- •Химического анализа неорганических веществ Введение
- •Поэтому качественный анализ неорганических веществ подразделяется на анализ катионов и анализ анионов сложного вещества.
- •Способы выполнения аналитических реакций
- •Классификация методов по количеству вещества
- •Техника выполнения реакций
- •Условия выполнения реакций
- •Дробный и систематический анализ
- •Классификация катионов в качественном кислотно-основном химическом анализе
- •Методика выполнения основных операций полумикроанализа
- •Требования к правилам и умениям
- •Деление катионов на аналитические группы по кислотно- основной классификации
- •Первая группа катионов
- •1. Общая характеристика катионов первой группы
- •1.1. Степень окисления
- •1.2. Свойства гидроксидов
- •1.3. Гидролиз солей
- •1.4. Комплексообразование
- •1.5. Техника безопасности
- •Лабораторная работа №1 «Изучение свойств катионов I аналитической группы и анализ их смеси»
- •1.6. Общие реакции катионов I группы
- •2. Реакции обнаружения катионов первой группы
- •2.1. Серебро
- •2.2. Свинец
- •2.3. Ртуть
- •3. Анализ смеси катионов I аналитической группы
- •Вопросы для повторения
- •Вторая группа катионов
- •Лабораторная работа №2 «Изучение свойств катионов II аналитической группы и анализ их смеси»
- •5. Реакции обнаружения катионов второй группы
- •5.1. Барий
- •5.2. Кальций
- •5.3. Стронций
- •6. Анализ смеси катионов II аналитической группы
- •7. Анализ смеси катионов II группы с сульфатами
- •Вопросы для повторения
- •8. Анализ раствора смеси I и II аналитических групп (без сульфатов)
- •8.1. Внешний вид смеси:
- •8.2. Отделение катионов I аналитической группы от II
- •Третья группа катионов
- •(Без сульфатов)
- •9. Общая характеристика катионов третьей группы
- •9.1. Степень окисления
- •9.2. Свойства гидроксидов
- •9.3. Гидролиз солей
- •Лабораторная работа № 3 «Изучение свойств катионов III аналитической группы и анализ их смеси»
- •10. Реакции обнаружения катионов третьей группы
- •10.1. Алюминий
- •10.2. Цинк
- •10.3. Хром
- •11. Анализ смеси катионов III группы
- •11.1. Обнаружение хрома
- •11.3. Обнаружение цинка
- •Вопросы для повторения
- •12. Анализ смеси катионов I, II и III групп
- •Четвёртая группа катионов
- •13. Общая характеристика катионов четвёртой группы
- •13.1. Степень окисления
- •13.2. Свойства гидроксидов
- •13.3. Гидролиз солей
- •Лабораторная работа № 4 «Изучение свойств катионов IV аналитической группы и анализ их смеси»
- •14. Реакции обнаружения катионов четвёртой группы
- •14.1. Магний
- •14.2. Марганец
- •14.3. Железо (II)
- •14.4. Железо (III)
- •14.5. Висмут
- •15. Анализ смеси катионов IV группы
- •Вопросы для повторения
- •16.12. Анализ раствора 2 - дробное обнаружение катионов III группы:
- •16.13. Анализ осадка 3
- •Пятая группа катионов
- •17. Общая характеристика катионов пятой группы
- •17.1. Степень окисления
- •17.2. Свойства гидроксидов
- •Лабораторная работа № 5
- •18. Реакции обнаружения катионов V группы
- •18.1. Медь
- •18.2. Кобальт
- •18.3. Никель
- •19. Анализ смеси катионов V группы
- •Вопросы для повторения
- •Шестая группа катионов
- •20. Общая характеристика катионов шестой группы
- •Лабораторная работа № 6 «Изучение свойств катионов VI аналитической группы и анализ их смеси»
- •21. Реакции обнаружения катионов шестой группы
- •21.1. Калий
- •21.2. Аммоний
- •22. Анализ раствора смеси катионов
- •V и VI аналитических групп
- •22.1. Внешний вид
- •22.3. Открытие иона калия
- •22.4. Открытие иона никеля
- •22.5. Открытие иона меди
- •22.6. Открытие иона кобальта
- •23. Анализ смеси катионов IV, V и VI аналитических групп
- •24. Анализ смеси катионов шести групп
- •Вопросы для повторения
- •Лабораторная работа № 7 «Изучение свойств анионов и анализ их смеси»
- •25. Реакции обнаружения анионов
- •25.1. Сульфат-ион so42-
- •25.2. Карбонат-ион со32-
- •25.3 Фосфат-ион ро43-
- •25.4. Хлорид-ион Cl-
- •25.5. Иодид ион I-
- •25.6. Сульфид ион s2-
- •25.7. Нитрат-ион no3-
- •Общие и аналитические реакции анионов
- •26. Анализ смеси анионов I, II, III групп
- •Вопросы для повторения
- •27. Анализ индивидуальной соли
- •27.1. Анализ раствора
- •27.1.1. Проба на катионы VI группы
- •27.2. Анализ сухой соли
- •28. Контрольные задачи
- •Произведение растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25 0с
- •Общие константы нестойкости некоторых комплексных ионов
- •Криоскопические и эбуллиоскопические константы
- •Степень гидролиза и рН 0,1м раствора некоторых солей (при 18-250с)
- •Растворимость солей и оснований в воде (18-25 0с)
- •Константы диссоциации некоторых кислот и оснований при 25 0с
- •Библиографический список
- •Аналитическая химия Качественный кислотно-основной полумикроанализ
- •450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов,1
15. Анализ смеси катионов IV группы
Если в задаче присутствует осадок, то смесь центрифунируем и в осадке (1) открываем висмут станнитом натрия. В растворе (1) все катионы, кроме Mg2+, можно открыть дробным методом.
В отдельной пробе окрыть Fe2+ гексаницианоферратом (III) калия. Если осадок не чисто синий, то надо встряхнуть пробирку. Если Fe2+ есть, то на стенках пробирки остаются отдельные частицы синего осадка.
В отдельной пробе открыть ион Fe3+ роданидом калия.
В отдельной пробе открыть ион Mn2+ капельной реакцией бензидином.
Если в выданной задаче не было осадка, то в отдельной пробе открыть Bi3+ станнитом натрия. Если осадок не явно черный, то следует прибавить к нему избыток разбавленной хлороводородной кислоты (рН<7). В присутствии висмута черный осадок остается.
Открытие Mg2+. Чтобы открыть ион магния, его нужно отделить от смеси других ионов четвертой группы аммиачной буферной смесью ( раствор 2), окислив ион двухвалентного железа до трехвалентного, а ион Mn2+ до MnO2 перекисью водорода (осадок 2).
К 5-6 каплям раствора (2) добавить раствора аммиака до щелочной реакции, затем 3-4 капли перекиси водорода перемешать. Далее добавлять кристаллический хлорид аммония при перемешивании до рН=9. В раствор переходят только ионы магния. Центрифугировать, затем в центрифугате открыть магний реакцией с гидрофосфатом натрия. Появление белой мути указывает на наличие иона магния.
По выполненной работе составить подробный отчет, сделать вывод о составе полученной смеси ионов.
Вопросы для повторения
Какие вещества получаются при добавлении раствора щёлочи к смеси катионов четвёртой группы? Написать уравнения реакций.
Какие вещества получаются при добавлении растворов щёлочи и перекиси водорода к смеси катионов IV группы? Написать уравнения реакций.
Раствор смеси катионов четвёртой группы бесцветен. Какие ионы могут присутствовать в данной смеси?
При смешивании одинаковых объёмов растворов солей четвёртой группы катионов выпадает белый осадок. Присутствие какого иона можно предположить? Написать уравнение реакции происходящего процесса.
Раствор смеси катионов IV группы имеет сильнокислую реакцию. За счёт какого процесса это происходит? О наличии каких ионов в смеси это говорит?
При добавлении к смеси катионов IV группы группового реагента IV группы (раствора аммиака) выпал осадок белого цвета. Каких ионов не может быть в смеси?
Почему при выполнении капельной реакции на ион марганца после добавления щёлочи бензидин надо добавлять только через несколько минут? Написать уравнения происходящих реакций.
Можно ли открыть ион двухвалентного железа после обработки смеси катионов IV группы растворами щёлочи и перекиси водорода, а затем растворения полученного осадка в азотной кислоте?
Почему гидроксид магния растворяется в аммиачной буферной смеси? Написать уравнение реакции.
Почему ион магния нельзя открыть в присутствии других катионов четвёртой группы?
Анализируемая смесь включает
Fe2+; Fe3+; Mn2+; Mg2+; Bi3+
Раствор 1 Осадок 1
Fe2+; Fe3+; Mn2+; Mg2+ BiOCl↓
белый
+ Na2SnO2 (до рН>7)
Fe2+ : K3[Fe(CN)6]→ KFe[Fe(CN)6] Biº↓
синий черный
Fe3+ : KSCN→ [Fe(SCN)3]º
красный
Мn2+ : + капельная реакция
с бензидином → синее окрашивание
t
Mg2+ : +NH4OH + NH4Cl→
+H2O2 сух.
Раствор 2 Осадок 2
Mg2+ Fe(OH)3; MnO2↓; Bi(OH)3↓
(NH4+)
Открытие Mg2+
Схема анализа катионов IV аналитической группы
Почему перед отделением иона магния аммиачной буферной смесью смесь катионов надо окислить перекисью водорода?
Какие ионы четвёртой группы можно открыть дробным методом? Какие осложнения могут при этом быть?
При добавлении щёлочи к одному из ионов четвёртой группы сначала выпадает светлый осадок. Затем он постепенно буреет. Какой это ион? Напишите уравнения происходящих реакций.
При добавлении к раствору соли двухвалентного железа щёлочи выпадает осадок грязно-зелёного цвета, а не белого, как описано в книге. Объясните это явление.
К смеси ионов четвёртой группы добавили раствор щёлочи и перекиси водорода – выпал осадок белого цвета. Какие ионы могут присутствовать в данной смеси?
Способы открытия катиона висмута (III).
Анализ раствора смеси катионов III и IV аналитических групп
16.1. Внешний вид смесиЦвет, осадок - соли Cr3+ придают задаче синеватый оттенок; соли Fe3+ - жёлтый цвет; наличие осадка в задаче свидетельствует о присутствии иона Bi3+, который, в результате гидролиза, образует осадок хлористого висмутила BiOCl белого цвета.
16.2. рН смеси
Если среда сильнокислая, то можно предположить наличие катионов Al3+, Cr3+, Fe3+, Bi3+.
Если среда слабокислая, ближе к нейтральной, то в задаче могут быть катионы Fe2+, Mg2+, Mn2+, Zn2+, так как соли этих ионов менее гидролизованы.
16.3. Если задача не содержит осадка, то перейти к пункту 6.
16.4. Если в выданной задаче имеется осадок (1), то содержимое пробирки перемешать стеклянной палочкой и центрифугировать. Раствор слить в отдельную пробирку, снабдив этикеткой.
16.5. В осадке (1) открыть катион Bi3+ станнитом натрия.
16.6. Дробный анализ раствора или исходной задачи:
а) в отдельной пробе открыть ион Fe2+ гексацианоферратом (III) калия - при встряхивании реакционной смеси на стенках пробирки остаются отдельные частицы синего осадка;
б) в отдельной пробе открыть ион Fe3+ роданидом калия или аммония;
в) в отдельной пробе открыть ион Mn2+ капельной реакцией с бензидином.
16.7. Отделение III группы катионов от IV группы катионов
Ко всему исходному раствору прилить 8-10 капель концентрированного NaOH и, если были обнаружены ионы Fe2+ и Mn2+, 6-8 капель перекиси водорода H2O2. Образуется тёмно-бурый осадок (2), содержащий катионы IV группы, а раствор (2) содержит катионы III группы. Полученную смесь нагревать на водяной бане в течение 10 минут, периодически помешивая палочкой, центрифугировать.
16.8. Раствор слить в отдельную пробирку, написав этикетку - III группа.
16.9. Анализ осадка (2)
В осадок (2) перешли катионы IV группы в виде:
- Fe(OH)3 (если в растворе присутствовал ион Fe2+, то он окислился действием NaOH и H2O2 до Fe(ОН)3;
- MnO2 (окислился ион Mn2+);
- Mg(OH)2;
- Bi(OH)3.
16.10. Отделение иона Mg2+ от осадка 2
К осадку 2 добавить две ложечки(шпателя) сухого NH4Cl, прилить 2 мл Н2О и, помешивая, нагревать смесь около 6 минут, затем центрифугировать. Полученный осадок (3) оставить для п.13.
16.11. Обнаружить в растворе (3) ион Mg2+ реакцией с Na2HPO4.