Меню Рубрики

Как проводится систематический анализ катионов

При систематическом анализе катионы и анионы разделяют на аналитические группы. Наиболее удобная, применяемая и в настоящее время классификация катионов, разработана Н.А. Меншуткиным в 1871 г. Все существующие ныне классификации предусматривают разделение катионов на 5 или 6 аналитических групп на основании следующих их свойств:
1.На различии растворимости хлоридов, карбонатов, сульфатов или гидроксидов.
2. На амфотерных свойствах некоторых гидроксидов.
3. На способности ряда гидроксидов образовывать комплексные аммиакаты.

Классификация катионов на аналитические группы

Первая аналитическая группа катионов: К+, Na+, NН4+, Mg2+

Почти все соли калия, натрия, аммония и большинство солей магния хорошо растворимы в воде. Поэтому группового реактива, осаждающего все четыре катиона, нет.
Калий и натрий относятся к 1 группе периодической системы элементов и образуют сильные щелочи. Гидроксид аммония является слабым основанием, но катион аммония близок по свойствам к катиону калия и образует несколько аналогичных малорастворимых солей. Соли аммония разлагаются при нагревании и могут быть удалены прокаливанием. Гидроксид магния — слабое основание, плохо растворимое в воде. Труднорастворимы также фосфат магния и карбонат. Гидроксокарбонат магния растворяется в избытке солей аммония и при действии карбонатом аммония в присутствии хлорида аммония в осадок не выпадает. Поэтому при систематическом анализе ион магния остается в растворе с катионами 1 группы. По этой причине он и отнесен к этой группе.
При систематическом анализе катионы калия, натрия и магния обнаруживают в последнюю очередь, так как катионы других групп мешают их обнаружению и должны быть удалены. В водных растворах катионы 1 группы бесцветны, образуемые ими соли имеют окраску только в тех случаях, когда в их состав входят окрашенные анионы, например: перманганат, хромат или дихромат -ионы.
Катионы 1 аналитической группы содержатся в почвах как в подвижном, доступном для усвоения растениями состоянии, так и в связанном. Они вносятся в почву в виде минеральных удобрений. Калий в виде -калийной селитры, сульфата, хлорида и других солей. Натрий — составная часть чилийской селитры (NаNО3). Магний входит в состав доломита СаСОЗ•МgСО3 . Ион аммония содержится в аммонийной селитре, сульфате и хлориде аммония, в аммофосе NH4H2PО4 и диаммофосе (NН4)2HPО4.
Ионы калия, магния, аммония необходимы для минерального питания растений. Большое содержание солей натрия указывает на засоленность почв.
Анализ водных вытяжек из почвы на наличие этих катионов используют для определения пригодности почв для возделывания различных культур.
Оценка качества природных вод включает пробы на присутствие ионов аммония. Наличие в воде аммиака и солей аммония служит признаком загрязненности, так как эти соединения образуются при гниении белков.
Продукты детского и диетического питания также подвергаются обязательному исследованию на содержание натрия, калия и магния.

Вторая аналитическая группа катионов: Ca2+, Ba2+, Sr2+

Катионы 2 группы, в отличии от катионов 1 группы, образуют малорастворимые в воде карбонаты. Поэтому их осаждают действием карбоната аммония, который является групповым реактивом.
Осадки карбонатов кальция, бария и стронция обычно получают при действии на раствор карбонатами натрия и калия. Но при систематическом анализе пользоваться этими реактивами невозможно, так как вместе с ними в исследуемый раствор вводятся ионы Na+ и К+. Использование карбоната аммония оправдано тем, что ион NH4+ можно предварительно открыть дробным методом.
Из солей кальция, бария и стронция также не растворимы сульфаты, фосфаты и оксалаты. Однако осаждение серной кислотой проводится редко, так как сульфаты не растворимы в сильных кислотах и щелочах и с большим трудом снова переводятся в раствор. Осаждение фосфорной и щавелевой кислотой не проводят по той причине, что присутствие в растворе фосфат — и оксалат -ионов усложняет анализ.
Сульфиды этих элементов, в отличие от катионов 3,4 и 5 групп, хорошо растворимы в воде.
В водных растворах катионы 2 группы бесцветны.
Соли кальция используют для улучшения почв: в сильно кислые почвы для нейтрализации вводят известняк СаСО3; а в солонцеватые — гипс CaS04•2H2O. Кальций входит в состав минеральных удобрений: фосфоритной муки Са3(РО4)2, суперфосфата Са(Н2РО4)2 + CaS04, кальциевой селитры Са(НСО3)2 и т.д.
Растворимый гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 находится в природных водах, сообщая им временную жесткость. Арсенит и арсенат кальция используют как сельскохозяйственные яды.
Ионы бария ядовиты. Карбонат и хлорид бария используют в сельском хозяйстве как яды. Поэтому обнаружение ионов бария проводят при распознавании ядохимикатов.
Радиоактивный изотоп стронция 90Sr, образующийся при ядерных реакциях, представляет большую опасность для здоровья и жизни.

Реакции катионов второй группы

Катионы третьей аналитической группы: Al3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Cr2+

К третьей аналитической группе относят катионы алюминия, железа(II), железа(III), марганца (II), цинка, хрома(III). Они характеризуются большим разнообразием свойств.
Алюминий и цинк проявляют постоянную валентность. Гидроксиды этих элементов и хрома обладают амфотерными свойствами; это свойство используется для отделения алюминия, хрома и цинка от других катионов третьей аналитической группы. Алюминий образует ионы АI3+ и АlО2-, цинк — ионы Zn2+ и ZnO22-, хром ионы Сr3+ и СrО2-.
Железо, марганец и хром проявляют переменную валентность. Железо образует ионы Fe2+, Fe3+, FeO42-, марганец — ионы Mn2+, Mn3+, Mn4+, MnО42- и MnO4-, хром ионы Cr3+, CrO42-, Cr2072-.
Изменение валентности этих элементов осуществляется сравнительно легко, поэтому для них характерны окислительно-восстановительные реакции.
Гидроксиды железа и марганца обладают слабоосновными свойствами, растворяются в кислотах, но не растворяются в щелочах. Гидроксиды всех катионов третьей группы не растворимы в воде, но могут переходить в коллоидное состояние.
Соли большинства элементов этой группы образуют окрашенные растворы.

Окраска растворов солей элементов третьей аналитической группы


Катионы третьей аналитической группы образуют сульфиды, нерастворимые в воде, но растворимые в кислотах. В отличие от них сульфиды первой и второй группы растворимы в воде, а сульфиды четвертой и пятой группы катионов нерастворимы в кислотах. Поэтому в качестве группового реактива используют сульфид аммония. Другие растворимые сульфиды, так же осаждающие катионы третьей группы, не могут быть использованы как групповой реактив, так как с ними в раствор будут введены катионы первой и второй групп. Присутствие катиона аммония в ходе систематического анализа определяется до введения сульфида аммония, а в дальнейшем катион аммония легко удаляется из раствора в виде аммиака. Катионы третьей группы в зависимости от воздействия на них гидр оксида аммония в присутствии хлорида аммония подразделяют на две подгруппы:
1 подгруппа:
катионы аллюминия, хрома(III), железа (III), осаждаемые водным аммиаком в присутствии хлорида аммония.
2 подгруппа:
катионы железа(II), марганца(II), цинка не осаждаемые таким образом.
Катионы третьей группы, подобно катионам второй группы и магния, образуют труднорастворимые карбонаты и гидрофосфаты. Кроме того, они обладают способностью образовывать комплексные соединения.
Обнаружение и количественное определение катионов третьей группы связано главным образом с анализом почв, микроудобрений, растительного и животного материала, продовольственного сырья и продуктов питания (особенно детских и диетических), так как эти катионы имеют важнейшее биологическое значение.
Алюминий в больших количествах содержится в кислых подзолистых почвах, снижая урожайность многих культур. Соли алюминия применяют для очистки природных вод.
Железо содержится в тканях всех растений и животных. Оно входит в состав гемоглобина крови животных, участвует в синтезе хлорофилла зеленых растений. При недостатке железа в почве у растений развивается хлороз, т.е. отсутствие зеленой окраски из-за пониженного содержания хлорофилла. Избыток железа в почве так же вреден для растений. Многие соли железа (лактат, сульфат, глицерофосфат) применяют в ветеринарии как антианемические средства.
Марганец, цинк, хром — микроэлементы, необходимые для нормального течения обменных процессов у растений и животных. Недостаток марганца в почве способствует развитию у них различных заболеваний; в крови — приводит к возникновению „марганцевого рахита”. Нехватка цинка ведет к нарушению синтеза хлорофилла, витаминов, ауксинов у растений, витаминов и ферментов у животных и человека.
Избыток цинка в почвах, продуктах питания, сырье является токсичным для человека, животных и растений. Согласно гигиеническим нормативам качества и безопасности продовольственных продуктов и сырья предельно допускаемое содержание цинка: в мясе- 70,0 мг/кг., в молоке — 5,0 мг/кг., в яйце-50,0 мг/кг.

