Использование процессов образования и растворения осадков в анализе
Использование процессов образования и растворения осадков в анализе - раздел Химия, ПОСОБИЕ ПО АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ Реакции Осаждении Лежат В Основе Ряда Аналитических Операций И Широко Использ...
Реакции осаждении лежат в основе ряда аналитических операций и широко используются для различных целей анализа:
1. Обнаружение ионов в растворе (осадок – аналитический сигнал) по образованию осадков определенного цвета или структуры (микрокристаллоскопия). Например:
а) гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] в слабокислой среде образует с ионами железа (III) темно-синий осадок гексацианоферрата (II) железа (III) (берлинская лазурь):
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4- → Fe4[Fe(CN)6]3↓;
б) оксалат аммония дает в растворах с солями кальция белый кристаллический осадок оксалата кальция, нерастворимый в уксусной кислоте:
Са2+ + С2О42- → СаС2О4↓;
в) гексанитрокобальтат (III) натрия Na3[Co(NO2)6] образует с солями калия в нейтральной среде кристаллический осадок желтого цвета К2Na[Co(NO2)6]:
2К+ + Na3[Co(NO2)6] → К2Na[Co(NO2)6] ↓ + 2Na+ ;
г) сульфат-ионы с ионами кальция образуют белый кристаллический осадок CaSO4·2H2O. Игольчатые кристаллы в виде пучков или звездочек наблюдаются под микроскопом;
д) ионы J- образуют с ионами свинца (II) в уксуснокислой среде желтый осадок в виде блестящих золотистых кристаллов:
Pb2+ + 2J- → PbJ2↓
2. Разделение катионов и анионов на аналитические группы. Сложные смеси веществ, используя реакции осаждения, можно разделить на группы в 3-5 ионов. Разделение на группы в значительной степени облегчает анализ, делает его систематическим. Для такого разделения подбираются соответствующие групповые реагенты. В зависимости от избранной классификации, это могут быть сульфид-ионы, карбонат-ионы, фосфат-ионы и т.д.
Кислотно-щелочная классификация базируется на получении осадков хлоридов, сульфатов, гидроксидов катионов. Например:
а) по кислотно-щелочной классификации для разделения смеси ионов NH4+, K+, Na+, Ag+, [Hg2]2+, Pb2+ к исследуемому раствору добавляют 2 М раствор соляной кислоты. Хлориды серебра, свинца, ртути (I) выделяются в виде осадка белого цвета (AgCl, PbCl2, Hg2Cl2), а хлориды ионов NH4+, K+, Na+ остаются в фильтрате. В дальнейшем каждая группа анализируется отдельно;
б) анионы 2-ой (Cl-, Br-, J-, S2-) и 3-ей (NO3-, NO2-, CH3COO-) аналитических групп можно разделить, вводя в исследуемый раствор нитрат серебра в присутствии азотной кислоты. При этом соли серебра анионов 2-ой группы выпадают в осадок, а 3-ей остаются в растворах.
3. Удаление мешающих ходу анализа ионов. Например:
а) присутствие в исследуемом растворе катионов бария мешает открытию ионов кальция и стронция, поэтому катионы бария удаляются при его открытии хроматом калия в уксуснокислой среде. Осадок хромата бария отфильтровывается, а в фильтрате затем открывают ионы Sr2+, Ca2+;
б) присутствие ионов Sr2+ мешает открытию ионов Ca2+. К исследуемому раствору приливают раствор сульфата аммония. При этом катионы стронция практически полностью переходят в осадок SrSO4, а основная часть катионов кальция остается в растворе в виде непрочного комплексного иона [Сa(SO4)2]2- и иона Ca2+. Ионы кальция открывают в центрифугате после отделения осадка SrSO4;
в) для открытия ионов магния в растворе, содержащем ионы железа, марганца, висмута, сурьмы, используют способность соединений Mg(OH)2 и (MgOH)2CO3 растворяются в солях аммония. К исследуемому раствору приливают хлорид или нитрат аммония, затем карбонат аммония. В осадок выпадают карбонаты железа, висмута, сурьмы, марганца, а катионы магния остаются в растворе, и после отделения осадка их можно открыть в фильтрате действием раствора гидрофосфата натрия Na2HPO4 механизм растворения гидроксидов, подобных Mg(OH)2 рассмотрен в §5 этой главы;
4. Исследование свойств осадков: растворимость, способность образовывать пересыщенные растворы, зависимость растворимости от температуры, растворимость в кислотах, щелочах и других растворителях.
5. Выделение из смеси соединений определяемых элементов с последующим их концентрированием из сильно разбавленных растворов.
6. Количественное определение ионов путем выделения в виде малорастворимых соединений, соответствующей их обработки (промывание, фильтрование, прокаливание) и взвешивания на аналитических весах (гравиметрия).
7. Количественное определение ионов в виде малорастворимых соединений путем титрования исследуемого раствора стандартным раствором реагента (Объемный анализ. Метод осаждения).
Гидролиз по катиону
Гидролизу по катиону подвергаются соли, в состав которых входят катионы, сильно поляризующие молекулы воды:
однозарядные: NH4+, Cu+, Ag+;
Гидролиз по аниону
С молекулами воды образуют достаточно прочные водородные связи многие анионы, из них:
однозарядные: CN-, NO2-, HCOO-, ClO-, CH3
Гидролиз по катиону и аниону
Соли, образованные катионами и анионами, в значительной степени поляризующими молекулы воды, гидролизуются и по катиону и по аниону.
NH4+ + CN- + H2
Необратимый гидролиз
Возможность протекания гидролиза необходимо учитывать при сливании растворов солей, содержащих катионы и анионы, способные поляризовать молекулы воды.
Таблица IV.1
Факторы, влияющие на степень гидролиза солей
Степень гидролиза – hгидр – дает количественную характеристику способности солей вступать в реакции гидролиза. Она зависит от природы гидролизующейся соли (чем меньше степень электролити
В качественном анализе
Явление гидролиза широко используется в химическом анализе для различных целей.
1. Для подавления гидролиза, что позволяет получать устойчивые при хранении растворы. Для этой цели в раство
Решение типовых задач
Задача 1. Вычислить константу гидролиза Кгидр, степень гидролиза hгидр и рН 0,01 М раствора хлорида аммония при t = 25 оС.
Решение.
Факторы, влияющие на растворимость осадков
В анализе – как качественном, так и количественном – большое значение имеет полнота осаждения. Любое малорастворимое соединение не полностью выпадет в осадок, а часть его всегда остается в растворе
Влияние избытка осадителя на полноту осаждения
Введение в раствор избытка одноименных ионов влечет за собой дополнительное выпадение осадка. Это явление очень широко используется в аналитической практике. Качественно наблюдаемый эффект можно об
Образование и растворение осадков
Осадок малорастворимого электролита образуется только тогда, когда ионное произведение (ИП) превысит при данной температуре величину его произведения растворимости.
Если ИП < ПР – р-р н
Решение типовых задач
Вычисление растворимости (Р)
по произведению растворимости (ПР)
Величины произведений растворимости для малорастворимых соединений приведены в та
По растворимости
Задача 1.Вычислить произведение растворимости бромида серебра, если растворимость его при этой температуре равна 7,28 · 10-7 моль/л.
Решение. Составляем
Образование и растворение осадков
Задача 1. Образуется ли осадок при сливании равных объемов 0,0002 М раствора нитрата серебра и 0,0004 М раствора хлорида натрия? Температура растворов 20оС. ПРAgCl
Малорастворимых электролитов
Задача 1. В насыщенном растворе сульфата свинца концентрация сульфат-ионов увеличена в 100 раз. Чему станет равна концентрация ионов свинца? Как она изменится и во сколько раз? ПР
Солевой эффект
Задача 1. Вычислить растворимость сульфата бария в воде, в 0,01 молярном растворе хлорида натрия. ПР= 1,1·10-10.
Комплексные соединения, их состав и строение
Комплексными соединениями называют определенные молекулярные соединения, при сочетании компонентов которых образуются положительно или отрицательно заряженные ионы, способные существовать как в кри
Номенклатура комплексных соединений
В настоящее время общепринята рациональная номенклатура, основанная на рекомендациях Международного союза по чистой и прикладной химии*.
Рассмотрим, как составить по этой номенклатуре назв
Константа нестойкости
В водных растворах комплексные соединения диссоциируют в две стадии. Первая стадия протекает по типу сильных электролитов, т.е. идет процесс полной диссоциации на внутреннюю и внешнюю сферу:
Решение типовых задач
Задача 1. Вычислить равновесную концентрацию иона меди Cu2+ и степень диссоциации комплексного иона в 0,01 М растворе [Cu(NH3)4]SO4, К
В анализе
Многие комплексные соединения обладают целым рядом свойств, таких как характерная окраска, высокая прочность, малая растворимость, открывающих широкие возможности использования процессов комплексоо
Органические реагенты в анализе
Реакции с органическими реактивами являются высокочувствительными и достаточно специфическими, что дает возможность широко использовать их как в качественном, так и в количественном анализе (в проб
Для самостоятельной работы
1. Назовите следующие комплексные соединения:
а) [Co(NH3)3]Cl3;
б) [Cu(NH3)4]SO4;
в) [Al(H
Реакций
Реакции окисления–восстановления делят на три группы: внутримолекулярные, межмолекулярные и реакции диспропорционирования.
1. Внутримолекулярные – это реакции, протекающие с изменением сте
Окислительно-восстановительных реакций
Наиболее часто применяются два метода составления окислительно-восстановительных реакций: электронного баланса и ионно-электронный, его еще называют метод полуреакций. Метод электронного баланса до
В анализе
Реакции окисления-восстановления широко используются в аналитической химии для различных целей: для открытия ионов, для разделения смеси ионов, для переведения малорастворимых осадков в раствор, дл
Потенциалы. Уравнение Нернста
Способность терять или присоединять электроны различна у различных атомов, ионов или молекул.
Количественной характеристикой способности электронов к переходу от одних атомов или ионов к д
Процессах. Константа равновесия
Химическое равновесие в обратимых окислительно-восстановительных реакциях можно охарактеризовать константой равновесия. Проведём вычисление константы равновесия на примере взаимодействия: Sn2+
Решение типовых задач
Задача 1. В каком направлении пойдёт реакция между оксидом свинца (IV) и иодидом калия в кислой среде в стандартных условиях?
Решение. По табл. III находим стандарт
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов