Решение.

Для ответа на этот вопрос мы должны найти константу совмещенного равновесия двух протолитических равновесий.

Запишем систему частных равновесий

CH₃COOH CH₃COO^- + H⁺

H⁺ + OH^- H₂O

H⁺ - объект конкуренции.

Составляем уравнение общего процесса

CH₃COOH + OH^- CH₃COO^- + H₂O

Записываем К_{совм. равновесия} общего процесса

На основании величины К_{совм. равновесия} данной реакции 1,74^.10⁹ > 10⁸ делаем вывод, что количественное определение CH₃COOH возможно и его ошибка не превышает 0,01%.

1.3. Аналитические реакции катионов VI группы.

1.3.1. Общая характеристика группы.

К шестой группе катионов относятся ионы Cu²⁺, Hg²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺. Сульфаты, нитраты и хлориды катионов этой группы хорошо растворимы в воде. Растворы солей меди (II) окрашены в голубой цвет, кобальта (II) – в розовый, никеля (II) – в зеленый.

Гидроксиды катионов этой группы – слабые труднорастворимые электролиты. Гидроксиды Co(OH)₂ и Hg(OH)₂ неустойчивы и разлагаются на соответствующий оксид и воду.

Соли катионов шестой группы подвергаются гидролизу.

Для катионов этой группы характерны реакции комплексообразования. Так, гидроксиды этих катионов растворяются в избытке аммиака вследствие образования аммиакатных комплексов.

Медь, ртуть и кобальт имеют переменную степень окисления, поэтому для них характерны окислительно-восстановительные реакции, что используется в анализе. Например, открытие ионов Hg²⁺ проводят восстановлением их до Hg₂²⁺ (I) и затем до свободной ртути действием SnCl₂.

1.3.2. Значение катионов шестой аналитической группы и их соединений в медицине

Кобальт является важнейшим биогенным элементом и относится к металлам жизни. В роли микроэлемента он выполняет разнообразные функции: влияет на углеводный, минеральный, белковый и жировой обмены, а так же принимает участие в прцессе кроветворения.

Препарат кобальта – витамин В₁₂ (цианокобаламин) применяют при лечении анемии, нервных заболеваний; коамид, ферковен – способствуют кроветворению.

Никель – примесный токсичный элемент.

Медь является необходимым микроэлементом растительных и животных организмов. По значимости она относится к металлам жизни. В основном медь концентрируется в печени, в головном мозге, в крови. Недостаток меди приводит к тяжелым отклонениям в обмене веществ.

Сульфат меди CuSO₄ ^. 5H₂O (Cupri sulfas) и цитрат меди (Cu₂C₆H₄O₇)₂ ^. 2H₂O (Cupri citras) – используют как вяжущие, антисептические и прижигающие средства, в малых дозах соли меди входят в состав средств, улучшающих кроветворение.

В больших концентрациях растворимые соли меди токсичны.

Кадмий и ртуть – примесные токсичные элементы. Растворимые соединения кадмия и ртути оказывают раздражающее действие на кожу, а при попадании внутрь организма вызывают отравление. Однако, некоторые соединения ртути в небольших концентрациях нашли применение в медицинской практике.

Сулема HgCl₂ (Hydrargyri dicloridum), оксид-цианид HgO∙Hg(CN)₂ (Hydrargyri oxidum, cyanidum), дииодид HgI₂ (Hydrargyri diiodum), амидохлорид HgNH₂Cl (Hydrargyri amidocloridum), оксид HgO (Hydrargyri oxydum) – активные антисептики и противовоспалительные средства. Сульфид ртути (Hydrargyri sulfidum) используют при лечении венерических и кожных заболеваний. Оксид ртути входит в состав мазей для лечения глазных и кожных заболеваний.

1.3.3. Аналитические реакции катиона меди Cu²⁺.

Реакция со щелочами. Гидроксиды щелочных металлов KOH и NaOH из растворов солей меди (II) выделяют на холоду голубой осадок гидроксида меди (II):

CuSO₄ + 2KOH Cu(OH)₂↓ + 2K₂SO₄

Cu²⁺ +2OH^- Cu(OH)₂↓

Осадок растворим в кислотах и концентрированном растворе аммиака.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли меди (II) добавляют 2 капли раствора гидроксида натрия или калия и наблюдают выпадение голубого осадка (иногда сине-зеленого).

Фармакопейная. Реакция с аммиаком. Водный раствор аммиака NH₃, взятый в избытке, образует с солями меди (II) комплексное соединение меди (II) синего цвета:

CuCl₂ + NH₃^.H₂O Cu(OH)Cl↓ + NH₄Cl

Cu(OH)Cl + 4NH₃^.H₂O [Cu(NH₃)₄]²⁺ + Cl^- + 4H₂O

Реакция является наиболее характерной для иона Cu²⁺ и чаще всего применяется для его обнаружения.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли меди (II) добавляют избыток раствора аммиака. Наблюдают ярко-синее окрашивание раствора.

Реакция с гексацианоферратом (II) калия. Катионы Cu²⁺ образуют с K₄[Fe(CN)₆] в слабокислой среде красно-коричневый осадок гексацианоферрата (II) меди Cu₂[Fe(CN)₆]:

2Cu²⁺ + [Fe(CN)₆^4-] Cu₂[Fe(CN)₆]↓

Осадок не растворяется в разбавленных кислотах, но растворяется в 25%-ом водном растворе аммиака.

Фармакопейная. Реакция восстановления меди (II) металлами до металлической. Чаще всего для этого применяют металлы, стоящие в ряду напряжений металлов, левее меди. При внесении этих металлов в раствор соли меди (II) поверхность металлов покрывается тонким слоем металлической меди красного цвета:

Cu²⁺ + Zn⁰ Cu⁰ + Zn²⁺

Cu²⁺ + Fe⁰ Cu⁰ + Fe²⁺

3Cu²⁺ + 2Al⁰ 3Cu⁰ + 2Al³⁺

Выполнение реакции: в пробирку с подкисленным раствором соли меди (II) добавляют 2-3 кусочка одного из металлов (Zn, Al, Fe). Постепенно поверхность металла покрывается красным слоем выделяющейся меди.

Окрашивание пламени. Соли меди окрашивают пламя в изумрудно-зеленый цвет.

Выполнение реакции аналогично, например, реакции на K⁺.

1.3.4. Аналитические реакции катиона кадмия Cd²⁺.

Реакция со щелочами и аммиаком. Катионы Cd²⁺ при взаимодействие со щелочами и аммиаком образуют белый осадок гидроксида кадмия Cd(OH)₂:

Cd²⁺ + 2OH^- Cd(OH)₂↓

Осадок растворяется в кислотах и в растворе аммиака.

Cd(OH)₂ + 2 H⁺ Cd²⁺ + 2H₂O

Cd(OH)₂ + 4NH₃ [Cd(NH₃)₄]²⁺ + 2OH^-

Выполнение реакции: в две пробирки вносят по 3-4 капли раствора соли кадмия. В одну пробирку прибавляют 1-2 капли раствора NaOH или KOH. Выпадает белый осадок гидроксида кадмия.В другую пробирку прибавляют по каплям раствор аммиака, образующийся белый осадок гидроксида кадмия растворяется в избытке аммиака.

Реакция с сульфид-ионами. В слабокислых или щелочных растворах ионы Cd²⁺ образуют с сульфид-ионами S^2- желтый осадок сульфида кадмия CdS:

Cd²⁺ + S^2- CdS↓

Выполнение реакции: в пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата кадмия, прибавляют 2 капли раствора Na₂S. Выпадает желтый осадок.

1.3.5. Аналитические реакции катиона ртути Hg²⁺.