Реакции катионов третьей группы

Катионы четвертой аналитической группы: Ag+, Pb2+,Hg22+

Четвертая аналитическая группа объединяет катионы серебра, свинца, и ртути(I). Общим свойством этих катионов является способность осаждаться под действием разбавленной соляной кислоты и ее солей в виде хлоридов-осадков белого цвета. Поэтому соляная кислота является групповым реактивом для катионов этой группы.
Кроме того, катионы четвертой аналитической группы образуют нерастворимые сульфиды черного цвета, которые в отличие от катионов 5 группы, не растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония. Мало растворимы в воде также фосфаты и карбонаты катионов четвертой группы. Растворимые соли подвергаются гидролизу и их растворы имеют кислую реакцию. В окислительно-восстановительных реакция катионы четвертой группы выступают в роли окислителей и восстанавливаются до свободных металлов. В водных растворах катионы серебра, свинца и ртути (I) бесцветны.
Соединения ртути (I) содержат группировку -Нg-Hg-, в которой одна из двух связей каждого атома ртути используется на соединения с другим. Соли ртути(I) имеют строение CI-Hg — Hg-Cl или O3N-Hg — Hg-NO3. В этих соединениях на два атома ртути приходится два положительных заряда. Ртуть в этих соединениях является электрохимически одновалентной. При диссоциации этих соединений образуется сложный ион Hg22+.
Соединения катионов четвертой группы имеют важное биологическое значение. Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Нитрат серебра применяют в медицине и ветеринарии при эрозиях, язвах, экземах, а также в офтальмологии и стоматологии. Металлическая ртуть и большинство ее соединений очень ядовиты. Наиболее токсичны для животных и человека: хлорид (сулема) и йодид ртути (II) и органические ртутные препараты, применяемые для протравливания семян: гранозан, этилмеркурхлорид, этилмеркурфосфат. Эти соединения нарушают углеводный и кальциевый обмен, функции почек, печени, эндокринных желез, центральной нервной системы вследствие блокады сульфгидрильных групп ферментов. Хлорид ртути (I) или каломель (Hg2CI2) не ядовита и используется в медицине и ветеринарии как слабительное, антисептическое и мочегонное средство.
Соединения свинца также ядовиты. К наиболее токсичным относятся нитрат, ацетат и гидроксохлорид свинца, а так же тетраэтилсвинец. Загрязнение воздуха, почвы и воды соединениями свинца происходит в результате выброса их промышленными предприятиями, выхлопными газами автотранспорта. В соответствии с санитарными нормами содержание свинца в 1 л воды не должно превышать 0.1 мг. В основных сельскохозяйственных продуктах допускается следующее содержание свинца и ртути:

Гигиенические нормативы содержания свинца и ртути в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)

;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Мясо ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Молоко ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Яйца ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Свинец ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> 0,5 ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> 0,1 ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> 0.3 ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Ртуть ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> 0,03 ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> 0,005 ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> 0,02 ;
«> ;
«>

Ацетат свинца и оксид свинца используются в медицине, ветеринарии как вяжущие и противовоспалительные средства в форме примочек, компрессов, мазей и пластырей.

Реакции катионов четвертой группы

Пятая аналитическая группа катионов: Cu2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Bi3+

Катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде сульфиды, гидроксиды и основные соли. Гидроксид аммония, который используется как групповой реактив, образует с катионами пятой группы, ярко окрашенные основные соли, которые, кроме солей висмута, растворимы в избытке аммиака. Образующиеся при этом комплексные соли — аммиакаты, также имеют характерную окраску.
Катионы меди, кадмия и висмута, кроме того, образуют комплексные соединения с цианидами и йодидами. В реакциях окисления-восстановления катионы пятой группы ведут себя как окислители и восстанавливаются до свободных металлов.
В водных растворах почти все катионы пятой группы окрашены.

Окраска растворов солей катионов пятой аналитической группы

;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Ион ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Cu2+ ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Co2+ ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Ni2+ ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Cd2+ ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Bi3+ ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> Окраска
раствора ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> голубая ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> розовая
Читайте также:  Как сделать анализ анкетирования пример
;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> зеленая ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> бесцветная ;
vertical-align:middle;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;padding:0 0pt
0 0pt
;»> бесцветная ;
«> ;
«> ;
«>

Объектом качественного анализа на приϲутствие катионов меди, кобальта, никеля, кадмия и висмута являются удобрения, почвы, растения, биологические жидкости, сельскохозяйственное сырье, продовольственные продукты. Медь входит в состав удобрений и сельскохозяйственных ядов, например: медного купороса, парижской зелени Сu(СН3СОО)23Сu(АsО2)2, бордосской жидкости. Медь необходима для нормальной жизнедеятельности растений и животных, так как входит в состав ферментов, влияет на белковый и углеводный обмен. Сульфат и карбонат меди используют в ветеринарии как антгельминтики. Медь отнесена к токсичным элементам. Предельно допустимое содержание меди в некоторых продуктах питания приведено в таблице N29. Кобальт входит в состав витамина В12. Пониженное содержание этого микроэлемента в почвах, растениях, кормах и пищевых продуктах отрицательно сказывается на росте сельскохозяйственных культур, продуктивности животных и развитии человека. Избыточное содержание кобальта, как и меди, и кадмия считается токсичным.

Гигиенические нормативы содержания меди и кадмия в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)

;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> Мясо ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> Молоко ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> Яйца ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> Медь ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> 5.0 ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> 1.0 ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> 3.0 ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> Кадмий ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> 0.05 ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> 0.03 ;
border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;border-top:solid windowtext 0,5pt;border-right:solid windowtext 0,5pt;border-bottom:solid windowtext 0,5pt;border-left:solid windowtext 0,5pt;»> 0.01 ;
«> ;
«>

Шестая аналитическая группа катионов: Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, As3+, As5+

Олово, мышьяк и сурьма расположены в 4-5 группах периодической системы и обладают неметаллическими свойствами. В то же время положение этих элементов в 4-5 периодах также отражается на их свойствах и позволяет в некоторых реакциях давать соединения, характерные для металлов. В частности, сурьма, мышьяк, и олово образуют амфотерные гидроксиды. В щелочной среде эти гидроксиды диссоциируют с образованием анионов: AsO33-, АsО43-, SbO43-, SbО33-,SnО33-. В кислой среде образуются катионы : АsЗ+, As5+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+. Растворы солей этих катионов, образованных сильными кислотами, имеют кислую реакцию.
Мышьяк /III/, сурьма/III/ и олово /III/ в щелочной среде ведут себя как восстановители. Мышьяк /V/, cурьма /V/ в кислой среде проявляют свойства окислителей.
Характерной реакцией для катионов 6 группы является образование нерастворимых в воде сульфидов при взаимодействии с сероводородом в кислой среде. Сульфиды катионов 6 группы растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония, образуя сульфосоли (тиосоли). Например:

↓Аs2S3 + ЗNа2S = 2Nа3АsS3 тиомышьяковский натрий.
Сульфосоли по своему составу подобны кислородосодержащим кислотам тех же элементов с той разницей, что роль кислорода здесь играет элемент, ему аналогичный — сера.
Использование сероводорода в качестве группового реактива сопряжено с многочисленными трудностями.
Бессероводородный метод качественного анализа предусматривает осаждение катионов 6 группы (олова и сурьмы) едкими щелочами. При этом образуются соединения нерастворимые в воде, обладающие способностью растворяться в избытке щелочей.
В водных растворах сурьма образует ионы SbЗ+, Sb5+, олово Sn2+, Sn4+, мышьяк АsЗ+, ( в кислой среде); арсенит ион AsO33- и арсенат-ион AsO43- (в щелочной среде). Все эти ионы бесцветны. Соединения мышьяка сильно ядовиты. Мышьяк входит в состав сельскохозяйственных ядов: парижской зелени Сu(СН3СОО)23Сu(АsО2)2, арсенита натрия, арсенита и арсената кальция. У животных и человека при попадании больших доз мышьяка внутрь наблюдаются острые отравления, сопровождающиеся сильной болезненностью органов брюшной полости, коликами, рвотой, поносом, слюнотечением, ослаблением сердечной деятельности, резким падением кровяного давления, параличом.
В ветеринарии соединения мышьяка применяют в качестве противопаразитарных средств и веществ, улучшающих обмен (осарсол, новарсенол, натрия арсенат).
Продовольственные продукты и сельскохозяйственное сырье подлежат обязательному анализу на присутствие мышьяка. Предельно допустимое содержание мышьяка составляет: в мясе- 0.1 мг/кг, в молоке- 0.05 мг/кг, в яйце — 0.1 мг/кг.
Биологическая роль сурьмы и олова выяснена недостаточно. В ветеринарии используют сульфиты сурьмы /III/ и /V/ в качестве отхаркивающих средств, арсенат олова как антгельминтик.

источник

При систематическом анализе принято деление катионов и анионов на аналитические группы. Наиболее удобная, применяемая и в настоящее время классификация катионов, разработана Н.А. Меншуткиным в 1871 г. Все существующие ныне классификации предусматривают разделение катионов на 5 или 6 аналитических групп на основании следующих их свойств:

1.На различии растворимости хлоридов, карбонатов, сульфатов или гидроксидов.

2. На амфотерных свойствах некоторых гидроксидов.

3. На способности ряда гидроксидов образовывать комплексные аммиакаты.

Классификация катионов на аналитические группы

Катионы Групповая характеристика Групповой реактив Получаемые соединения
К + , Na + , NH4 + ,Mg 2+ Соли и гидроксиды растворимы в воде  
Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ Карбонаты не растворимы в воде, но растворимы в кислотах. Сульфаты не растворимы в воде и в кислотах. (NН4)2СО3 2н. раствор СаСO3↓, ВаСОз↓, SrO3↓ Аморфные осадки белого цвета.
Al 3+ , Fe 2+ ,Fe 3+ , Mn 2+ , Zn 2+ , Cr 2+ . Сульфиды не растворимы в воде, но растворимы в кислотах. Гидроксиды не -растворимы в воде, но могут растворятся в кислотах (NH4)2S 6н. раствор FeS↓, Fе2S3↓- черные, MnS↓-розоватый, ZnS↓- белый, Аl(ОН)3↓- белый, Сr(ОН)3↓-серо-зеленый.
Ag + , Pb 2+ , Hg2 2+ Хлориды не растворимы в воде. НСl 2н. раствор AgCl↓, PbC12↓, Hg2C12↓- осадки белого цвета.
Сu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ ,Cd 2+ , Bi 3+ Гидроксиды и основные соли не растворимы в воде, но растворимы в избытке аммиака. NH4ОH 2н. раствор в избытке Раствор Сu(NН3)4 2+ — синий, Со(NН3)4 2+ — грязно-желтый, Ni(NН3)4 2+ — синий, Сd(NН3)4 2+ — бесцветный, Вi(0Н)2Сl↓ — белый.
Sn 2+ , Sn 4+ , Sb 3+ , Sb 5+ , (Аs 3+ , As 5+ ) Гидроксиды амфотерны. Сульфиды нерастворимы в воде, но растворимы в cульфидах Na, К и аммония. NaOH, КОН, NH40H, 3н. растворы H4Sn04↓, Sn(ОН)2↓, НSb02↓, НSbО3↓- белые осадки, растворимые в избытке щелочей.

Первая аналитическая группа катионов: К + , Na + , NН4 + , Mg 2+

Почти все соли калия, натрия, аммония и большинство солей магния хорошо растворимы в воде. Поэтому группового реактива, осаждающего все четыре катиона, нет.

Калий и натрий относятся к 1 группе периодической системы элементов и образуют сильные щелочи. Гидроксид аммония является слабым основанием, но катион аммония близок по свойствам к катиону калия и образует несколько аналогичных малорастворимых солей. Соли аммония разлагаются при нагревании и могут быть удалены прокаливанием. Гидроксид магния — слабое основание, плохо растворимое в воде. Труднорастворимы также фосфат магния и карбонат. Гидроксокарбонат магния растворяется в избытке солей аммония и при действии карбонатом аммония в присутствии хлорида аммония в осадок не выпадает. Поэтому при систематическом анализе ион магния остается в растворе с катионами 1 группы. По этой причине он и отнесен к этой группе.

При систематическом анализе катионы калия, натрия и магния обнаруживают в последнюю очередь, так как катионы других групп мешают их обнаружению и должны быть удалены. В водных растворах катионы 1 группы бесцветны, образуемые ими соли имеют окраску только в тех случаях, когда в их состав входят окрашенные анионы, например: перманганат, хромат или дихромат -ионы.

Катионы 1 аналитической группы содержатся в почвах как в подвижном, доступном для усвоения растениями состоянии, так и в связанном. Они вносятся в почву в виде минеральных удобрений. Калий в виде -калийной селитры, сульфата, хлорида и других солей. Натрий — составная часть чилийской селитры (NаNО3). Магний входит в состав доломита СаСОЗ•МgСО3 . Ион аммония содержится в аммонийной селитре, сульфате и хлориде аммония, в аммофосе NH4H24 и диаммофосе (NН4)2HPО4.

Ионы калия, магния, аммония необходимы для минерального питания растений. Большое содержание солей натрия указывает на засоленность почв.

Анализ водных вытяжек из почвы на наличие этих катионов используют для определения пригодности почв для возделывания различных культур.

Оценка качества природных вод включает пробы на присутствие ионов аммония. Наличие в воде аммиака и солей аммония служит признаком загрязненности, так как эти соединения образуются при гниении белков.

Продукты детского и диетического питания также подвергаются обязательному исследованию на содержание натрия, калия и магния.

Вторая аналитическая группа катионов: Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+

Катионы 2 группы, в отличии от катионов 1 группы, образуют малорастворимые в воде карбонаты. Поэтому их осаждают действием карбоната аммония, который является групповым реактивом.

Осадки карбонатов кальция, бария и стронция могут быть получены и при действии на раствор карбонатами натрия и калия. Но при систематическом анализе пользоваться этими реактивами невозможно, так как вместе с ними в исследуемый раствор вводятся ионы Na + и К + . Использование карбоната аммония оправдано тем, что ион NH4 + можно предварительно открыть дробным методом.

Из солей кальция, бария и стронция также не растворимы сульфаты, фосфаты и оксалаты. Однако осаждение серной кислотой проводится редко, так как сульфаты не растворимы в сильных кислотах и щелочах и с большим трудом снова переводятся в раствор. Осаждение фосфорной и щавелевой кислотой не проводят по той причине, что присутствие в растворе фосфат — и оксалат -ионов усложняет анализ.

Сульфиды этих элементов, в отличие от катионов 3,4 и 5 групп, хорошо растворимы в воде.

В водных растворах катионы 2 группы бесцветны.

Соли кальция используют для улучшения почв: в сильно кислые почвы для нейтрализации вводят известняк СаСО3; а в солонцеватые — гипс CaS04•2H2O. Кальций входит в состав минеральных удобрений: фосфоритной муки Са3(РО4)2, суперфосфата Са(Н2РО4)2 + CaS04, кальциевой селитры Са(НСО3)2 и т.д.

Растворимый гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 находится в природных водах, сообщая им временную жесткость. Арсенит и арсенат кальция используют как сельскохозяйственные яды.

Ионы бария ядовиты. Карбонат и хлорид бария используют в сельском хозяйстве как яды. Поэтому обнаружение ионов бария проводят при распознавании ядохимикатов.

Радиоактивный изотоп стронция 90 Sr, образующийся при ядерных реакциях, представляет большую опасность для здоровья и жизни.

Дата добавления: 2014-01-07 ; Просмотров: 810 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

источник

    НАУКИ · Химия · Аналитическая химия · 03. Дробный и систематический ход анализа катионов и анионов

Дробным анализом называют обнаружение ионов с помощью специфических реакций в отдельных порциях анализируемого раствора, производимое в любой последовательности.

Дробный анализ применяют агрохимические и заводские лаборатории, особенно в тех случаях, когда состав исследуемого материала достаточно хорошо известен и требуется только проверить отсутствие некоторых примесей. Если же используемые реакции не специфичны, а мешающее действие посторонних ионов устранить не удается, то проведение дробного анализа невозможно. В этом случае применяют систематический ход анализа.

Сисmемаmическим ходом анализа – называется определенная последовательность выполнения аналитических реакций, при которой каждый ион обнаруживают после того, как будут обнаружены и удалены другие ионы, мешающие его обнаружению.

Допустим, что раствор нужно испытать на присутствие катиона Са2+, но в нем одновременно может содержаться и ион Ва2+. Катион Са2+ принято обнаруживать в виде оксалата:

CaC12 + (NH4)2С2О4 = СаС2О4 + 2NH4Cl

Эта реакция достаточно чувствительна, но не специфична, так как оксалат аммония (NH4)2C204 дает белый кристаллический осадок не только с Са2+, но также с Ва2+ и некоторыми другими ионами. Поэтому прежде чем обнаруживать катион Са2+, необходимо проверить, присутствует ли в растворе мешающий ион Ва2+. Последний можно обнаружить в отдельной порции раствора, действуя хроматом калия, с которым Ва2+ дает характерный желтый осадок:

BaCl2 + К2Сг04 = ВаСг04↓ + 2KCl

Присутствие иона Са2+ не мешает обнаружению иона Bа2+ этой реакцией, так как хромат кальция СаСгО4 хорошо растворим в воде (выпадает в осадок только из очень концентрированных растворов солей кальция).

Дальнейший ход анализа зависит от результата проведенного испытания. Если окажется, что ион Bа2+ отсутствует, то в другой порции раствора можно обнаруживать катион Са2+, действуя оксалатом аммония (NH4)2С2О4. Если же катион Bа2+ присутствует, то прежде чем обнаруживать Са2+, следует полностью удалить из раствора ионы Bа2+. Для этого на весь раствор действуют избытком хромата калия К2Сr04 (или дихромата калия К2Сr207), убеждаются, что ионы Bа2+ полностью осаждены в виде хромата бария BaСrО4 и, отделив осадок, беспрепятственно обнаруживают катионы Са2+.

Следовательно, в систематическом ходе анализа применяют не только реакции обнаружения отдельных ионов, но также и реакции отделения их друг от друга.

Разделение ионов чаще всего основывается на различной растворимости аналогичных солей (например, ВаСr04 и СаСrО4). Иногда в этих целях используют и различную летучесть соединений. Так, отделение катиона NH4+ от ионов Na+, К+ и Mg2+ осуществляют выпариванием раствора и прокаливанием сухого остатка. При этом непрочные соли аммония разлагаются, улетучиваются, и соединения Na+, К+ и Mg2+ освобождаются от мешающих примесей этих солей, отделяя один ион от другого, нужно внимательно следить за полнотой этого разделения, без которой результаты анализа будут ошибочными. Например, при неполном удалении иона NH4+ можно в дальнейшем „переоткрыть” К+ и Nа+, так как с реактивами на эти катионы взаимодействуют и соли аммония. Полноту удаления мешающего иона проверяют в каждом случае специальной пробой. Систематический анализ не следует противопоставлять дробному: эти методы взаимно дополняют друг друга. Каждый из них имеет свою область применения.

Читайте также:  Виды экономического анализа какой прогноз

Один из вариантов классификации катионов, который разработал еще Н. А. Меншуткин, основан на применении групповых реактивов: соляной кислоты, растворов сероводорода, сульфида и карбоната аммония. В соответствии с взаимодействием этих реактивов с катионами, выделено пять аналитических групп.

1-ая аналитическая группа: Ионы натрия, аммония, калия, рубидия, цезия, лития, магния. Группового реактива нет.

2-ая группа: Ионы кальция, стронция, бария. Групповым реактивом данной группы является карбонат аммония (натрия), осаждающий эти катионы в виде нерастворимых карбонатов МеСО3.

3-ая группа: Ионы бериллия, железа, алюминия, хрома, кобальта, никеля, цинка, марганца. Групповой реактивы – сульфид аммония, осаждающий эти катионы в виде нерастворимых сульфидов или гидроксидов.

Первая подгруппа: бериллий, алюминий, хром – осаждаются в виде гидроксидов

Вторая подгруппа: железо, кобальт, никель, цинк, марганец – осаждаются в виде сульфидов.

В отличие от катионов четвертой и пятой группы, эти катионы не осаждаются сероводородом в кислой среде.

4-ая группа: Ионы ртути, меди, висмута, кадмия, олова, сурьмы. Все указанные катионы осаждаются в виде сульфидов раствором сероводорода.

5-ая группа: Ионы свинца, серебра, золота, меди (+1), ртути (+1). Эти катионы образуют нерастворимые хлориды, выпадающие при взаимодействии солей указанных катионов с растворимыми хлоридами или соляной кислотой. ринципы классификации катионов и анионов на группы.

В основу классификации анионов легло образование нерастворимых в воде осадков солей бария и серебра, окислительно-восстановительные свойства, способность образовывать газообразные вещества и др. Все анионы делятся на три аналитические группы (табл. 5). I группа анионов — соли бария, нерастворимые в воде. Групповым реагентом является хлорид бария, имеющий нейтральную или слабощелочную реакцию. Ко II группе анионов относятся ионы, образующие малорастворимые соли серебра. Групповой реагент — AgNO3. К III группе относятся анионы, соли серебра и бария которых растворимы в воде.

источник

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО

КАЧЕСТВЕННОМУ

И КОЛИЧЕСТВЕННОМУ АНАЛИЗУ

Для студентов специальностей и направлений:

“Лечебное дело”, “Экология и природопользование”,

“Геология и разведка месторождений полезных ископамых”,

“Агрономия”, “Ветеринария”, “Зоотехния”

Издательство Российского университета дружбы народов

Линко Р.В., Колядина Н.М., Гридасова Р.К., Рябов М.А.

