2. Аналитические реакции гидрокарбонат-иона.

1. С разбавленными минеральными кислотами (групповым реагентом) (ГФ) (табл. 16).

2. С насыщенным раствором сульфата магния (гф) с образованием белого осадка гидроксокарбоната магния. Гидрокарбонат-ионы образуют осадок только при кипячении.

3 CO₃^2- + 2 H₂O + 2 MgSO₄ Mg₂(OH)₂CO₃ + 2 HCO₃^-+ 2 SO₄^2-

3. С фенолфталеином (ГФ). Раствор карбоната (1:10) при прибавлении 1 капли раствора фенолфталеина окрашивается в красный цвет (отличие от гидрокарбонатов).

CO₃ ^2- + H/OH HCO₃^- + OH^- pH 10

HCO₃^- + H/OH H₂CO₃ + OH^- pH8

HCO₃^- + H/OH CO₃^2- + H₃O⁺

Обнаружение СО₃^2- и HCO₃^- -ионов при совместном присутствии

СО₃^2- + Са²⁺ СаСО₃

2 HCO₃^- + Са²⁺ Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂ + 2 NH₄OH CaCO₃ + (NH₄)₂CO₃ + 2 H₂O

Методика: К 1 см³ анализируемого раствора, содержащего СО₃^2- и НСО₃^-ионы, прибавляют избыток раствора хлорида кальция, осадок карбоната кальция отделяют центрифугированием и отбрасывают, центрифугат проверяют на полноту осаждения карбонат-ионов, если полнота осаждения достигнута, то добавляют водный раствор аммиака, появление белого осадка указывает на наличие гидрокарбонат-ионов.

3. Количественный анализ.

4.1. Титриметрия.

Титриметрический анализ объединяет группу методов количественного химического анализа, основанных на измерении количества реагента, необходимого для взаимодействия с определяемым компонентом. Количественные соотношения между реагирующими веществами выражаются законом эквивалентов: химические элементы и их соединения взаимодействуют в химических реакциях друг с другом в строго определённых массовых количествах, соответствующих их химическим эквивалентам.

Эквивалент (Э) – реальная или условная частица веществаХ, которая эквивалентна одному атому водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции (должна быть указана конкретная химическая реакция).

Э = f_Э (Х)

Фактор эквивалентности(): число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества эквивалентна одному атому водорода в кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции.

f_Э (Х) = 1/z; где: z - число эквивалентности.

при f_Э = 1 Э= РЧ (реальная частица);

при f_Э < 1 Э = УЧ (условная частица).

Масса 1 моль эквивалента называется молярной массой эквивалента (Мэ).

Мэ = fэ  М

Важным следствием закона эквивалентов является основное уравнение титриметрии:

М_Э = f_Э  М

Произведение молярной концентрации эквивалента (Сэ) на объём раствора есть величина постоянная для обеих реагирующих веществ.

Ацидиметрический метод.

Метод основан на нейтрализации NaOH и Na₂CO₃ хлороводородной кислотой.

1. Первая точка эквивалентности:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Na₂CO₃ + HCl = NaCl + NaHCO₃

2. Вторая точка эквивалентности:

NaHCO₃ + HCl = NaCl + CO₂↑ + H₂O

Суммарно:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Na₂CO₃ + 2HCl = NaCl + CO₂↑ + H₂O

Карбонат натрия в водном растворе является слабым сопряжённым основанием, гидрализованным по двум ступеням:

Титрование прямое с фиксированием двух точек эквивалентности. f_Э = 1. Используют индикатор фенолфталеин, далее раствор метилового оранжевого. Затем записывают объём раствора израсходованной хлороводородной кислоты.

Результаты рассчитывают по формулам: