Реферати українською » Химия » Катіони другий аналітичної групи


Реферат Катіони другий аналітичної групи

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Міністерство народної освіти РБ

Професійне училище № 19


>КУРСОВАЯ РОБОТА

Тема: «Катиони другий аналітичної групи»

>Обучающейся:Забелиной ТетяниОлеговни

Групи №15

Спеціальність:лаборант-еколог

Майстер виробничого навчання: Павлова Н.В.

Викладач за спецтехнологією: ЛогіноваО.Ю.

р. Салават


 

Зміст

Якісний аналіз

Системний і дробовий аналіз

Аналітична класифікація катионів і періодична система Д.І. Менделєєва

Характеристика II аналітичної групиAg,Pb,Hg

Загальні й потужні приватні реакції катионів

Систематичний хід аналізу катионів II аналітичної групи

Техніка роботи з ртуттю і кислотами

>Лабораторная робота

Список літератури


 

Якісний аналіз

Аналіз тієї чи іншої речовини проводять із метою встановлення його якісного чи кількісного хімічного складу.

Відповідно до цим розрізняють якісний і кількісний аналіз.

Завдання якісного аналізу може бути різноманітними, але вони зводяться до якісному виявлення (відкриттю):

1)Химических елементів, входять до складу аналізованого речовини; наприклад, методами якісного аналізу можна встановити, що сульфіду залізаFeS входять елементи: залізо і сірка;

2)Простих іонів, які виникають при розчиненні досліджуваного речовини на воді чи інших розчинниках; наприклад, методами якісного аналізу можна встановити, які іони (>Fe2+ чиFe3+, CO2+ чиCu2+ тощо.) входять до складу даного речовини;

3) Група атомів чи складних іонів, складових досліджувані речовини; наприклад, методами якісного аналізу можна знайти, що досліджуваного речовини входятьCO32-,SO42-,PO43-, [>Zn(NH3)6]2+ та інші складні іони;

4)Молекул, наприкладCuSO4·5H2O,Na2CO3 іNa2CO3·10H2O тощо.

Інакше кажучи, з допомогою якісного аналізу знаходять, з яких хімічних елементів, іонів, груп атомів і молекул полягає аналізоване речовина.

 


 

Системний і дробовий аналізи

 

Подрібнений аналіз. Для виявлення окремих іонів який завжди зразу дається підібрати спеціальний реактив, що дає характерний осад чи забарвлення тільки зоткриваемими іонами. Завдання значно не може у присутності сторонніх іонів, що можуть родити аналогічні продукти реакції чи викликати інші складнощі у процесі аналізу. Особливо ускладнюється аналіз у випадках, коли концентрація сторонніх іонів значно перевищує концентрацію які виявляються іонів.

Аби зробити аналіз суміші кількох речовин, близьких по свої хімічним властивостями, доводиться їх попередньо розділити і лише для того проводити приватні реакцію окремі іони. Тому якісний аналіз включає як реакції виявлення іонів, а й методи їхньої організації поділу. За методами поділу чи виділення слід ідентифікація іонів окремих елементів.

Реакції, дозволяють виявляти шукані іони окремими порцій складної суміші за умов усунення впливу сторонніх іонів, називають дробовими реакціями. Метод аналізу, заснований на застосуванні дробових реакцій, називають дробовим аналізом. Отже, якісним дробовим аналізом є метод виявлення шуканих іонів із окремих порцій аналізованого розчину з допомогою дробових реакцій, виконуваних у будь-якій послідовності. Якісний дробовий аналіз виконують у пробірках.

Метод дробового аналізу детально розроблений Н.А.Тананаевим. Метод у тому, що окремі невеликі проби досліджуваного розчину обробляють реактивами (чи сумішами кількох реактивів),устраняющими вплив сторонніх іонів, які заважають виявлення шуканих іонів. Потім виявляють шукані іони з допомогою характерних реакцій. У цьому порядок виявлення катионів чи аніонів немає особливого значення. При дробовому методі аналізу, у першу чергу використовують високочутливі виборчі реактиви, дозволяють виявляти даний іон у присутності інших. Такий метод не потребує багато часу і дає можливість виявляти ті чи інші іони, минаючи тривалі операції послідовного відділення одних іонів з інших.

Подрібнений аналіз дає можливість швидко знаходити обмежену кількість (від однієї до п'яти) іонів, які у суміші, склад якої приблизно відомий. І тут не потрібно у проведенні повного якісного аналізу досліджуваного зразка, залишається лише встановити наявність або у ньому деяких компонентів.

Подрібнений якісний аналіз має багато переваг над іншими хімічними методами аналізу, але й він притаманні деякі недоліки.

Систематичний аналіз. Повний аналіз багатокомпонентної суміші можна навести значно швидше, якщо застосувати систематичний аналіз.

За виконання систематичного аналізу, у на відміну від дробового аналізу дотримуються певний порядок розділення бізнесу і наступного відкриття шуканих іонів. Тож дослідження беруть одну щодо велику пробу аналізованого розчину. Поділ іонів на групи виконують у певної послідовності. І тому використовують подібності чи відмінності властивостей іонів щодо дії групових реактивів, у тому числі головною є сірководень. Групи іонів поділяють на підгрупи, потім у межах даної підгрупи поділяють індивідуальні іони і виявляють їх з допомогою характерних реакцій. Інакше кажучи, і під час систематичного аналізу для виявлення іонів приступають здебільшого лише після видалення з аналізованого розчину внаслідок послідовних операцій від інших іонів, заважаючих відкриттю шуканих іонів.


Аналітична класифікація катионів і періодична система Д.І. Менделєєва

 

Аналітична класифікація катионів. Іони діляться на аналітичні групи. Класифікація катионів по аналітичним групам полягає в розчинності деяких утворених ними солей.

Відповідно до класифікації, запропонованої Н.А.Меншуткиним, все іони металів (катиони) діляться на великі групи:

а) іони,осаждаемие сірководнем чисульфидом амонію;

б) іони, неосаждаемие зазначеними реактивами.

Іони металів, сульфіди яких розчиняються у воді, поділяють своєю чергою на іони,осаждаемие іосаждаемиекарбонатом амонію.

Отже, сірководень, сульфід амонію і карбонат амонію є загальними, чи груповими реактивами, здатними до взаємодії з групою іонів.

Чимало відбулося з того часу, як Н.А.Меншуткин запропонував свою класифікацію. За цей період інші вчені неодноразово пропонували різні системи класифікації катионів. Проте досі найпоширенішої і загальноприйнятої є класифікація, джерело якої в принципах, запропонованих Н.А.Меншуткиним.

Відповідно до цієї класифікації, катиони поділяються ми такі п'ять аналітичних груп:

I аналітична група катионів – катиони натрію, калію, амонію, магнію та інших.;

II аналітична група катионів – катиони срібла, ртуті, свинцю та інших.;

III аналітична група катионів – катиони кальцію, стронцію, барію та інших.

IV аналітична група катионів – катиони цинку, алюмінію, олова та інших.

V аналітична група катионів – катиони магнію, марганцю, заліза та інших.

VI аналітична група катионів – катиони нікелю, кобальту, кадмію та інших.

Періодична система Д.І. Менделєєва. При поділі катионів на аналітичні групи начебто природним розподілити їх за групам періодичної системи елементівД.И.Менделеева. Але такий розподіл менш зручно, ніж розміщення катионів по аналітичним групам, заснований на відмінності розчинності хлоридів,сульфидов,гидроксидов і карбонатів різних елементів. Але якщо розділити катиони за групами відповідно до становищем елементів в періодичної системі можливо, то розмістити за цією ознакою аніони була б неможливо, оскільки і той ж елемент, належить до групінеметаллов, дає впродовж кількох аніонів, що характеризуються різні властивості, як, наприклад,аниона сірчистої, сірчаної, сірководневою,тиосерних кислот тощо.

Деякі елементи, які стосуються металам, утворюють не одні, а кілька типів іонів (зокрема і аніонів), відмінних різні властивості, наприкладCr2+,Cr3+,CrO42-,Cr2O72-,Mn2+,Mn3+. У періодичної системі елементи діляться на групи залежно від своїх порядкових номерів, тобто. зарядів їх ядер. У аналітичної хімії прийнято поділ іонів по аналітичним групам. Розподіл іонів по аналітичним групам грунтується на відношенні їх до дії різних реактивів. Між аналітичної класифікацією іонів та періодичною системою Менделєєва існує певна зв'язок. Але аналітична класифікація іонів у принципі відрізняється від розподілу хімічних елементів за групами періодичної системи Менделєєва.

катіон аналітичний реакція ртуть


 

Характеристика II аналітичної групи катионів >Ag+, >Pb2+ і >Hg22+

По-друге аналітичну групу входять катиониAg+,Pb2+ іHg22+, які ізхлороводородной кислотою і його солями нерозчинні опади хлоридів.

>Катиони цієї групи безбарвні. При взаємодії з нітрат- інитрит-ионами утворюють розчинні солі. При взаємодії з сульфат-, сульфід-, фосфат-, хромат-, карбонат-, бромід- ійодид-ионом утворюють опади, тобто. у питній воді розчиняються нітрати і нітрити срібла, свинцю і ртуті, інші солі цих металів у питній воді не розчиняються. При дії лугівAg+ іHg2+ утворюютьгидроксиди, що відразу розкладаються на води і оксиди срібла і ртуті;Pb2+ утворює осадгидроксида свинцю. При дії відновлювачів зазначені катиони можуть відновлюватися до металу.

>Групповим реактивом є соляна кислота, при дії якої випадають білі опади хлоридів:

>Ag++Cl- =>AgCl

>Pb2++2Cl- =>>PbCl2

>Hg22++2Cl- =>>HgCl2

Усі вони нерозчинні в азотної кислоті. Розчинність хлоридів у питній воді різна. При 20° С розчинність AgCl становить1,3*10-5моль/л,PbCl2 – 1.6*10-5моль/л. При підвищенні температури розчинністьPbCl2 помітно зростає, розчинність інших хлоридів мало змінюється. Таким шляхом можна відокремити хлорид свинцю з інших хлоридів цієї групи.

AgCl розчинний в аміаку, у своїй утворюється комплексна сіль:


>AgCl+2NH4OH =>[>Ag(NH3)2]Cl+2H2O

Якщо до розчину цього технологічного комплексу додатиHNO3, випадає осад AgCl. При додаванні розчинуKI можна спостерігати освіту жовтуватого осадуAgI.

Білий осадHg2Cl2 при дії аміаку чорніє – виділяються металева ртуть і нерозчиннийамидохлорид ртуті:

>Hg2Cl2+2NH4OH =>>Hg+NH2HgCl+NH4Cl+2H2O

Виконання реакції. У окремі пробірки поміщають по 4-5 крапель розчинів солейAg+,Pb2+ іHg22+ і додають по 4-5 крапель розчину HCl. Виниклі білі опадиотфильтровивают, ділять навпіл і переносять в чисті пробірки, додають один по 8-10 крапель води, до інших – по 4-5 крапель розчинуNH4OH. Проби розбавляють водою, нагрівають до кипіння і переконуються, щоPbCl2 розчинився. За інших пробірках AgCl розчинився у аміаку, а білий осадHgCl2 почорнів.

 

Загальні й потужні приватні реакції катионів II аналітичної групи

Деякі загальні реакції катионів другий аналітичної групи представлені у таблиці.

>Реагент >Катиони
>Ag+ >Pb2+ >Hg22+
>NaOH >Ag2O - буре, розчинний вNH4OH >Pb(OH)2 - білий, розчинний в лугах >Hg2O - чорний
>NH4OH >Ag2O - буре, розчинний надміруNH4OH >Pb(OH)2 - білий >Hg+NH2HgCl - чорний, розчинний в «царської горілці»
>Na2CO3 >Ag2CO3 - жовтий, розчинний вNH4OH >Pb2(OH)2CO3 - білий, розчинний в лугах >Hg2CO3 - жовтий, розкладається
>H2SO4 >Ag2SO4 - білий (з концентрованих розчинів), розчинний в гарячому воді >PbSO4 - білий, розчинний в лугах, в концентрованихH2SO4, HCl >Hg2SO4 - білий, розчинний в «царської горілці»
>Na2HPO4 >Ag3PO4 – жовтий, розчинний вNH4OH,HNO3 >Pb3(PO4)2 - жовтий, розчинний в лугах,HNO3 >Hg2HPO4 - білий, розчинний вHNO3
>K2CrO4 >Ag2CrO4 - цегляно-червоний, розчинний вNH4OH,HNO3 >PbCrO4 - жовтий, розчинний в лугах,HNO3 >Hg2CrO4 - червоний
>Окислители >Pb2+ >Hg2+
>Восстановители >Ag >Pb >Hg
>KI >AgI - жовтий, розчинний вNa2S2O3, нерозчинимо вNH4OH >PbI2 - золотаво-жовті голки, розчинний у гарячій воді, надміруKI, вCH3COOH >Hg2I2 - зелений; надміруKI утворюється [>HgI4]2-+Hg

 

Приватні реакції катионів срібла >Ag+.

Реакція з хроматом калію. У цьому утворюється цегляно-червоний осад хромату срібла, розчинну в азотної кислоті й у розчині аміаку:

>2Ag++K2CrO4- =>>Ag2CrO4+2K+

Виконання реакції. У пробірку поміщають 3-4 краплі розчину солі срібла, додають 5-6 крапель води, перевіряють pH по універсальної індикаторної папері (повинен бути 6,5-7,5) і додають 1-2 краплі розчинуK2CrO4/

Відновлення >Ag+ до металевого срібла (реакція срібного дзеркала). При дії формальдегіду на аміачний розчин солі срібла на стінках пробірки утворюється тонкий блискучий шар срібла:


>2[Ag(NH3)2]++HCHO+2H2O =>>2Ag+3NH4++HCOO-+NH3

Іони ртуті заважають аналізові досягнень і повинні прагнути бути попередньо відділені.

Виконання реакції.Пробирку промивають хромової сумішшю і дистильованої водою, потім вміщують у неї по 3-4 краплі розчину срібла і20%-ного розчинуNH4OH.Перемешивают, додають 5-6 крапель10%-ного розчину формальдегіду і обережно занурюють пробірку до лазні із гарячою водою. За кілька хвилин спостерігають освіту на стінках пробірки блискучого дзеркала металевого срібла.

Приватні реакції катионів свинцю >Pb2+

Реакція з хроматом калію. У цьому утворюється жовтий осад хромату свинцю, розчинну в концентрованої луги, вHNO3. На відміну від хромату срібла нерозчинимо вNH4OH.

Виконання реакції. У пробірку поміщають 2-3 краплі розчину солі свинцю, додають 2-3 краплі розчинуK2CrO4 і спостерігають освіту жовтого осаду.Осадок відокремлюють, ділять втричі частини, переносять у різні пробірки та друзі проводять реакції зі лугом,HNO3,NH4OH.

Реакція зиодидом калію. При кімнатної температурі утворюється жовтий осадPbI2:

>Pb2++2KI =>>PbI2+2K+

Ця сіль досить добре розчинна у питній воді, при 25 °С розчинність становить1,3*10-3моль/л. При охолодженні гарячого розчинуPbI2 випадає у вигляді гарних золотаво-жовтих кристалів.

Виконання реакції. У пробірку поміщають 4-5 крапель розчину солі свинцю, додають 1-2 краплі оцтової кислоти, 2-3 краплі води та нагрівають до кипіння, додаючи за краплею воду, поки осад не розчиниться. Вміст пробірки повільно охолоджують, спостерігаючи освіту кристалів.

Реакція здитизоном (>дифенилтиокарбазоном):

 


 -N=N-З->NH->NH-

        P.S

Цей реактив як розчину в хлороформі утворює з іонамиPb2+ яскраво забарвлене комплексне з'єднаннякирпично-красного кольору. Реакціявисокочувствительна.КатиониAg+ заважають визначеннюPb2+.

Виконання реакції. У пробірку поміщають 4-5 крапель розчину солі свинцю, додають 2-3 краплі розчинудитизона в хлороформі, збовтують і спостерігають забарвленняхлороформного шару в червоний колір.

Приватні реакції катионів ртуті >Hg22+

Реакції зиодидом калію. У цьому утворюється зелений осадиодида ртуті:

>Hg22++2KI=>Hg2I2+2K+

З додаванням надлишку реактиву він розчиняється, й утворюється комплексне з'єднання і металева ртуть,випадающая у вигляді чорного осаду:

>Hg2I2+2K=>K2[HgI4]+Hg

Виконання реакції. У пробірку поміщають 3-4 краплі розчину соліHg22+, додають 3-4 краплі розчинуKI і спостерігають освіту осаду зелених-зеленої-грязно-зеленого кольору. Додають ще 5-6 крапель реактиву і спостерігають розчинення зеленого й поява чорного осаду.

Відновлення >Hg22+ до металевої ртуті. Багато відновники, наприкладSnCl2,Cu, відновлюють іонHg22+ до металевої ртуті:

>Hg22++Sn2+=>2Hg+Sn4+

>Hg22++Cu=>2Hg+Cu2+

У цьому з розчину випадає чорний осад ртуті. Якщо мідь узята як платівки чи монети, то, на його поверхні утворюється амальгама міді.

Виконання реакції. На смужку фільтрувальної папери завдають краплю розчину соліHg22+, поруч – краплю розчинуSnCl2 і спостерігають поява чорного плями. На очищену мідну платівку завдають 2-3 краплі розчину соліHg22+. Через 5 хвилин промивають водою, протирають утворене сіра пляма фільтрувальної папером і спостерігають освіту блискучої амальгами міді. Замість платівки можна взяти мідну монету. Поверхня міді необхідно попередньо обробити азотної кислотою і промити водою.

 

Систематичний хід аналізу катионів II аналітичної групи катионів

При систематичному аналізі суміш катионів другої групи аналізують після відокремлення інших катионів у вигляді хлоридів.

Виконання реакції. З цього операції починають аналіз суміші катионів

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація