Пример выполнения задания 1.3

Например, для анализа получена проба, содержащая ионы I^–, Ba²⁺ и Ca²⁺.

Отмечают, что иодиды бария и кальция хорошо растворимы в воде. По сероводородной классификации катионы Ba²⁺ и Ca²⁺ относятся к II аналитической группе (групповой реагент – (NH₄)₂CO₃).

Общая схема анализа

1. Обнаружение иодид-иона.

2. Действие группового реагента на катионы II аналитической группы.

3. Центрифугирование, отделение осадка карбонатов и растворение его в растворе уксусной кислоты.

4. Открытие и осаждение катионов бария по реакции дихроматом калия.

5. Отделение осадка и обнаружение катионов кальция по реакции с оксалатом аммония.

Последовательность выполнения операций

1. Дробный анализ.

В отдельной порции раствора обнаруживают анионы I^–.

2. Систематический анализ смеси.

К раствору добавляют аммонийный буферный раствор до рН 9,2 (контроль по универсальной индикаторной бумаге) и раствор (NH₄)₂CO₃, осаждаются карбонаты кальция и бария:

Са²⁺ + CO₃^2– → СаCO₃↓,

Ва²⁺ + CO₃^2– → ВаCO₃↓.

Осадок отделяют центрифугированием, промывают дистиллированной водой и растворяют в уксусной кислоте:

МеCO₃↓ + СН₃СООН → (СН₃СОО)₂Ме + CO₂↑ + Н₂O.

К полученному раствору добавляют СН₃СООNa (образуется ацетатная буферная смесь, рН = 5) и раствор K₂Cr₂O₇, по выпадению ярко-желтого кристаллического осадка обнаруживают ионы Ва²⁺:

Ва²⁺ + Cr₂O₇²⁺ → ВаCr₂O₇↓

Добавляют еще раствор K₂Cr₂O₇, убеждаются, что все ионы бария удалены из раствора.

Смесь центрифугуют, осадок отделяют, к раствору центрифугата добавляют (NH₄)₂C₂O₄, по выпадению белого кристаллического осадка обнаруживают ионы кальция:

Са²⁺ + C₂O₄^2– → Са C₂O₄↓.

Справочные данные, необходимые для выполнения заданий 3-4 и решения задач, а также примеры их решения, варианты ответов на вопросы содержатся в учебном пособии [4].

Контрольная работа № 1

Задание 1

1.1. Приведите аналитические признаки веществ. Аналитические реакции. Специфические, селективные, групповые реагенты?

1.2. Сущность качественного анализа. Систематический и дробный анализ.

1.3. Составьте и обоснуйте схему обнаружения ионов в анализируемом образце (табл. 1) – водный раствор или смесь кристаллических солей, приведите последовательность и условия проведения реакций.

Таблица 1

y, z	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
y	NH4^+ Mg^2+	Na^+ Ca^2+	K^+ Ba^2+	Na^+ Sr^2+	K^+ Ag^+	Ca^2+Zn^2+	NH4^+Ca^2+	Ba^2+Sr^2+	K^+Zn^2+	NH4^+Sr^2+
z	Cl^–	CO3^2–	SO4^2–	NO3^–	CH3COO^–	C2O4^2–	PO4^3–	S^2–	S2O3^2–	SO3^2–

Задание 2

2.1. Закон действующих масс. Примеры его практического применения в аналитической химии.

2.2. Равновесия и расчет рН в растворах кислот, оснований, солей.

2.3. Буферные растворы: механизм буферного действия, расчет рН, применение в аналитической химии.

Задание 3

3.1. Количественный химический анализ. Методы гравиметрического анализа.

3.2. Химические титриметрические методы анализа: классификация, требования к реакциям, основные понятия (титрование, титрант, точка эквивалентности, конечная точка титрования).

3.3. Для известного титранта (табл. 2) обоснуйте стандартные и определяемые вещества, способы приготовления и хранения растворов, фиксирование точки эквивалентности, реакции стандартизации растворов и определения веществ.

Таблица 2

z	Титрант	z	Титрант
0	HCl	5	H2SO4
1	NaCl	6	AgNO3
2	I2	7	Na2H2R (комплексон III)
3	KOH	8	Na2S2O3
4	NaOH	9	KMnO4

Задание 4

4.1. Индикаторы в титриметрическом методе анализа. Изменение окраски рН-индикатора с позиций ионной теории индикаторов. Основное уравнение ионной теории индикаторов, интервал перехода и показатель титрования индикатора.

4.2. Рассчитайте и постройте кривую титрования раствора слабой кислоты (табл. 3) раствором щелочи, выберите титрант. Какие факторы влияют на скачок кривой кислотно-основного титрования.

Таблица 3

z	Кислота	y	Концентрация титруемого вещества и титранта, моль/дм^3
0	Азотистая	9	0,1
1	Муравьиная	8	0,2
2	Молочная	7	0,25
3	Уксусная	6	0,05
4	Масляная	5	0,01
5	Адипиновая	4	0,02
6	Бензойная	3	0,3
7	Валериановая	2	0,4
8	Сернистая	1	0,01
9	Пропионовая	0	0,05

Таблица 4