jak_met
.pdfд). Визначення рН розчину солі. Водний розчин солі має рН<7. Отже, аналізована речовина - це сіль сильної кислоти і слабкої основи, яка гідролізує по катіону.
е). Дія розбавлених кислот : СН3СООН, HCl чи H2SO4 . При дії кислот не спостерігається виділення газу. Отже, досліджувана сіль не є карбонатом або сульфітом.
6.6.2. Систематичний хід аналізу
Систематичний хід аналізу солі наведено у таблиці 6.
|
|
|
|
|
Таблиця 6 |
|
|
Систематичний хід аналізу |
|
|
|
||
No.No. |
|
Реагент, операція, умови |
|
|
|
|
п.п. |
Що досліджують та мета |
проведення реакцій |
|
Спостереження |
|
Висновки |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
|
|
Виявлення катіонів |
|
|
|
|
1. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
Запаху NH3 немає. |
|
NH4+ |
|
окрема проба. |
NaOH |
Універсальний |
|
||
|
Виявлення NH4+ |
слабке нагрівання |
індикаторний |
|
відсутній |
|
|
(п.2а) |
папір, змочений |
|
|
||
|
|
|
|
водою,не синіє |
|
|
2. |
Центрифугат після |
|
|
|
|
|
|
осадження катіонів ІІІ-V |
|
|
Червоно-бурий |
|
NH4+ |
|
груп за допомогою NaOH. |
Реактив Несслера |
осад не |
|
||
|
Перевірка відсутності |
(п.2б) |
утворюється |
|
відсутній |
|
|
NH4+ |
|
|
|
|
|
3. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
|
|
Fe3+ |
|
окрема проба. |
K4[Fe(CN)6] + HСl |
Темносиній осад |
|
||
|
Виявлення Fe3+ |
(п.11а) |
не випадає |
|
відсутній |
|
4. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
Cиній осад |
|
Fe2+ |
|
окрема проба. |
K3[Fe(CN)6] + HCl |
не випадає |
|
відсутній |
|
|
Виявлення Fe2+ |
(п.12) |
|
|
|
|
5. |
Досліджуваний |
HCl |
Осад білого |
|
Катіони |
|
|
розчин, окрема проба. |
( п.17 ) |
кольору |
|
V групи |
|
|
Виявлення катіонів V |
|
|
не випадає |
|
відсутні |
|
групи |
|
|
|
|
|
6. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
|
|
|
|
що не містить катіонів |
HCl (pH=0,5) |
|
|
Катіони |
|
|
V групи, окрема проба. |
Na2S, |
Осад не випадає |
|
IV групи |
|
|
Виявлення катіонів IV |
Нагрівання |
|
|
відсутні |
|
|
групи |
( п.15) |
|
|
|
|
7. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
|
|
Можливо |
|
що не містить катіонів IV, |
(NH4)2S |
Випадає осад |
|
присутні |
|
|
V груп, окрема проба. |
в присутності |
білого кольору |
|
Al3+,Zn2+, |
|
|
Виявлення катiонiв III |
NH4Cl + NH4OH |
|
|
Mn2+ |
|
|
групи |
( п.9 ) |
|
|
|
|
8. |
Досліджуваний розчин, |
HNO3+H2O+NaBiO3 |
Малиново- |
|
Mn2+ |
|
|
одна крапля. |
центрифугування |
фіолетового |
|
||
|
Виявлення Mn2+ |
(п.13) |
забарвлення |
|
відсутній |
|
|
|
|
|
розчину немає |
|
|
32
|
|
|
Продовження таблиці 6 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
9. |
Досліджуваний розчин, |
а)NaOH (по краплях) |
а)Білий осад |
Al3+ |
|
|
що не містить катіонів IV, |
до розчинення осаду + |
|
|
|
|
V груп, окрема проба. |
NH4Cl (твердий), |
|
присутній |
|
|
Виявлення Al3+ |
нагрівання; ( п.10а ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10. |
Досліджуваний розчин, |
б)СН3СООН, алюмінон, |
б)Червоні |
Al3+ |
|
|
що не містить катіонів IV, |
NH4OH до рН>7, |
пластівці |
присутній |
|
|
V груп, окрема проба. |
нагрівання, (NH4)2CO3 , |
|
|
|
|
Виявлення Al3+ |
нагрівання ( п.10б ) |
|
|
|
11. |
Досліджуваний розчин, |
(NH4)2 [Hg(SCN)4] |
Кристалів у |
Zn2+ |
|
|
окрема проба. |
мікрокристалоскоскопічна |
вигляді хрестів, |
|
|
|
Виявлення Zn2+ |
реакція |
Трикутників та |
відсутній |
|
|
|
( п.14 ) |
клинів немає |
|
|
12. |
Досліджуваний розчин, |
5 крапель NH4Cl, NH4OH |
|
Центрифугат |
|
|
що не містить катіонів IV, |
до рН 9, нагрівання, |
|
досліджу- |
|
|
V груп, окрема проба, |
7 крапель (NH 4)2S, нагрі- |
|
ється |
|
|
10 крапель. |
вання, центрифугуван- |
|
на вміст |
|
|
Відокремлення катіонів |
ня.Перевірка повноти |
|
катіонів |
|
|
ІІІ групи від ІІ та І груп |
осадження. Центрифугат |
|
І та ІІ груп |
|
|
|
підкислюють СН3СООН, |
|
|
|
|
|
випаровують до половини |
|
|
|
|
|
об'єму і відцентрифугову- |
|
|
|
|
|
ють сірку ( п.29 ) |
|
|
|
13. |
Центрифугат з п.12 |
NH4OH до запаху |
Осад білого |
Катіони ІІ |
|
|
таблиці, |
(pH 9), (NH4)2CO3, |
кольору не |
групи |
|
|
2-3 краплі. Виявлення |
нагрівання |
випадає |
відсутні |
|
|
катіонів |
( п.5 ) |
|
|
|
|
ІІ групи |
|
|
|
|
14. |
Центрифугат з п.12 |
Na2HPO4 + NH4OH до |
Осад білого |
Mg2+ |
|
|
таблиці, |
запаху, нагрівання |
кольору не |
|
|
|
2 краплі. |
( п.4а ) |
випадає |
відсутній |
|
|
Виявлення Mg2+ |
|
|
|
|
15. |
Центрифугат з п.12 |
|
Синій осад чи |
Mg2+ |
|
|
таблиці, |
Магнезон, рН > 7 |
синє забарвлення |
|
|
|
2 краплі. Перевірка |
( п.4б ) |
розчину не |
відсутній |
|
|
відсутності Mg2+ |
|
утворюється |
|
|
16. |
Центрифугат з п.12 |
Мікрокристалоскопічна |
Відсутні хара- |
Na+ |
|
|
таблиці, 1 крапля. |
реакція з |
ктерні кристали |
відсутній |
|
|
Виявлення Na+ |
цинкуранілацетатом |
октаедричної і |
|
|
|
|
( п.1 ) |
тетраедричної |
|
|
|
|
|
форми. |
|
|
17. |
Центрифугат з п.12 |
Формальдегід, фенолфта- |
|
|
|
|
таблиці, 2-3 краплі. |
леїн, Na2CO3 до червоного |
|
|
|
|
Відокремлення NH4+, |
стійкого забарвлення (рН |
|
|
|
|
який був внесений при дії |
10), нагрівання, центри- |
|
|
|
|
групових реагентів |
фугування (якщо розчин |
|
|
|
|
|
каламутний або випав осад) |
|
|
|
|
|
( п.33) |
|
|
|
33
Продовження таблиці 6
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
18. |
Центрифугат з п.17 |
Підкислення СН3СООН до |
|
К+ присутній |
|
|
таблиці або |
знебарвлення розчину, |
Осад жовтого |
||
|
досліджуваний розчин, 2- |
Na3[Co(NO2)6], нагрівання |
кольору |
|
|
|
3 краплі. Виявлення К+ |
( п.3 ) |
|
|
|
|
|
Виявлення аніонів |
|
|
|
19. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
Випадає білий |
Аніони І |
|
окрема проба. Виявлення |
BaCl2 при рН 7 |
|
осад |
групи |
|
аніонів І групи |
( п.19 ) |
|
|
присутні |
20. |
Осад з п.19 таблиці. Іден- |
HCl |
|
Осад не |
присутній |
|
тифікація аніону І групи |
( п.20 ) |
|
розчиняється. |
SO42- |
21. |
Досліджуваний розчин, |
|
|
Осад |
Аніони |
|
окрема проба. Виявлення |
AgNO3 + HNO3 |
|
не випадає |
ІІ групи |
|
аніонів ІІ групи |
( п.24 ) |
|
|
відсутні |
22. |
Досліджуваний розчин, |
Розчин дифеніламіну в |
|
Розчин не |
NO3- |
|
окрема проба. Виявлення |
концентрованій Н2SO4 |
|
Забарвлюється в |
відсутній |
|
NO 3 - |
( п.26а) |
|
темносиній колір |
|
6.6.3. Висновки
На основі результатів попередніх досліджень, систематичного і дробного аналізу можна зробити висновок, що до складу аналізованої солі входять іони Al3+, K+, SO42-, а також H2О, тобто, хімічна формула аналізованої солі - KAl(SO4)2*nH2O (алюмокалієвий галун, де n = 12). Результати хімічного аналізу не суперечать висновкам з попередніх досліджень.
7. ПИТАННЯ І ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ
ПИТАННЯ
1.Предмет i завдання аналiтичної хiмiї. Що таке аналітичний сигнал та його види для хiмiко-аналiтичних реакцiй ?
2.Способи проведення якiсного аналiзу. Дробний та систематичний аналiз. 3.Фактори, якi впливають на ефект перебiгу хiмiко-аналiтичних реакцiй. 4.Чутливiсть i специфiчнiсть хiмiко-аналiтичних реакцiй. Граничне розбавлення,
виявлюваний мінімум та зв’язок між ними.
5.На чому грунтується аналiтична класифiкацiя катiонiв на групи ? 6.Що таке груповий реагент i для чого його використовують ? 7.Вимоги, якi ставляться до групового реагента.
8.Умови виконання хiмiко-аналiтичних реакцiй.
9.Описати загальний хiд аналiзу речовини (солі) невiдомого складу. 10.Особливостi якiсного аналiзу на присутнiсть анiонiв.
11.Мета проведення попереднiх дослiджень речовини (солі) невiдомого складу. 12.Закон дiючих мас i його застосування в аналiтичнiй хiмiї.
13.Способи зсуву рiвноваги оборотних хiмiчних реакцiй.
14.Стан електролiтiв у розчинах. Активнiсть, коефiцiєнт активностi. Вiд чого вони залежать?
15.Електролiтична дисоцiацiя води. Іонний добуток води. Водневий i гiдроксильний показники (рН i рОН).
34
16.Дисоцiацiя електролiтiв у водному розчинi. Сильнi та слабкi електролiти. Навести приклади.
17.Розрахунок концентрацiй іонiв Н+ i OH- , рН та рОН розчинiв сильних та слабких кислот.
18.Розрахунок концентрацiй іонiв Н+ i OH- , рН та рОН розчинiв сильних та слабких основ.
19.Ступiнь електролітичної дисоцiацiї слабких електролiтiв. Закон розбавлення Оствальда.
20.Призначення та склад буферних розчинiв, буферна ємність. 21.Обчислення рН для кислих буферних розчинiв (слабка кислота та її сіль). 22.Обчислення рН для лужних буферних розчинiв (слабка основа та її сіль).
23.Гiдролiз солей. Від чого залежить реакція (кисла, лужна, нейтральна) водного розчину солей, здатних до гiдролiзу ? Навести приклади.
24.Способи підсилення (послаблення) гiдролiзу солей. 25.Обчислення рН розчинів солей, які здатні до гідролізу.
26.Реакцiї виявлення іонiв (Na+, K+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Al3+, Zn2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cu2+, Pb2+, CO32-, SO42-, PO43-, НPO42-, SiO32-, Cl-, NO3- ). Описати умови проведення цих реакцій і пояснити необхідність їх дотримання.
27.Групові реагенти для катіонів ІІ-V груп і аніонів І та ІІ груп. Записати рівняння реакцій з груповими реагентами та пояснити умови їх проведення.
28.Дія надлишку NaOH на суміш катіонів ІІІ групи. 29.Дія надлишку NH4OH на суміш катіонів ІІІ і ІV груп. 30.Дія надлишку (NH4)2SO4 на суміш катіонів ІІ групи.
31.Записати рівняння і умови проведення реакцій виявлення іонів: а) K+ i CO32- ;
б) Mg2+ і Cl- ; в) Cu2+ i SO42- ; г) Al3+ i NO3- ; д) NH4+ i PO43- ; e) Fe3+ , Fe2+ i SiO32- .
З А Д А Ч І
1.Розрахувати pH, pOH, [OH-] розчину, в якому [H+]=0.002 М.
Відповідь: pH = 2,70; pOH = 11,30; [OH-] = 5 10-12 M. 2.Розрахувати pH, pOH, [H+] розчину, в якому [OH-]=0.0003 М.
Відповідь: pH = 10,48; pOH = 3,52; [H+] = 3,3 10-11 M. 3.Розрахувати [H+], [OH-] i рН розчину, якщо рОН = 4,5.
Відповідь: [H+] = 3,2 10-10 M; [OH- ] = 3,2 10-5 M; рН = 9,5. 4.Розрахувати [H + ], [OH- ] i рОН розчину, якщо рН = 5,4
Відповідь: [H+] = 2,5 10-9 M; [OH-] = 4,0 10-6 M; рОН = 8,6. 5.Розрахувати [H+], [OH-], pH і рОН розчину, а) в 0,5 л якого мiститься 0,49г
H2SO4 , б) 0,5 %-го розчину HCl( =1,0 г/мл).
Відповіді: а)[H+]=0,02M; [OH-]=5 10-13 M; pH=1,70; pOH=12,3. б)[H+]=0,137M; [OH-]=7,24 10-14M; pH=0,86; pOH=13,14.
6.Розрахувати pH розчину і ступінь електролітичної дисоціації слабкої кислоти або слабкої основи у наступних системах:
а)0,1 М розчину мурашиної кислоти (рК(НСООН)=3,76), б)розчину, в 1 л якого міститься 0,1 М НСООН і 0,01 М НСl,
35
в)розчину, в 1 л якого міститься 0,1 М НСООН і 0,05 М НСООNa,
г)0,01 М розчину NH4OH (pK(NH4OH)=4,75),
д)розчину, в 1 л якого міститься 0,01 М NH 4OH і 0,1 М NaOH, e)розчину, в 1 л якого міститься 0,01 М NH4OH і 0,05 М NH4Cl.
Відповіді: а)рН=2,38; =0,042; б)рН=2,0; =0,017; в)рН=3,46;
=0,0035; г)рН=10,62; =0,042; д)рН=13;
=1,78 10-4 ; e)рН=9,55; =3,56 10-4 .
7.Розрахувати pH а) 0,2 М розчину NH4NO3 (pK(NH4OH)=4,75);
б) 0,1 М розчину CH3COONa (рК(CН3СООН)=4,76). Відповіді: a)pH=4,28; б)рН=8,88
8.ЛІТЕРАТУРА
1.Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа.-
Москва:"Химия". - 1973. - 584 с.
2.Крешков А.П. Основы аналитической химии. Книга 1. - Москва: "Химия".- 1965. - 498 с.
3.Жаровський Ф.Г., Пилипенко А.Т., П'ятницький І.В. Аналітична хімія. -
Київ:"Вища школа".- 1969. - 560 с.
4.Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. - Москва:"Химия". - 1979. -
480 с.
5.Сборник вопросов и задач по аналитической химии / Под ред. В.П.Васильева. - Москва:"Высшая школа".- 1976. - 216 с.
6.Справочник химика. Том 4. Аналитическая химия. Спектральный анализ. Показатели преломления.-Москва-Ленинград: "Химия". - 1965. - 920 с.-С.191-278.
36
НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ
АНАЛІТИЧНА ХІМІЯ частина І, Хімічні методи аналізу Конспект лекцій для студентів хімічних спеціальностей.
Укладачі Пиріг Ярослав Миколайович Семенишин Дарія Іванівна Абаджев Сергій Сергійович Ятчишин Йосип Йосипович Борова Ольга Ярославівна
Редактор |
Клим Г.С. |
Комп’ютерна верстка |
Ковальський Я.П. |
Підписано до друку . Формат 60х84 1/16. Папір офсетний.
Друк на різографі. Умовн.друк. арк. Умовн.фарбо-відб. Тираж прим. Зам.
Видавництво Державного університету "Львівська політехніка" вул. Ф.Колесси, 2, 79000, Львів
37