Лабораторные работы по качественному и количественному анализу для студентов специальностей и направлений “Лечебное дело”, “Экология и природопользование”, “Экология”, “Природопользование”, “Геология и разведка месторождений полезных ископаемых”, “Агрономия”, “Ветеринария”, “Зоотехния”. — М.: Изд-во РУДН, 2005.-104 с.

Лабораторные работы по качественному и количественному анализу подготовлены в соответствии с программами курсов химии специальностей и направлений “Лечебное дело”, “Экология и природопользование”, “Экология”, “Природопользование”, “Геология и разведка месторождений полезных ископаемых”, “Агрономия”, “Ветеринария”, “Зоотехния”.

Подготовлено на кафедре общей химии РУДН.

ã Российский университет дружбы народов, 2005 г.

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Для определения качественного химического состава вещества пользуются как химическими, так и физико-химическими методами анализа.

Химические методы основаны на использовании химических реакций определяемого элемента с различными реагентами. В качественном анализе используются аналитические реакции. Аналитическая реакция — это реакция, которая сопровождается каким-либо внешним эффектом (образованием или растворением осадка, выделением газа, изменением окраски раствора и т.д.), позволяющим сделать вывод о наличии соответствующих ионов или молекул в анализируемом веществе. Аналитические реакции делятся на специфические и групповые.

Специфическая реакция – это аналитическая реакция, внешний эффект которой характерен только для данного иона или соединения. С помощью специфической реакции ион может быть обнаружен в присутствии других ионов.

Групповая реакция – это реакция, внешний эффект которой характерен для группы ионов. С помощью групповых реакций смеси ионов разделяют на аналитические группы.

Большинство аналитических реакций выполняется в водных растворах. Так как подавляющее большинство неорганических соединений в растворах диссоциировано, то при анализе практически определяются не элементы вообще, а ионы. Поэтому качественный анализ делится на анализ (открытие, обнаружение) катионов и анализ анионов.

Дробный и систематический методы анализа

Качественный анализ может быть выполнен дробным или систематическим методом.

Дробный метод анализа заключается в том, что ионы открывают в любой последовательности при помощиспецифических реакций в отдельных пробах раствора в присутствии других ионов. Однако не всегда дробный метод можно использовать на практике, так как не для всех ионов имеются специфические реакции. Поэтому при анализе смеси ионов в основном пользуются систематическим методом анализа.

Систематический метод качественного анализа заключается в том, что смесь ионов с помощью групповых реагентов предварительно разделяют в определенной последовательности на аналитические группы. Отдельные ионы внутри каждой группы обнаруживаются с помощью их аналитических реакций после разделения или в условиях, устраняющих (маскирующих) влияние других ионов.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ КИСЛОТНО-ОСНОВНАЯ

КЛАССИФИКАЦИЯ КАТИОНОВ

В основе кислотно- основной классификации катионов, предложенной С.Д. Бесковым и О.А. Слизковой, лежит их различное отношение к соляной и серной кислотам, к растворам щелочей и аммиака. Катионы делятся на шесть аналитических групп (см. табл. 1).

Первая аналитическая группа катионов (растворимая группа) включает ионы К + , Na + и NH4 + . Эта группа не имеет группового реагента, так как большинство соединений катионов этой группы хорошо растворимо в воде.

Вторая аналитическая группа катионов (хлоридная группа) включает катионы Ag + , Hg2 2+ , Pb 2+ . Групповым реагентом является соляная кислота, которая осаждает эти катионы в виде малорастворимых хлоридов.

Третья аналитическая группакатионов (сульфатная группа) включает катионы Ba 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ . Их групповым реагентом является серная кислота, которая осаждает эти катионы в виде малорастворимых в воде сульфатов.

Четвертая аналитическая группа катионов (амфолитная группа) объединяет катионы Аl 3+ , Cr 3+ , Sn 2+ , Zn 2+ .Групповым реагентом служит раствор щелочи, при действии избытка которого образуются растворимые комплексные соединения (гидроксокомплексы).

Аналитическая кислотно-основная классификация катионов

№ группы Катионы Групповой реагент Характеристика группы Характер получаемых соединений
I К + , Na + , NH4 + нет хлориды, сульфаты, гидроксиды, растворимые в воде раствор К + , Na + , NH4 +
II Ag + , Hg2 2+ , Pb 2+ 2 М раствор НСl хлориды, малорастворимые в воде и в разбавленных кислотах осадок AgСl, Hg2Cl2, PbCl2
III Ba 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ (Pb 2+ ) 1 М раствор H2SO4 сульфаты, малорастворимые в воде и в разбавленных кислотах осадок BaSO4, CaSO4, SrSO4 (PbSO4)
IV Аl 3+ , Cr 3+ , Sn 2+ , Zn 2+ (Sb 3+ ) 4 М раствор NaOH амфотерные гидроксиды, растворимые в избытке NaOH раствор [Al(OH)4] — , [Cr(OH)4] — , [Zn(OH)4] 2- , [Sn(OH)4] 2- ([Sb(OH)4] — )
V Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ ,Mn 2+ , Sb 3+ 25%-ный раствор аммиака гидроксиды, не растворимые в избытке NaOH и аммиаке осадок Mg(OH)2,Mn(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Sb(OH)3
VI Сu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ 25%-ный раствор аммиака гидроксиды, малорастворимые в избытке NaOH, но растворимые в избытке аммиака раствор [Сu(NH3)4] 2+ , [Co(NH3)6] 2+ ,[Ni(NH3)6] 2+

Пятая аналитическая группакатионов (гидроксидная группа) включает ионы Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ ,Mn 2+ , Sb 3+ . В качестве группового реагента используется 25%-ный раствор аммиака, который осаждает эти катионы в виде гидроксидов, нерастворимых в избытке реагента.

Шестая аналитическая группакатионов (аммиакатная группа) объединяет ионы Сu 2+ , Co 2+ ,Ni 2+ . Групповым реагентом является 25%-ный раствор аммиака, при избытке которого образуются растворимые в воде комплексные соединения (аммиакаты).

Анализ смеси катионов I-VI аналитических групп, основанный на кислотно-основной классификации, начинают обычно с обнаружения иона аммония дробным методом.

Систематический анализ начинают с осаждения и отделения хлоридов катионов II аналитической группы. Затем переводят в осадок и отделяют сульфаты катионов III аналитической группы. При обработке раствора, полученного после осаждения катионов II и III аналитических групп, избытком раствора гидроксида натрия в осадок переводят основные по своей природе гидроксиды катионов V и VI групп, а в растворе остаются катионы IV аналитической группы в виде соответствующих гидроксокомплексов.

При обработке концентрированным раствором аммиака осадка, содержащего катионы V и VI аналитических групп, катионы VI аналитической группы образуют растворимые комплексные соединения — аммиакаты, тогда как катионы V аналитической группы остаются в осадке в виде соответствующих гидроксидов.

После разделения катионов на группы с помощью групповых реагентов проводят обнаружение ионов внутри каждой группы.

АНАЛИЗ СМЕСИ КАТИОНОВ I — III АНАЛИТИЧЕСКИХ ГРУПП

Предварительные испытания

1. С помощью универсального индикатора определите рН раствора.

2. Проведите реакцию открытия иона NH4 + (см. л.р.1).

1. Осаждение хлоридов катионов II аналитической группы групповым реагентом HCl (2 М)

1.1.Поместите в центрифужную пробирку 2-3 мл исследуемого раствора и прибавьте к нему 8-10 капель 2 М раствора HCl. Перемешайте смесь стеклянной палочкой и затем отделите осадок от раствора центрифугированием.

Проверьте полноту осаждения. Для этого к раствору над осадком (центрифугату) прибавьте еще 2-3 капли раствора HCl. Если при этом не происходит помутнение раствора, то осаждение полное.

Осадок 1 Центрифугат 1

1.2.Центрифугат 1 слейте с осадка в отдельную пробирку и напишите номер (стеклографом или восковым карандашом). Оставьте этот раствор для дальнейшего анализа.

1.3.Работайте с осадком 1.

Осадок промойте дистиллированной водой, содержащей 2-3 капли HCl. Отделите осадок от раствора центрифугированием, осторожно слейте раствор с осадка в раковину. К промытому осадку добавьте 2-3 мл дистиллированной воды, перемешайте стеклянной палочкой и нагрейте на водяной бане.

PbCl2 (если он есть) должен раствориться в горячей воде. В осадке останутся (если они есть) AgCl и Hg2Cl2 (осадок 2).

1.4.Отделите осадок 2 от раствора центрифугированием. Центрифугат 2 слейте в отдельную пробирку и проведите реакцию открытия Pb 2+ (реакцией с KI).

Осадок 2 Центрифугат 2

1.5.К оставшемуся в центрифужной пробирке осадку 2 прибавьте 2-3 мл концентрированного раствора NH3, перемешайте смесь стеклянной палочкой.

AgCl (если он есть) растворится в растворе аммиака с образованием бесцветного раствора аммиаката серебра [Ag(NH3)2]Cl (см. л.р. 2). Hg2Cl2 (если он есть) превращается в смесь [HgNH2]Cl и Hg — черного цвета (см. л.р. 2).Отделите осадок 3 от раствора центрифугированием.

Осадок 3 Центрифугат 3

1.6.К центрифугату 3 добавьте 1-2 капли фенолфталеина и затем по каплям раствор HNO3 (конц.) до исчезновения малиновой окраски. Комплексный аммиакат серебра [Ag(NH3)2]Cl (если он есть) разрушается с образованием белого осадка AgCl.

Примечание.Если при проведении реакций Вы не наблюдаете ожидаемый эффект, следовательно, в Вашей задаче отсутствуют соответствующие катионы.

Осадок 4 Центрифугат 4

2.3.Центрифугат 4 окрашен в оранжевый цвет из-за присутствия ионов Cr2O7 2- . К этому центрифугату прибавьте 5-7 капель раствора оксалата аммония (NH4)2C2O4. Если в растворе присутствуют ионы Ca 2+ , выпадает белый осадок, цвет которого хорошо виден после центрифугирования. Осадок 5 промойте дистиллированной водой и проверьте его растворимость в соляной и уксусной кислотах, а центрифугат 5 вылейте в раковину.

Осадок 5 Центрифугат 5

Осадок 6 Центрифугат 6

Карбонаты I и III групп Na + , K +

3.3.К центрифугату 6 прибавьте 1-2 капли фенолфталеина, несколько капель раствора CH3COOH, до исчезновения малиновой окраски и немного свежеприготовленного раствора Na3[Co(NO2)6] (см. л.р. 1). Образование желтого осадка K2Na[Co(NO2)6] свидетельствует о присутствии в растворе ионов калия.

3.4.Для открытия ионов Na + из исходного раствора с помощью раствора карбоната калия K2CO3 осаждают катионы II и III аналитических групп, а в растворе остаются ионы Na + .

В центрифужную пробирку поместите 1-2 мл исходного раствора и прибавьте 1-2 мл раствора K2CO3. Отделите осадок от раствора центрифугированием.

Осадок 7 Центрифугат 7

Карбонаты II и III групп Na + , K +

3.5.К 2-3 каплям центрифугата 7 прибавьте 3-4 капли раствора K[Sb(OH)6] и охладите под струей холодной воды при потирании стеклянной палочкой (см. л.р.1). Образование белого мелкокристаллического осадка Na[Sb(OH)6] свидетельствует о присутствии ионов натрия.

Лабораторная работа № 5

Предварительные испытания.

1. Обратите внимание на окраску раствора. Отсутствие окраски дает возможность предположить, что в растворе нет катионов Cr 3+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ , Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ .

Ионы: Cr 3+ окрашивают раствор в фиолетовый цвет

Fe 2+ — « — в светло-зеленый цвет

Mn 2+ — « — в светло-розовый цвет

Примечание:в разбавленных растворах окраска ионов Fe 2+ и Mn 2+ не наблюдается.

На основании цвета раствора сделайте предположение о возможном присутствии ионов.

2. С помощью универсального индикатора определите рН раствора.

3. Дробным методом проведите открытие ионов, обнаружению которых не мешают другие ионы:

Fe 2+ — реакция с гексацианоферратом (III) калия;

Fe 3+ — реакция с гексацианоферратом (II) калия и радонидом аммония;

Mn 2+ — реакция с висмутатом натрия в присутствии азотной кислоты.

4.Осаждение катионов V и VI аналитических групп

Поместите в центрифужную пробирку 2 – 3 мл исследуемого раствора и прилейте к нему избыток раствора NaOH (2N). Смесь перемешайте стеклянной палочкой. Осадок 1 отделите от раствора центрифугированием. Центрифугат 1 слейте в отдельную пробирку и напишите на ней номер.

Осадок 1.Центрифугат 1.

5.Открытие ионов Zn 2+ , Al 3+ , Cr 3+

Поместите в пробирку 2 – 3 мл центрифугата 1 и прибавьте к нему для нейтрализации 1 – 2 мл раствора HCl (2N).

Из полученного раствора в отдельных пробах дробным методом откройте ионы:

Zn 2+ — реакция с дитизоном;

Al 3+ , — реакция с ализарином;

Cr 3+ — реакция с пероксидом водорода в избытке щелочи.

6.Растворение осадка 1 и открытие ионов Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+

К осадку 1 прилейте 2 – 3 мл раствора HNO3 (2N) и нагрейте на водяной бане до полного растворения осадка. В растворе находятся ионы Fe 3+ , Mn 2+ , Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ .

Из полученного раствора в отдельных пробах дробным методом откройте ионы:

Cu 2+ — реакция с избытком раствора аммиака;

Co 2+ — реакция с роданидом аммония или калия;

Ni 2+ — реакция с реактивом Чугаева.

Результаты анализа в виде уравнений реакций запишите в рабочей тетради и покажите отчет преподавателю.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

Количественный анализ изучает методы определения количества составных частей (элементов, ионов, молекул, радикалов, функциональных групп и т.д.) в анализируемом образце (веществе, сложном материале, минерале, горной породе).

Методы количественного анализа делятся на химические, физико-химические и физические. Отнесение метода к той или иной группе зависит от того, в какой мере количественное определение основано на использовании химических реакций, физико-химических или физических процессов.

Читайте также:  К чаадаеву анализ какой жанр

Соответственно трем агрегатным состояниям материи — твердому, жидкому и газообразному — количественные измерения проводят путем определения массы (взвешивание) и путем определения объемов жидких и газообразных веществ.

К химическим методам относятся гравиметрический (весовой), титриметрический (объемный) и газовый анализ.

Физические и физико-химические методы включают оптические, электрохимические, масс-спектральный, хроматографический, радиометрический и др.

Приемы титрования

Прямое титрование — это простейший прием титрования, заключающийся в том, что к определенному объему раствора определяемого вещества (А) по каплям приливают титрант (рабочий раствор) вещества (В). Зная концентрацию и объем рабочего раствора (В), израсходованного на реакцию с определяемым веществом (А), можно легко вычислить концентрацию последнего:

Если основная реакция идет медленно, или нет подходящего индикатора для фиксирования точки эквивалентности, особенно при работе с неустойчивыми веществами, то применяют обратное или заместительное титрование.

Обратное титрование — это процесс титрования, при котором к определенному объему раствора определяемого вещества (А) приливают точно известный объем титранта (В1), взятого в избытке. Избыток, не вошедшего в реакцию вещества (В1), оттитровывают раствором другого титранта (В2) точно известной концентрации. Расчеты производят по формулам:

nэ(A) = nэ(B1) — nэ(B2) ;

Титрование заместителя. Сущность этого метода заключается в том, что к определяемому веществу (А) прибавляют вспомогательное вещество (Р), реагирующее с ним с выделением эквивалентного количества нового вещества (А1), которое оттитровывают соответствующим титрантом (В). Другими словами, вместо непосредственного титрования определяемого вещества (А) титруют его заместитель (А1). Так как количества А и А1 эквивалентны, то количество вещества эквивалента определяемого вещества nэ(А) равно количеству вещества эквивалента титранта nэ(В):

nэ(A) = nэ1) = nэ(B) ;

Лабораторная работа № 1

Стандартизация раствора HCl

Приготовьте для титрования штатив с бюреткой, коническую колбу, пипетку, маленькую воронку, стакан для слива растворов, индикатор — метилоранж.

1. Чистую бюретку промойте и затем заполните раствором соляной кислоты. Удалите воздух из нижнего конца бюретки. Выньте воронку и доведите уровень жидкости в бюретке до нулевого деления по нижнему краю мениска.

2. В колбу для титрования из общей бюретки отмерьте 10 мл титрованного раствора NaOH.

3. Добавьте цилиндром в колбу со щелочью 20-30 мл дистиллированной воды и 2-3 капли раствора метилоранжа. Раствор окрасится в желтый цвет.

4. Титруйте раствор NaOH раствором соляной кислоты, постепенно приливая раствор из бюретки при постоянном перемешивании. В конце титрования раствор из бюретки добавляйте по каплям. В точке эквивалентности раствор окрасится в оранжевый цвет. При добавлении лишней капли кислоты цвет раствора станет розовым.

5. Запишите в тетрадь объем соляной кислоты, пошедший на титрование щелочи. Титрование повторяйте до тех пор, пока не получите результаты, отличающиеся между собой не более чем на 0,1 мл. Результаты запишите в таблицу.

6. Зная объем щелочи (V(NaOH)), молярную концентрацию эквивалента щелочи (CЭ(NaOH)) и средний объем соляной кислоты (V(HCl)), пошедший на титрование, вычислите молярную концентрацию эквивалента соляной кислоты (СЭ(HCl)) и ее титр (Т(HCl)). Полученный раствор соляной кислоты будет служить титрантом (рабочим раствором) в дальнейших определениях.

ОБРАЗЕЦ оформления лабораторной работы в

Титриметрическом анализе

Лабораторная работа № . Дата

“Название лабораторной работы”

Первичный стандарт — СЭ(NaOH) = …………моль/л

Определяемое вещество (титрант) — СЭ(HCl) = ?, T(HCl) = ?

Условия титрования — (рН среды, нагревание и т.д.)

Уравнение реакции (в молекулярной и ионно-молекулярной формах):

Результаты эксперимента заносятся в таблицу:

№ опыта V(NaOH), мл V(HCl), мл
1. 10,00
2. 10,00
3. 10,00

ЖЕСТКОСТИ ВОДЫ

Определение жесткости воды имеет большое практическое значение и очень широко применяется в технике и промышленности.

Жесткость воды возникает в результате растворения в ней солей кальция и магния. В зависимости от состава солей различают временную (бикарбонатную) и постоянную жесткость. Жесткость воды выражается числом миллимолей растворимых солей кальция и магния в 1 литре воды (ммоль/л).

Бикарбонатная (временная) жесткость обусловлена присутствием в воде бикарбонатов кальция и магния: Ca(HCO3)2 и Mg(HCO3)2. Она почти полностью устраняется при кипячении воды, так как растворимые бикарбонаты при этом разлагаются с образованием нерастворимых карбонатов кальция и магния и гидроксокарбонатов магния:

Постоянная жесткостьводы обусловлена присутствием в ней преимущественно сульфатов и хлоридов кальция и магния и при кипячении не устраняется.

Сумма величин временной и постоянной жесткости составляет общую жесткость воды: Жобщ.2О) = Жвр. + Жпост.

Существуют различные способы определения жесткости воды: определение временной жесткости с помощью метода нейтрализации; комплексонометрический метод определения общей жесткости.

Бикарбонатная жесткость воды определяется титрованием воды раствором соляной кислоты в присутствии метилового оранжевого, так как рН в точке эквивалентности находится в области перехода окраски этого индикатора.

До начала титрования рН раствора бикарбонатов кальция и магния больше 7 за счет гидролиза солей с участием аниона слабой кислоты. В точке эквивалентности раствор имеет слабокислую реакцию, обусловленную диссоциацией слабой угольной кислоты:

Порядок выполнения работы

1. Отберите в коническую колбу пипеткой 100 мл исследуемой водопроводной воды или 10 мл приготовленной жесткой воды и добавьте 2-3 капли метилоранжа.

2. Оттитруйте воду рабочим раствором HCl до оранжевой окраски индикатора. Титрование повторите до получения сходящихся результатов. Результаты титрования запишите в таблицу (см. образец в лаб. раб 1).

3.Вычислите молярную концентрацию эквивалента солей Ca 2+ и Mg 2+ в воде:

4. Вычислите временную жесткость воды:

5. Вычислите относительную ошибку определения Жвр.

МЕТОД КОМПЛЕКСОНОМЕТРИИ

Комплексонометрия— титриметрический метод анализа, основанный на реакциях комплексообразования определяемых ионов металлов с некоторыми органическими веществами, в частности, с комплексонами.

Комплексоны — это аминополикарбоновые кислоты и их производные (соли).

Реакции комплексообразования ионов металлов с комплексонами протекают быстро и стехиометрически количественно.

В титриметрическом анализе широко используется один из представителей класса комплексонов — динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты (Na2H2ЭДТА). Этот комплексон часто называют также трилоном Биликомплексоном III:

Трилон Б со многими катионами металлов образует прочные растворимые в воде внутрикомплексные соединения (хелаты). При образовании хелата катионы металла замещают два атома водорода в карбоксильных группах трилона Б и образуют координационные связи с участием атомов азота аминогрупп.

Образование комплексного соединения можно представить схемой:

Me 2+ + H2ЭДТА 2- ® [MeЭДТА] 2- + 2 H +

Точку эквивалентности в процессе комплексонометрического титрования устанавливают с помощью металлохромных индикаторов, которые образуют с титруемыми ионами металлов растворимые окрашенные комплексные соединения, устойчивость которых меньше, чем устойчивость комплексных соединений тех же катионов с трилоном Б.

Известно много металлохромных индикаторов. Некоторые из них универсальны, в частности, эриохром черный Т.

При рН= 7-11 анион этого индикатора (HInd 2- ) имеет синюю окраску. С катионами металлов (Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ и др.) в слабощелочном растворе (рН= 8-10) он образует комплексные соединения винно-красного цвета по схеме:

Me 2+ + HInd 2- ↔ MeInd — + H +

При титровании исследуемого раствора трилоном Б эти комплексные соединения разрушаются, так как ионы металла связываются трилоном Б в более прочный комплекс, а освобождающиеся анионы индикатора переходят в раствор, сообщая ему синюю окраску:

MeInd — + H2ЭДТА 2- ↔ [MeЭДТА] 2- + HInd 2- + H +

винно-красный бесцветный бесцветный синий

Кн([CaInd] — ) = 3,9 . 10 -6 Кн([CaЭДТА] 2- ) = 2,7 . 10 -11

Кн([MgInd] — ) = 1,0 . 10 -7 Кн([MgЭДТА] 2- ) = 2,0 . 10 -9

Для более полного протекания реакций комплексообразования (связывания образующихся ионов Н + ) к исследуемому раствору при титровании добавляют аммиачный буферный раствор (NH4OH + NH4Cl), рН » 9.

МЕТОДЫ РЕДОКСИМЕТРИИ

Методы редоксиметрии основаны на применении реакций окисления-восстановления. Рабочими растворами в редоксиметрии являются растворы окислителей или восстановителей. Следовательно, этими методами можно проводить количественные определения восстановителей и окислителей.

Необходимым условием протекания окислительно-восстановительной реакции является наличие разности потенциалов (редокс-потенциалов) у реагирующих пар (пара — окисленная и восстановленная форма окислителя или восстановителя). Зная величины стандартных редокс-потенциалов (Е о ) реагирующих пар, можно судить о направлении окислительно-восстановительных реакций. Окисленная форма пары с большим стандартным редокс-потенциалом является окислителем по отношению к восстановленной форме пары с меньшим потенциалом.

Редокс-потенциал какой-либо пары зависит от концентраций окисленной и восстановленной форм, реакции среды, температуры и т.д. Его можно рассчитать по уравнению Нернста:

E = E o +

где [Oк.] — концентрация окисленной формы;

[Восст.] — концентрация восстановленной формы;

n — количество электронов, участвующих в полуреакции.

Реакция используется в количественном анализе, если разность потенциалов реагирующих пар (ЭДС системы) имеет значение 0,4-0,5 В.

Методы редоксиметрии, в зависимости от используемых титрантов, могут подразделяться на:

1. Перманганатометрия. Титрант — раствор перманганата калия KMnO4. Индикатор — избыточная капля титранта.

2. Иодометрия.Титрант — раствор свободного иода I2 или тиосульфата натрия Na2S2O3. Индикатор — крахмал.

3. Дихроматометрия. Титрант — раствор дихромата калия K2Cr2O7.

Методы применяются как для прямых, так и для косвенных определений.

И восстановителей

При вычисления молярных масс эквивалентов окислителей и восстановителей исходят из числа электронов, которые присоединяет или отдает в данной реакции один моль вещества. Для нахождения молярной массы эквивалента окислителя (восстановителя) нужно его молярную массу разделить на число принятых (отданных) электронов в данной полуреакции.

Например, в реакции окисления сульфата железа (II) перманганатом калия в кислой среде:

1 êMnO4 — + 8 H + + 5 e ® Mn 2+ + 4 H2O

5 ê Fe 2+ — e à Fe 3+

ион MnO4 — как окислитель принимает пять электронов, а ион Fe 2+ как восстановитель отдает один электрон. Поэтому для расчета молярных масс эквивалентов окислителя и восстановителя их молярные массы следует разделить на пять и на один, соответственно.

MЭ(KMnO4) =

МЭ(FeSO4) = MЭ(Fe 2+ ) = M(Fe 2+ ) = 55,85 г/моль

В реакции окисления сульфита натрия перманганатом калия в нейтральной среде:

2 êMnO4 — + 2 H2O + 3 e à MnO2 + 4 OH —

3 êSO3 2- + 2 OH — + 2 e à SO4 2- + H2O

ион MnO4 — принимает только три электрона, а ион восстановителя SO3 2- отдает два электрона, следовательно:

MЭ(KMnO4) = MЭ(Na2SO3) =

Из приведенных примеров видно, что молярные массы эквивалентов окислителей и восстановителей зависят от условий проведения реакций и определяются исходя из соответствующих полуреакций.

ПЕРМАНГАНАТОМЕТРИЯ

Метод основан на окислительно-восстановительных реакциях, в которых окислителем является перманганат-ион MnO4 — .

Перманганат калия проявляет окислительные свойства в кислой, нейтральной и щелочной средах. Однако его окислительная активность в кислой среде (Е о = 1,51 В) гораздо выше, чем в нейтральной (Е о = 0,59 В) и щелочной (Е о = 0,56 В) средах. Поэтому титрование перманганатом калия проводят в кислых средах.При восстановлении перманганат-ионов в кислой среде образуются почти бесцветные ионы Mn 2+ , что позволяет легко фиксировать точку эквивалентности.

Полуреакция восстановления иона MnO4 — в кислой среде может быть представлена следующей полуреакцией:

MnO4 — + 8 H + + 5`e ® Mn 2+ + 4 H2O

Перманганатометрия используется не только для количественного определения восстановителей, но и окислителей.

Восстановители обычно определяются методом прямого титрования раствором перманганата калия, окислители — методом обратного титрования. В этом случае раствором перманганата калия оттитровывают избыток восстановителя, приливаемого к окислителю.

Индикаторомв этом методе служит сам рабочий раствор — перманганат калия. Одна избыточная капля КMnO4 окрашивает бесцветный титруемый раствор в бледно-розовый цвет.

Иодометрия — метод объемного анализа, основанный на окислительно-восстановительных реакциях, которые связаны с восстановлением I2 до иодид-ионов I — или окислением иодид-ионов I — до свободного I2:

I2 + 2 e ® 2 I — —иод расходуется

2 I — — 2 e ® I2иод образуется

Свободный иод является относительно слабым окислителем. Его стандартный потенциал (Е о (I2/2I — ) = + 0,54 В) находится приблизительно в середине полной таблицы окислительно-восстановительных потенциалов.

Восстановители, имеющие стандартный электродный потенциал меньше, чем 0,54 В (например, Na2S2O3, и др.) могут быть окислены иодом;

Окислители, стандартный электродный потенциал которых больше, чем +0,54 В (например, KMnO4, K2Cr2O7, Cu 2+ и др.) будут окислять иодид-ионы.

Таким образом, метод иодометрии может применяться для определения как окислителей, так и восстановителей. При проведении титрования необходимо учитывать, что I2 проявляет окислительные свойства только в средах, близких к нейтральной. В кислых растворах иодид-ионы легко окисляются до свободного иода даже кислородом воздуха (особенно под воздействием света), а в щелочной среде иод диспропорционирует с образованием I — и IO — — ионов.

Рабочими растворами в методе иодометрии являются не только раствор иода (окислитель), но и раствор тиосульфата натрия (восстановитель). Обычно используют 0,1 или 0,05 моль/л рабочий раствор I2. Однако, иод малорастворим в воде (насыщенный раствор содержит

0,03% по массе иода), поэтому для приготовления рабочего раствора иода пользуются его хорошей растворимостью в концентрированных растворах KI (не ниже 10% по массе), сопровождающейся образованием комплексного соединения K[I3]:

Комплексный ион [I3] — , имея малую константу устойчивости, легко диссоциирует на I — -ион и I2 и в растворах ведет себя так же, как и I2.

Рабочий раствор иода в лабораториях часто готовят из фиксаналов(фиксанал — стандартный раствор высокой концентрации в запаянных ампулах заводского изготовления) путем разбавления содержимого ампулы в мерных колбах соответствующего объема (объем и число молей эквивалентов вещества в данном объеме указываются на ампуле).

В связи с тем, что реакции с участием свободного иода идут медленно, для определения сильных окислителей обычно не используют метод прямого титрования. Для количественного определения сильных окислителей методом иодометрии проводят титрование заместителя. В этом случае к раствору окислителя (определяемого вещества) добавляют избыток раствора иодида калия KI. Окислитель вытесняет из него эквивалентное количество свободного иода I2. Выделившийся иод оттитровывают восстановителем — стандартным раствором тиосульфата натрия, и определяют содержание окислителя в анализируемом растворе.

Индикатором в иодометрии служит свежеприготовленный 1 %-ный раствор крахмала. При взаимодействии его с иодом протекают два процесса: адсорбция иода на поверхности молекул крахмала и образование комплексного соединения синего цвета — иодкрахмала. Для уменьшения адсорбции при титровании окислителя крахмал добавляют в титруемый раствор в конце титрования, когда основное количество иода уже прореагировало.

СТАНДАРТИЗАЦИЯ РАСТВОРА ТИОСУЛЬФАТА НАТРИЯ, Na2S2O3

Последнее изменение этой страницы: 2016-07-14; Нарушение авторского права страницы

источник