Аналитическая химия МУ практика дистант (3). Катионы i и ii аналитической группы

Название	Катионы i и ii аналитической группы
Дата	04.04.2023
Размер	216.92 Kb.
Формат файла
Имя файла	Аналитическая химия МУ практика дистант (3).docx
Тип	Занятие #1035594
страница	6 из 7

1 2 3 4 5 6 7

1. Глава 20. КИСЛОТНО-ОСНОВНОЕ ТИТРОВАНИЕ §20.1-20.6

2. Оформление лабораторной работы .

3. Письменно решить задачи

Приложение 1

Схема оформления лабораторно-практического занятия по разделу «Качественный анализ»

Дата:

Лабораторно-практическое занятие № 1

Тема:« »

Таблица 1

№ п/п	Уравнение реакции	Наблюдаемый эффект	Выводы

Приложение 2

Таблица растворимости кислот, солей, оснований

ионы

Br⁻

^CH3^COO−

CN⁻

^CO2-₃

Cl⁻

_F−

_I−

^N^O-₃

OH⁻

PO₄^3-

_S2−

SO₄^2-

Ag⁺

−

_Al3+

−

_Ba2+

_Ca2+

_Cd2+

_Co2+

_Cr3+

−

_Cu2+

−

_Fe2+

_Fe3+

−

_Hg2+

−

2+

^Hg2

−

_K+

Li⁺

_Mg2+

_Mn2+

+

^NH4

−

Na⁺

_Ni2+

_Pb2+

_Sn2+

−

_Sr2+

_Zn2+

Обозначения: р - хорошо растворимый, м - малорастворимый, н - практически нерастворимый, + - полностью реагирует с водой или не осаждается из водного раствора, − - не существует, ? - данные о растворимости отсутствуют.

Приложение 3

КАТИОНЫ

Катионы	Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного катиона, открываемый минимум (чувствительность реакции)
Калий _К+	В нейтральной или уксуснокислой среде: ^Na₃^[Co(NO₂⁾₆^]^{образует}^желтый кристаллический осадок: ^{2K+ + Na+ + [Co(NO}₂⁾₆^{]3- → K}₂^Na[Co(NO₂⁾₆^] ^{Микрокристаллоскопическая реакция с}^Na₂^Pb[Cu(NO₂⁾₆^]^{– образуются}черные кристаллы кубической формы (открываемый минимум - 0,15 мг К⁺; предельное разбавление 1:7,5^.10⁴). Окрашивает пламя в фиолетовый цвет.
Натрий Na⁺	Микрокристаллоскопическая реакция с цинкуранилацетатом ^Zn(UO₂⁾₃^(C₂^H₃^O₂⁾₈^–^{образуется зеленовато - желтый}^{кристаллический} осадок, имеющий форму тетраэдров или октаэдров; открываемый минимум - 12,5 мг Na⁺; предельное разбавление 1 : 5^.10³ ^Na++Zn(UO₂⁾₃^(C₂^H₃^O₂⁾₈^{+ CH}₃^{COO- + 9H}₂^{O →} ^NaZn(UO₂⁾₃^(C₂^H₃^O₂⁾₈^.^9H₂^O Окрашивание пламени – желтое
Аммоний^NH₄+	При действии щелочей при нагревании выделяется аммиак, который обнаруживают по характерному запаху, по посинению влажной лакмусовой бумаги или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли ртути (I). Чувствительность реакции – 0,05 мг ; предельное разбавление 1:10⁶. ^NH₄^{Cl + NaOH → NaCl + NH}₃ ^{+ H}₂^O ^(NH₄^{+ + OH -→ NH}₃ ^{+ H}₂^O) ^{Реактив Несслера}^K₂^[HgI₄^]^в^{щелочной}^среде^{образует}^{оранжево-} коричневый осадок; чувствительность реакции - 0,25 мг иона аммония; предельное разбавление 1:2^.10⁷
Магний _Mg2+	Оксихинолин (при рН = 10 – 12) дает зеленовато-желтый кристаллический осадок (чувствительность реакции - 0,1 мг иона магния) Карбонаты щелочных металлов дают белый осадок карбоната магния, легко растворимый в кислотах: ^{Mg2+ + CO}₃^2-^{→ MgCO}₃
Кальций _Са2+	Окрашивает пламя в кирпично – красный цвет. Щавелевокислый аммоний (оксалат аммония) в уксуснокислом растворе образует белый кристаллический осадок (в отсутствие Ва²⁺и Sr²⁺); чувствительность – 1 мг Са²⁺ ^CaCl₂ ^{+ (NH}₄⁾₂^C₂^O₄ ^{→ 2NH}₄^{Cl + CaC}₂^O₄ ⁽^С^{a2+ +C}₂^O₄^{2- →} ^CaC₂^O₄⁾ ^{Микрокристаллоскопическая реакция с}^H₂^SO₄^: ^{характерная форма} кристаллов в виде длинных игл или пластинок (чувствительность - 0,1 мг Са ²⁺)
Барий _Ва2+	^{В уксуснокислой среде хромат калия}^К₂^СrО₄ ^или ^К₂^Cr₂^O₇ ^{+ CH}₃^COONa^{дают ярко-желтый осадок}^{хромата}^бария. Серная кислота и ее соли образуют белый кристаллический осадок сульфата бария, нерастворимого в кислотах и щелочах: ^{Ba2+ + SO}₄^2-^→^BaSO₄ (Открываемый минимум - 0,4 мг; предельное разбавление 1:1,25^.10⁵). ^{Гипсовая вода (насыщенный раствор}^СаSO₄^{) с}^Ва2+^{на холоде}вызывает медленное образование осадка (тогда как для ее взаимодействия с ионами Sr²⁺требуется нагревание). 3) Окрашивает пламя в желто-зеленый цвет.
Алюминий _Al3+	Гидроксиды щелочных металлов образуют белый студенистый^осадок^Al(OH)₃^{, растворимый в кислотах с образованием соли}соответствующей кислоты; он также растворим в растворах щелочей^{с образованием комплексных ионов}^[Al(OH)₄^]-^: ^{Al3+ + 3OH-→ Al(OH)}₃ ^Al(OH)₃ ^{+ OH- → [Al(OH)}₄^]- ( Гидроксид алюминия проявляет амфотерные свойства) ^{В отличие от гидроксида цинка,}^Al(OH)₃ ^{не растворяется в}^NH₄^OH^. Прокаливание гидроксида алюминия с солью кобальта дает синее^{окрашивание (“тенарову синь” -}^Со(AlO₂⁾₂^). Оксихинолин дает желтый осадок; Ализарин – красный, Хинализарин или Алюминон – красные осадки.
Хром _Cr³⁺	Окислители (например, перманганат калия, пероксид водорода, бромная вода) превращают зеленые или фиолетовые соединения ^{хрома (III) в соединения хрома (VI) - хроматы}^СrO₄^2-^{(желтого цвета) в щелочной среде или дихроматы}^Cr₂^O₇^2-^{(оранжевого цвета) в кислой}среде. Гидроксиды щелочных металлов образуют серо - голубой осадок ^Сr(OH)₃^{, проявляющий амфотерные свойства - растворяется в растворах кислот и в избытке щелочей и}^NH4^OH^.
Железо _Fe3+	^{Гексацианоферрат}^{(II) калия}^K₄^[Fe(CN)₆^]^{(желтая}^{кровяная соль)}образует темно-синий осадок берлинской лазури; чувствительность реакции 0,05 мг Fe³⁺, предельное разбавление 1:10⁶: ^4K₄^[Fe(CN)₆^{] + 4Fe3+ → 12К+ + 4КFeIII[FeII(CN)}₆^]^(а) ^{Гидроксиды}^{щелочных}^{металлов и}^NH₄^OH^{образуют}^{гидроксид}железа (III) красно-бурого цвета, растворимый в кислотах и нерастворимый в избытке щелочей (отличие от гидроксидов алюминия и хрома). Открываемый минимум - 10 мг железа; предельное разбавление 1:1,6^.10⁵. ^{Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)}₃ Роданид калия или аммония вызывает кроваво - красное окрашивание раствора ^FeCl₃ ^{+ 3NH}₄^{SCN → 3NH}₄^{Cl + Fe(SCN)}₃ Открываемый минимум - 0,25 мг, предельное разбавление – 1 : 2^.10⁵
Железо _Fe2+	¹⁾^{Гексацианоферрат}^{(III) калия}^K₃^[Fe(CN)₆^]^{(красная кровяная соль)}образует темно-синий осадок турнбулевой сини; чувствительность реакции 0,1 мг железа, предельное разбавление 1 : 5^.10⁷ ^3K₃^[Fe(CN)₆^{] + 3Fe2+ → 3KFeII[FeIII(CN)}₆^{] + 6K+}^(б) Недавно было установлено, что берлинская лазурь и турнбулева синь – это одно и то же вещество, т.к. комплексы, образующиеся в реакциях (а) и (б) находятся между собой в равновесии: ^{KFeIII[FeII(CN)}₆^{] → KFeII[FeIII(CN)}₆^] (В разделе “Железо и его соединения” упомянутые выше реакции (а) и (б) приведены в традиционной старой записи).
Цинк _Zn2+	Гидроксиды щелочных металлов образуют белый амфотерный^осадок^Zn(OH)₂^{, который растворим в}^NH₄^OH^{c образованием} комплексных соединений: ^{Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)}₂ ^Zn(OH)₂ ^{+ 4NH}₃ ^→[Zn(NH₃⁾₄^](OH)₂ При прокаливании гидроксида цинка с соединениями кобальта образуется окрашенная в зеленый цвет масса , ^{представляющая собой цинкат кобальта}^СоZnO₂^. ^H₂^S^при^рН^{= 2,2}^дает^{белый осадок}^ZnS
Никель _Ni2+	1) Гидроксид натрия образует бледно - зеленый студенистый осадок ^Ni(OH)₂^{; открываемый минимум - 300 мг никеля, предельное разбавление 1:3.105. Осадок растворим в кислотах и в}^NH₄^OH^инерастворим в избытке щелочи. Сероводород не осаждает NiS из сильнокислых растворов; черный осадок сульфида никеля образуется только при рН 4 –5. Диметилглиоксим (реактив Чугаева) образует красно-фиолетовый осадок; открываемый минимум - 0,5 мг никеля, предельное разбавление 1:1^.10⁶.
Серебро Ag⁺	Соляная кислота дает белый творожистый осадок, растворимый в^{аммиаке, при подкислении}^HNO₃ ^{аммиачного раствора снова} выпадает белый осадок; чувствительность реакции - 0,01 мг Ag⁺, предельное разбавление 1:10⁵. Ag⁺+ Cl^-→ AgCl ^{AgCl + 2NH}₄^{OH → [Ag(NH}₃⁾₂^{]+ + Cl- + 2H}₂^O ^[Ag(NH₃⁾₂^{]+ + Cl- + 2H+ → AgCl + 2NH}₄⁺ Сероводород осаждает черный сульфид серебра; открываемый минимум - 1 мг серебра, предельное разбавление 1:5^.10⁶.
Медь _Cu2+	Растворы солей Сu²⁺окрашены в голубой цвет; Cu²⁺окрашивает пламя в зеленый цвет. Сероводород образует черный осадок сульфида меди CuS; открываемый минимум - 1 мг меди, предельное разбавление 1:5^.10⁶. Осадок нерастворим в соляной и серной кислотах, но растворяется в^{горячей конц.}^НNO₃. Гидроксиды щелочных металлов осаждают голубой осадок^Сu(OH)₂^{, который при нагревании}^{дегидратируется}^{и превращается в} черный осадок оксида меди CuO: ^{Cu2+ + 2OH-→ Cu(OH)}₂ ^Cu(OH)₂^{→ CuO +H}₂^O Открываемый минимум - 80 мг меди, предельное разбавление 1:5^.10⁴. Гидроксид меди растворяется в концентрированных растворах аммиака, образуя аммиакат меди интенсивно синего цвета (реактив Швейцера; растворяет целлюлозу)

Приложение 4

АНИОНЫ

Анион	Реактив, уравнение реакции, признаки присутствия данного аниона, открываемый минимум (чувствительность реакции)
_F-	^AgNO₃ ^не^{образует}^{осадка,}^т.к.^{фторид серебра растворим в}^воде^(вотличие от других галогенидов серебра). Хлорид кальция дает белый осадок фторида кальция.
Cl^-	^{1) В азотнокислой среде}^AgNO₃ ^{дает белый}^{осадок, растворимый в}^NH₄^OH^{. Открываемый минимум - 1 мг}^Cl-^{, предельное разбавление}1:10⁵.
Br^-	^{В азотнокислой среде}^AgNO₃ ^{образует светло-желтый}^{осадок.} Чувствительность реакции - 20 мг Br ^-, предельное разбавление 1:2^.10⁵. Хлорная вода окисляет бромид-анион до свободного брома, который окрашивает органический растворитель в соломенно-желтый цвет. Фуксин, обесцвеченный гидросульфитом, окрашивается свободным^{бромом в синий}^цвет.^{Чувствительность реакции 50 мг}^Br-^. ^{2Br- + Cl}₂^{→ 2Cl- + Br}₂
_I-	Нитрат серебра образует темно – желтый осадок AgI, нерастворимый^{в растворах}^HNO₃^{, и}^NH₄^OH^(в^{отличие от}^{хлоридов и бромидов} серебра, растворимых в аммиаке). ^{Хлорная}^вода^{окисляет йодид-анион до}^йода: ^{2 I- + Cl}₂ ^{→ I}₂ ^{+ 2Cl-} Открываемый минимум - 40 мг I^-; предельное разбавление 1:2,5^.10⁴ Выделившийся йод можно открыть с помощью крахмала, который окрашивается йодом в синий цвет, или взбалтывая раствор с органическим растворителем, который приобретает красновато- фиолетовую окраску. При прибавлении избытка хлорной воды окраска исчезает, т.к. свободный йод окисляется до бесцветной йодноватой кислоты Другие окислители (перманганат калия, дихромат калия и др.) в кислом растворе также окисляют йодид-анион до йода: ^Cr₂^O₇ ^2-^{+ 2I- + 14H+ → 2Cr3+ + 3I}₂ ^{+ 7H}₂^O ^2MnO₄^-^{+ 10I- + 16H+ → 2Mn2+ + 5I}₂ ^{+ 8H}₂^O
_S2-	Хлористоводородная и др. кислоты при взаимодействии с сульфидами выделяют сероводород, который имеет запах тухлых яиц: ^{S2- + 2H+ → H}₂^S Сульфид-анион с катионами многих тяжелых металлов образует разноцветные осадки: ZnS (белый), CdS (желтый), CuS, PbS, NiS (черный), HgS (красный) и др. Нитропруссид натрия в щелочном растворе дает красно-фиолетовое окрашивание.
^SO₃^2-	Йодная вода или раствор перманганата калия обесцвечивается. ^{Разбавленные}^{минеральные кислоты}^{выделяют}^{сернистый}^газ^SO₂^{, который}^{обесцвечивает}^{раствор}^KMnO₄ ^{или йода.}
^SO₄^2-	^{1) Хлорид бария}^дает^{белый осадок, нерастворимый в}^HNO₃ ^{Ba2+ + SO}4^2-^{→ BaSO}₄
^CO₃^2-	1) Минеральные кислоты разлагают карбонаты (и гидрокарбонаты) с^{образованием углекислого газа}^СO2^{, который с известковой}^водой образует белый осадок: ^CO₃^2-^+2H⁺^{→ H}₂^{O+ CO}₂ ^Ca(OH)₂ ^{+ CO}₂ ^→CaCO₃
^SiO₃^2-	1) Минеральные кислоты выделяют гель кремниевой кислоты
^СН₃^СОО-	1) При растирании в ступке уксуснокислой соли с гидросульфатом калия появляется характерный запах уксусной кислоты ( сильная кислота вытесняет из соли слабую): ^CH3^{COOK + KHSO}₄^{→ CH}₃^{COOH + K}₂^SO₄ Хлорид железа (III) дает на холоде интенсивно-красное окрашивание (вследствие гидролиза до основной соли), при нагревании бурый осадок (образуется конечный продукт гидролиза - гидроксид железа (III)). ^{Этиловый спирт (в присутствии конц.}^Н₂^SO₄⁾^{образует}^{сложной эфир,} имеющий специфический фруктовый запах.

Приложение 5

1 2 3 4 5 6 7