рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

В анализе

В анализе - раздел Химия, Пособие по аналитической химии Реакции Окисления-Восстановления Широко Используются В Аналитической Химии Дл...

Реакции окисления-восстановления широко используются в аналитической химии для различных целей: для открытия ионов, для разделения смеси ионов, для переведения малорастворимых осадков в раствор, для маскировки, для стабилизации растворов при хранении, для количественного определения.

1. Открытие катионов и анионов, разделение ионов.

Многие окислительно-восстановительные реакции сопровождаются ярко выраженным внешним эффектом, что дает возможность широко использовать их для обнаружения ионов. Так можно открыть катионы: Cu2+, Mn2+, Cr3+, Bi3+, Sb3+, Hg2+, Ag+, анионы: J-, Br-, SO32-, S2O32- и др. Ион висмута Bi3+ можно открыть при приливании к щелочному раствору солей, содержащих катион Sn2+, исследуемого раствора, по появлению черного бархатистого осадка металлического висмута:

SnCl2 + 4KOH = K2SnO2 + 2KCl + 2H2O;

2Bi(NO3)3 + 3K2SnO2 + 6KOH = 2Bi↓ + 6KNO3 + 3K2SnO3 + 3H2O;

2Bi3+ + 3SnO22- + 6OH- → 2Bi↓+ 3SnO32- + 3H2O

Ион ртути Hg2+ обнаруживают реакцией с медью по появлению на медной пластинке блестящего налета металлической ртути:

Hg(NО3)2 + Cu = Cu(NO3)2 + Hg↓;

Hg2+ + Cu = Cu2+ + Hg↓

На цинковой пластинке ионы Sb3+ восстанавливаются до черного бархатистого осадка металлической сурьмы:

2SbCl3 + 3Zn = 2Sb↓ + 3ZnCl2

В отсутствии ионов висмута ионы сурьмы можно обнаружить по образованию оранжево-красного осадка сульфида сурьмы при взаимодействии с тиосульфатом натрия Na2S2O3:

2SbCl3 + 3Na2S2O3 + 3H2O = Sb2S3↓ + 3H2SO4 + 6NaCl

Окисление катионов Mn2+ оксидом свинца (IV) или персульфатом аммония (NH4)2S2O8 позволяет селективно открывать этот катион по появлению малинового окрашивания за счёт образующегося аниона MnO4-:

2Mn(NO3)2 + 5PbO2 + 4HNO3 = 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 2H2O

2MnSO4 + 5(NH4)2S2O8 + 8H2O = 2HMnO4 + 5(NH4)2SO4 + 7H2SO4

Окисление катиона Cr3+ персульфатом аммония (NH4)2S2O8 в кислой среде идёт до дихромат-иона Cr2O72-, придающего раствору оранжевый цвет:

Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8 + 7H2O (NH4)2Cr2O7 + 2(NH4)2SO4 + 7H2SO4

Используя в качестве восстановителя ион Mn2+, в щелочной среде по моментальному почернению пятна капельным методом открывают в растворе ион серебра Ag+: Ag+ + Cl- = AgCl¯

2AgCl + Mn(NO3)2 + 4NaOH = 2Ag¯ + 2NaCl + MnO(OH)2 + 2NaNO3 + H2O

В качестве восстановителей чаще всего используют металлы (Zn, Fe, Al, Cu), пероксид водорода H2O2 в кислой среде, тиосульфат натрия Na2S2O3, сероводород H2S, сернистую кислоту H2SO3 и другие вещества, легко отдающие электроны.

Из окислителей наиболее широко применяют дихромат калия K2Cr2O7, перманганат калия KMnO4, хлорную воду, пероксид водорода в щелочной среде, азотную кислоту, соли азотной кислоты, оксид свинца (IV) PbO2 и др.

При проведении анализа необходимо учитывать, что ионы восстановителей Fe2+, I-, S2-, SO32- не могут сосуществовать в растворе с ионами окислителей NO2-, Fe3+, Sn4+, MnO4-, Cr2O72-.

В ходе анализа, используя в качестве окислителя пероксид водорода в щелочной среде, можно отделить ионы Mn2+, Fe2+ от ионов Zn2+, Al3+:

2Fe(NO3)2 + H2O2 + 4NaOH = 2Fe(OH)3¯ + 4NaNO3

Mn(NO3)2 + H2O2 + 2NaOH = MnO(OH)2¯ + 2NaNO2 + 2H2O

Ионы Mn2+ и Fe2+ связываются в осадок, а в растворе остаются ионы, содержащие алюминий и цинк.

Подобным образом, используя H2O2 в щелочной среде, можно разделить ионы Mn2+ и Mg2+:

Mg(NO3)2 + 2NaOH = Mg(OH)2¯ + 2NaNO3

При обработке образующихся осадков раствором хлорида аммония гидроксид магния растворяется, а MnO(OH)2 остаётся в осадке.

Сульфит-ион SO32- можно открыть, восстановив его металлическим цинком в кислой среде до сероводорода:

Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2­ + H2O

SO2 + 3Zn + 6HCl = H2S­ + 3ZnCl2 + 2H2O

Иодная вода при взаимодействии с растворами сульфитов обесцвечивается:

Na2SO3 + I2 + H2O = 2HI + Na2SO4.

Нитрит–ионы NO2- в кислой среде окисляют ионы I- до свободного йода, который обнаруживают по посинению раствора крахмала:

2NaNO2 + 2NaI + 2H2SO4 = I2¯ + 2Na2SO4 + 2NO­ + 2H2O

Нитрат–ион можно открыть сульфатом железа (II) в среде концентрированной серной кислоты по образованию соли железа [Fe(NO)]SO4 бурого цвета:

2HNO3 + 6FeSO4 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 2NO­ + 4H2O

FeSO4 + NO = [Fe(NO)]SO4

2. Растворение малорастворимых соединений.

При растворении металлов, сплавов, многих труднорастворимых осадков также используются окислительно–восстановительные реакции:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2­

3PbS + 6HCl + 2HNO3 = 3PbCl2¯ + 3S¯ + 2NO + 4H2O.

3. Маскировка.

Например, для обнаружения карбонатов в присутствии сульфитов к исследуемому раствору добавляют несколько капель разбавленной серной кислоты и раствор перманганата калия, выделяющийся газ пропускают через известковую воду. О наличии иона CO32- судят по помутнению известковой воды. Раствор перманганата калия окисляет SO32- в SO42-, что исключает образование SO2, который так же, как и CO2 вызывает помутнение известковой воды:

Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2­ + H2O

CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3¯ + H2O

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O

4. Для стабилизации растворов легко восстанавливающихся или окисляющихся реагентов в них вводят соответствующие восстановители или окислители. Например, в растворы солей олова (II) для предупреждения окисления до Sn4+ вводят металлическое олово, в растворы солей Fe2+ - металлическое железо или аскорбиновую кислоту, в растворы солей Hg22+ - металлическую ртуть.

Растворы некоторых сильных окислителей хранят в склянках из тёмного стекла, чтобы исключить фотохимические процессы. Например, пероксид водорода на свету разлагается:

2H2O2 2H2O + O2­

Перманганат калия на свету восстанавливается водой до MnO2, который выпадает в виде бурого осадка:

4KMnO4 + 2H2O 3O2­ + 4MnO2¯ + 4KOH

Окислительно–восстановительные реакции лежат в основе целой группы методов количественного анализа, таких как перманганатометрия, иодометрия и др.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Пособие по аналитической химии

Федеральное агентство по образованию.. ГОУ ВПО Орловский государственный университет.. Э Р Оскотская..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: В анализе

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Чувствительность, специфичность и избирательность аналитических реакций
В качественном анализе большое значение имеет чувствительность аналитических реакций. Знание чувствительности реакций и умение рассчитать ее позволяют сознательно выбирать необходимые реактивы, бра

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

Расчет константы гидролиза, степени гидролиза и рН растворов гидролизующихся солей
Динамическое равновесие в водных растворах гидролизующихся солей подчиняется закону действующих масс и может быть охарактеризовано константой гидролиза (Кгидр). Константой гидро

Вычисление ступенчатых констант гидролиза солей слабых двухосновных кислот
Выведенные выше формулы предназначены для вычисления Кгидр, hгидр, [Н+], рН растворов солей, являющихся бинарными электролитами, т.е. если гидролиз протекает только

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.

Использование процессов образования и растворения осадков в анализе
Реакции осаждении лежат в основе ряда аналитических операций и широко используются для различных целей анализа: 1. Обнаружение ионов в растворе (осадок – аналитический сигнал) по образован

Равновесие в системах осадок Û раствор. Произведение растворимости. Константа растворимости
При аналитических исследованиях очень важно знать последовательность осаждения ионов из раствора, полноту осаждения, растворимость осадков, условия образования осадков, условия переведения того или

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

Влияние на растворимость осадка других сильных электролитов. Солевой эффект
На растворимость осадков оказывают влияние не только сильные электролиты с одноименными ионами. В присутствии других сильных электролитов, не имеющих общих с осадком ионов, растворимость осадка изм

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

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?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги