Отчет о работе

Отчет должен включать

– наименование, цель работы;

– расчетную часть и задание;

– результаты измерений и выводы, заполненные табл. 3.3, 3.4, 3.5 в соответствии с опытами 1, 2, 3.

Лабораторная работа № 4

Химическая идентификация (обнаружение) и измерение содержания веществ

Цель работы – идентифицикация анализируемых растворов на присутствие в них опасных ионов (качественный анализ); устранение опасных ионов осаждением с помощью раствора щелочи; количественная оценка изменения концентрации ионов (количественный анализ).

Химическая идентификация – это ответ на вопрос, какое вещество присутствует в интересующей нас системе (качественный анализ) и сколько этого вещества содержится в системе (количественный анализ). Такое исследование особенно актуально в настоящее время для оценки экологической обстановки. Качественный анализ позволяет определить вещество, а количественный дает информацию о том, превышает или нет концентрация вещества его предельно допустимую концентрацию (ПДК) в системе. В основе качественного анализа лежит знание химического поведения веществ, например в виде ионов, по отношению к действию определенной группы соединений, называемых реагентами, а также знание свойств образующихся продуктов реакции (растворимость в воде, кислотах, щелочах, в растворах некоторых веществ (реагентов), способность к образованию веществ сложного состава (комплексообразование).

Это знание особенностей химического поведения веществ позволяет выделить реакции обнаружения, т. е. такие химические реакции анализируемого вещества с реагентом, при которых образуются продукты, имеющие заметные признаки:

образование характерных осадков и их цвета;

растворение осадков;

появление (изменение) окраски при растворении осадков;

выделение газов.

Перечисленные признаки являются аналитическим сигналом, под которым понимается различная информация, которую можно зафиксировать визуально (цвет раствора, осадка и др.) либо зарегистрировать инструментально и которая свидетельствует о присутствии и количестве того или иного вещества в системе.

Часто в качественном и количественном анализах рассматривается образование осадков в реакции с реагентом, причем в качественном анализе – для идентификации.

Образующиеся осадки – это труднорастворимые вещества, информирующие о присутствии каких-то определенных веществ в растворе. Они характеризуются специальной величиной, называемой произведением растворимости (ПР, прил. 1). Из раствора в первую очередь выпадает в осадок вещество с наименьшим значением ПР.

Пример 1. В какой последовательности будут осаждаться из раствора сульфат-ионы (SO₄)^2– и оксалат-ионы (С₂О₄)^2– при добавлении раствора СаСl₂. Написать реакции осаждения и выражения ПР для осадков.

Решение. При добавлении избытка раствора хлорида кальция к раствору, содержащему сульфат- и оксалат-ионы, могут осаждаться малорастворимые в воде оксалат и сульфат кальция:

Са²⁺ + (С₂О₄)^2– → СаС₂О₄↓

Са²⁺ + ( SO₄)^2– → CaSO₄↓

Поскольку произведение растворимости оксалата кальция (ПР = 2,3  10^–9) меньше, чем произведение растворимости сульфата кальция (ПР = 2,5  10^–5), т. е. оксалат кальция менее растворим в воде, то из раствора в первую очередь будет осаждаться оксалат кальция, а затем – сульфат кальция.

В табл. 4.1 приведены примеры ионов тяжелых металлов (кроме Аl(Ш)), значения их ПДК, информация о их поведении в присутствии веществ, с которыми образуются осадки, и отношение осадков к некоторым реагентам. В графах таблиц фиксируется цвет исходного раствора, образование и цвет осадка в результате реакции со щелочью, его поведение в избытке щелочи и в водном растворе аммиака. Приведены также специфические реакции. Данные табл. 4.1 позволяют проводить качественный анализ.

Т а б л и ц а 4.1