! разбрызгивается!), помимо перечисленных газов, выделяющихся более интенсивно, могут дополнительно выделяться: HCl и Cl₂ (газ с характерным резким запахом) - при анализе хлоридов; HBr и Br₂ (желто-бурые пары) - при анализе бромидов, I₂ (фиолетовые пары) - при анализе иодидов; NO₂ (бурые пары) - при анализе нитритов, CO иCO₂ – при анализе оксалатов, SO₂ (газ с запахом горящей серы)-при содержании в испытуемом веществе роданидов. Испытание на растворимость и подбор растворителя проводят с небольшими порциями вещества (10-15 мг), при этом растворители приливают в следующей последовательности (сначала на холоде, затем при нагревании): H₂O, 2 M CH₃COOH, 2 M HCl, HNO3, H₂SO₄, концентрированные HCl, HNO3, «царская водка». Нерастворимые в воде и кислотах вещества переводят в растворимую форму с помощью различных реактивов: едких щелочей, ацетата аммония, раствора аммиака, серной кислоты в присутствии цинковой пыли, раствора тиосульфата натрия, карбоната натрия и т.д.

Полученный водный раствор исследуют на реакцию среды с помощью универсальной индикаторной бумаги. Кислая среда (pH < 7) указывает, что вещество может являться кислой солью (например, КHSO₄) или солью сильной кислоты и слабого основания (например, FeCl₃). В кислом растворе при низких значениях pH не могут содержать соли угольной, тиосерной, сернистой сероводородной кислот. Щелочную реакцию раствора (pH 7) могут обусловить соли слабых кислот и сильных оснований (K₂CO₃, Ba(NO₃)₂, K₂SO₄ и др.) или же солей слабых оснований и слабых кислот типа CH₃COONH₄.

Если заметного растворения вещества в воде не наблюдается, необходимо выяснить возможность частичного растворения. Для этого нерастворившийся в воде остаток отделяют центрифугированием и несколько капель прозрачного центрифугата выпаривают на предметном или часовом стекле. Появление налета на стекле подтверждает частичную растворимость вещества в воде. Об этом же свидетельствует возможное изменение окраски водной вытяжки и изменение среды раствора.

Полезно исследовать растворимость вещества в нескольких кислотах (HCl, H₂SO_4, HNO₃), так как это дает возможность сделать некоторые предварительные выводы о составе анализируемого вещества или смеси веществ. Так, если вещество растворилось в HCl, то в растворе не могут присутствовать катионы I группы; сернокислый раствор не будет содержать катионов II группы и Pb²⁺ и т.д.

Переведение солей (или оксидов) в раствор.

При анализе смеси веществ может оказаться так, что часть растворима в воде, часть - в кислотах, часть - в растворе аммиака и т. д. В этом случае целесообразно провести дробное растворение пробы и получить ряд фракций (вытяжек)- растворов, содержащих различные катионы и анионы, и их смеси. Следует при этом добиваться, чтобы та часть пробы, которая растворяется в данном растворе, была полностью извлечена из смеси и переведена в соответствующую вытяжку. Каждую вытяжку анализируют отдельно (хотя можно их объединять), так как при этом достигается дополнительное разделение сложной смеси и устраняется мешающее действие некоторых ионов.

Растворение в воде. В воде растворяются большинство нитратов, галогенидов (кроме галогенидов серебра, ртути и свинца), сульфатов (кроме BaSO₄, SrSO₄,PbSO_4,CaSO₄) и ацетатов. Только в водной вытяжке находятся катионы К⁺,Na⁺,NH₄⁺ и анионов NO₂^- и NO₃^-. Растворимость солей в воде, как правило, увеличивается с повышением температуры, иногда очень значительно (например, PbCl₂). Некоторые соли, растворяясь вводе, гидрализуются с образованием осадков гидроксидов или основных солей, растворимых в кислотах. Это характерно для некоторых солей Al³⁺,Fe²⁺,Sn²⁺,Sn(IV),Cr³⁺, особенно для солей Bi(III) и Sb(III).

Для обнаружения аммиаков в водной вытяжке катионы тяжелых металлов лучше осадить насыщенным раствором Na₂CO₃, а после отделения осадка раствор нейтрализовать CH₃COOH_.

Растворение в CH₃COOH. Уксусную вытяжку 2 М CH₃COOН проводят из нерастворившегося в воде остатка при нагревании. В раствор переходят карбонаты большинства катионов, фосфаты двухзарядных катионов, оксиды марганца и цинка.

Растворение в HCl. Остаток после обработки CH₃COOH обрабатывают при нагревании 2 М HCl. При этом растворяются фосфаты трехзарядных катионов, сульфиты (за исключением солей Pb²⁺,Ag⁺,Hg₂²⁺), соли висмута, сульфиды Mn²⁺,Fe²⁺,Zn²⁺, Pb²⁺ (в случае Pb²⁺ при охлаждении выпадает PbCl₂). Нерастворившийся остаток обрабатывают концентрированной HCl при нагревании. В раствор переходят труднорастворимые соли сурьмы и олова в виде хлоридных комплексов, сульфид Cd²⁺ (выделенный H₂S), диоксиды марганца и свинца (может выделяться Cl₂). Солянокислые вытяжки объединяют и используют для обнаружения катионов (из анионов только S^2- и PO₄^3-). Нерастворившийся остаток хорошо промывают водой.

Растворение в HNO₃. Проводят, если после обработки HCl остается темный остаток, растворимый в концентрированной HNO₃ как окислителе (сульфиды PbS,CuS,NiS,CoS,Bi₂S₃). После растворения в концентрированной HNO₃ при нагревании раствор упаривают досуха и остаток растворяют в воде, отделяя серу центрифугированием. Полученный раствор используют для обнаружения катионов. Если при этом остается белый остаток, то, вероятнее всего, в нем содержатся нерастворимые сульфаты (BaSO₄,SrSO₄,CaSo₄,PbSO₄) и /или AgCl,AgBr,AgI.

(Если соль может, быть растворена в нескольких кислотах, предпочтение отдают уксусной, так как излишняя кислотность усложняет последующий анализ, далее – азотной и серной, поскольку сульфаты и нитраты не так летучи, как хлориды).

Щелочная вытяжка. При нагревании остатка с 30%-ным раствором щелочи в раствор перейдет PbSO₄. Раствор подкисляют и проверяют присутствие Pb²⁺ и SO₄^2-

Аммиачная вытяжка. Если белый остаток не растворился, то его обрабатывают 25%-ным раствором аммиака. В раствор перейдут AgCl и частично AgBr.