КР Химия Тургаева М.О.. Обнаружение ионов олова и серебра. Анализ смеси катионов
 Скачать 93.15 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ  «РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСТЕТ– МСХА имени К.А. ТИМИРЯЗЕВА» (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Факультет почвоведения, агрохимии и экологии Кафедра инженерной химии Учебная дисциплина «Химия» КУРСОВАЯ РАБОТА на тему: «Обнаружение ионов олова и серебра. Анализ смеси катионов» Выполнила студентка 2 курса группы ДБ-219 Тургаева М.О. Дата регистрации КР на кафедре: _____________ Допущен к защите Руководитель: к.х.н., доцент Коноплев В.Е. __________ Члены комиссии: д.т.н., доцент Улюкина Е.А. __________ к.х.н., доцент Тачаев М.В. __________ к.т.н., доцент Суворова А.А. __________ Оценка ___________________ Дата защиты ______________ Москва, 2018 РЕЦЕНЗИЯ на курсовую работу студента Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Российский государственный аграрный университет– МСХА имени К.А. Тимирязева» Студент___________________________________________ Группа ДБ-______________ Учебная дисциплина: Химия Тема курсовой работы: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Полнота раскрытия темы: тема курсовой работы раскрыта полностью / частично / в незначительной степени. (нужное подчеркнуть) Оформление работы соответствует предъявляемым требованиям полностью / частично / в незначительной степени. (нужное подчеркнуть) Теоретическая часть: литературный обзор соответствует заданию полностью / частично / в незначительной степени. (нужное подчеркнуть) Практическая часть: определение состава образца проведено полностью / частично / в незначительной степени. (нужное подчеркнуть) Замечания: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Курсовая работа отвечает предъявляемым к ней требованиям и заслуживает __________________________________ оценки. (отличной, хорошей, удовлетворительной, неудовлетворительной) Рецензент: Блинников С.А., к.х.н., доцент кафедры инженерной химии РГАУ- МСХА имени К.А. Тимирязева Дата: «____» __________ 2018 г. Подпись: ___________________ Аннотация Представленная курсовая содержит исследования по обнаружению элементов олова и серебра. Структура работы определена целью и задачами исследования. Курсовая работа состоит из введения, теоретической и практической частей, вывода. В каждом разделе собраны теоретические данные, методы и способы для обнаружения соответствующих веществ, их особенности и свойства. В практической части опытным путем выявляются ионы, которые содержаться в испытуемом растворе неизвестного состава. Содержание Введение………………………………………………………………....….6 Теоретическая часть………………………………………………………...8 Обнаружение олова……………………….……………………………8 Качественный анализ……………………………………..…..8 Методы разделения………………………..……….…………9 Количественный анализ……………...…………..………….11 Весовые методы………………………………..11 Объемные методы………………………...……12 Колориметрические методы…………………..14 Обнаружение серебра……………………………………………….15 Качественный анализ………..………..……………………..15 Методы разделения…………………………....…………….16 Количественный анализ…………………………...………...18 Весовые методы………………………………..18 Объемные методы…………...…………………19 Колориметрические методы………….……….21 Практическая часть………………………………………….…………….26 Заключение……………………………………………………………..….35 Список литературы………………………………………………………..36 1. ВведениеАналитическая химия имеет своей целью установление состава вещества (или смеси веществ), то есть определение образующих его элементов и их весовых соотношений. В соответствии с этим аналитическая химия подразделяется на качественный и количественный анализ. Методами качественного анализа являются образующие данное вещество элементы или их характерные группировки; установление же весовых соотношений элементов, образующих исследуемое вещество, составляет задачу количественного анализа. [1] Роль и значение элементов, исследуемых в данной курсовой работе, очень важны. Олово — это удобный в обработке, мягкий, пластичный и одновременно обладающий красивым серебристым блеском металл. В том или ином качестве этот металл можно встретить повсюду, в самых разных изделиях и производственных процессах. Основными способами и областями применения оловянных сплавов и чистого олова являются: использование в качестве присадки для получения легированных сплавов, придания им необходимых физико-химических свойств; защита от поверхностной коррозии металлических поверхностей изделий, придания им блеска; производство белой жести, то есть материала, который поставляется производителям тары для пищевых продуктов; в виде сплавов: в процессах сварочного соединения деталей, в качестве припоя на радиоэлектронных и электротехнических производствах; создание высокотехнологичных сверхпроводящих проводников. Сложно перечислить все области и способы применения олова/оловянных сплавов в современных технологиях, их множество. Широкое внедрение олова в промышленности обусловлено, в частности, его малой токсичностью. Данный химический элемент опасен для здоровья лишь в виде некоторых соединений или если находится в составе испарений/мелкодисперсных взвесей. [2] Серебро находит широкое применение во многих областях. Компьютеры, телевидение, мобильные телефоны, автомобили, холодильники — почти все электрические приборы содержат в большей или меньшей степени серебро; также применяется в медицине, химии, в производстве ювелирных изделий. Много серебра используется в военной промышленности: в ракетах, торпедах, на подводных лодках. Серебро имеет большой потенциал для применения в будущих технологиях: производство солнечных батарей, нано-технологии, а также в новых батареях из цинка и серебра. Новые батареи на серебре будут работать в два раза дольше, не будет опасности взрыва, нет токсичности. Новой сферой применения серебра является текстильная промышленность: невероятные 1200 тонн серебра используются ежегодно в производстве одежды из полистирола с микроскопическими вставками из серебра. Также серебро является дезинфицирующим средством, так как оно обладает антибактериальными свойствами. [3] В работе собран необходимый литературный обзор по обнаружению олова и серебра с их качественным и количественным анализами, то есть частичное научное исследование, состоящее из изучения опубликованных работ по избранной теме. Цели и задачи данной курсовой работы: овладеть приемами выполнения качественных аналитических реакций капельным способом; освоить методики качественного анализа, обнаружения катионов и анионов в многокомпонентной среде с помощью специфических реакций. 2. Теоретическая частьАнализ вещества может проводиться с целью установления качественного и количественного его состава. В соответствии с этим различают качественный и количественный анализ. Качественный анализ позволяет установить, из каких элементов состоит анализируемое вещество и какие ионы, группы атомов или молекулы входят в его состав. При исследовании состава неизвестного вещества качественный анализ всегда предшествует количественному, так как выбор методы количественного определения составных частей анализируемого вещества зависит от данных, полученных при его качественном анализе. Количественный анализ позволяет установить количественные соотношения составных частей данного соединения или смеси веществ. В отличие от качественного анализа количественный анализ дает возможность определить содержание отдельных компонентов анализируемого вещества или общее содержание определяемого вещества в исследуемом продукте. [4] 2.1. Обнаружение олова2.1.1. Качественный анализРеакция с HgCl2. Возьмите в коническую пробирку 3-4 капли раствора, в котором возможно присутствие ионов [SbCl6]- и [SnCl6]-, опустите в раствор кусок чистой железной проволоки и поставьте пробирку на 3-4 мин. в горячую водяную баню. Извлеките проволоку, центрифугируйте, если нужно, и перенесите прозрачный раствор в чистую пробирку емкостью 2 мл. Прибавьте каплю HgCI2 или Hg(NO3)2. В присутствии олова появится белый осадок Hg2Cl2. Реакция с какотелином. К капле восстановленного железом раствора, помещенной на крышке тигля, прибавьте каплю раствора какотелина. В присутствии олова капля окрасится в фиолетовый цвет продуктами восстановления какотелина. Примечание. Металлическое железо часто содержит небольшие количества олова. Поэтому, если реакции с HgCl2 и какотелином указывают на присутствие следов олова, следует еще поставить контрольный опыт. Надо влить в пробирку 5 капель 6 н. HCl и растворите в ней небольшой кусок железной проволоки. Определите в полученном растворе вышеописанными методами присутствие иона олова; сравните результаты с полученными при испытании исследуемого раствора. [5] 2.1.2 Методы разделенияВ проведении различных разделений есть важный момент: хлорид олова (IV) летуч и может быть потерян, если выпаривают соляной раствор. Осаждение гидроокиси олова (IV). Гидроокись олова (IV) Sn(OH)4 мало растворима в азотной и хлорной кислотах. Осадок Sn(OH)4 увлекает с собой ряд примесей: осаждаются, хотя бы частично, сурьма (V), мышьяк (V) и фосфор (V). Осадок растворим в растворе сульфида натрия. Следы олова можно выделить в виде Sn(OH)4, осаждая Mn(OH)4. Если осаждение провести из хлорнокислого раствора, а затем раствор довести до кипения хлорной кислоты, то осадок гидроокиси олова (IV) получается чистым и легко отделяемым фильтрованием. Так можно олово отделить от алюминия и др. Осаждение сульфида олова (IV). Сульфид олова (IV) может быть осажден из кислой среды. Если надо осадить следы олова, то в качестве коллектора можно взять медь. В виннокислой среде сероводород, осаждая олово, отделяет его от вольфрама, ванадия (V) и титана. Отгонка хлоридов. Мышьяк (III) и сурьма (III) могут быть отделены от олова отгонкой их хлоридов. Для удержания SnCl4 в растворе добавляют фосфорную кислоту. Затем добавляют соляную и бромистоводородную кислоты и отгоняют олово при 140-150 0C. Титан мешает, если его много. Осаждение фениларсоновой кислотой. В среде 0,6 н. соляной кислоты или 3 н. серной кислоты фениларсоновая кислота осаждает олово (IV), торий и цирконий, отделяя их от меди, цинка, свинца, мышьяка (III), сурьмы (III), никеля, железа (III), кадмия и алюминия, остающихся в растворе. Экстракция иодида олова (IV) эфиром, бензолом и т.п. К 5 мл анализируемого раствора, содержащего иодистоводородную кислоту в 6,9 М концентрации, прибавляют 20 мл эфира и после взбалтывания отделяют слой органического растворителя. В этих условиях полностью экстрагируются (помимо олова (IV)): сурьма (III), ртуть (III), кадмий и золото (III) частично экстрагируются: висмут, цинк, молибден (VI), теллур (IV) и индий. Можно также экстрагировать и олово (II). Экстракция диэтилдитиокарбаматом диэтиламмония. Соединение олова (II) с диэтилдитиокарбаматом диэтиламмония можно экстрагировать. Разделение при помощи ионитов. В солянокислой среде аниониты поглощают хлоридный комплекс олова (IV). Можно также извлечь внионитами и оксалатный комплекс олова (IV). Отделение олова электролизом и взвешивание выделенного металла. При контролируемом потенциале олово можно выделить электролизом, отделяя его при этом от кадмия, цинка, марганца железа (III), никеля, мели, сурьмы и висмута. Платиновый катод надо предварительно покрыть медью, так как олово, осаждаясь на платине, образует с ней сплав. Рекомендуется проводить осаждение олова из солянокислой среды в присутствии солянокислого гидроксиламина, который в свою очередь предупреждает действие хлора на платиновый анод. Концентрация соляной кислоты в растворе должна быть в пределах от 0,9 до 1,2 н. На 100 мл раствора прибавляют 1 г солянокислого гидроксиламина. Начинают электролиз при 70 0С; через 5 мин температуру снижают до обычной комнатной. [6] 2.1.3. Количественный анализ2.1.3.1. Весовые методыВзвешивание в виде SnO2. Осаждают гидроокись олова (IV) в присутствии нитрата аммония, прибавленного для флокуляции осадка. Осадок затем отфильтровывают, промывают, прокаливают и взвешивают. Мешающие ионы. Мешают все ионы, образующие осадки в аммиачном растворе. Число этих ионов велико; поэтому надо проводить предварительные разделения. Кроме того, мешают ионы, связывающие олово (IV) в комплексы; фторид-ионы, оксалат-ионы и т. п. Вместе с оловом осаждаются фосфат и арсенат-ионы. Ход определения. Анализируемый раствор нейтрализуют раствором аммиака по метиловому оранжевому, прибавляют 20 г нитрата аммония, разбавляют до 300 мл водой, нагревают до кипения, дают постоять, пока осадок не соберется в хлопья, и фильтруют. Промывать осадок надо разбавленным раствором нитрата аммония, чтобы не произошла его пептизация. Отфильтрованный и промытый осадок прокаливают при 1100-1200 0С и взвешивают полученную SnO2. Фактор пересчета: Sn/ SnO2 = 0.788 Осаждение купферроном. Ход определения. К анализируемому раствору прибавляют перекись водорода и кипятят раствор для разрушения избытка последней. Затем охлаждают, нейтрализуют раствором аммиака до начала выделения осадка, который затем сейчас же растворяют, приливая несколько капель соляной кислоты. Прибавляют 5%-ный раствор купферрона по сравнению с теоретически требуемым. Для флокуляции осадка, особенно когда осаждение проводят в сильно разбавленном растворе, прибавляют на каждые 100 мл раствора 1 мл 1%-ного раствора желатина и несколько капель 2%-ного раствора тантина. Осадок отфильтровывают, промывают, прокаливают и взвешивают образовавшуюся SnO2. [7] 2.1.3.2. Объемные методыВ большинстве объемных методов олово (IV) сначала восстанавливают до олова (II), после чего титруют последнее раствором окислителя. 1 мл точно 0,1 н. раствора окислителя соответствует 5,94 мг олова. Восстановление олова (IV) до двухвалентного состояния. Для этой цели пользуются цинком, алюминием или железом в кислой среде. Когда весь металл, применяющийся в качестве восстановителя, растворился, нагревают раствор для растворения выделившегося металлического олова и титруют. Можно сразу восстановить олово (IV) до олова (II) растертой в порошок сурьмой. Восстановление надо проводить при отсутствии доступа воздуха. Лучший метод состоит в восстановлении олова (IV) металлическим никелем. Анализируемый раствор, который содержащит свободную соляную кислоту в 2-3 н. концентрации, кипятят 15 мин с никелевой фольгой при отсутствии воздуха. По-видимому, лучшим восстановителем все же является свинец. Восстанавливающее действие свинца останавливается при охлаждении раствора после восстановления, и потому удаление избытка свинца не обязательно; при этом раствор не приобретает зеленой окраски, как это имеет место при применении никеля. Титрование олова (II). Для титрования олова (II) применяются тированные растворы различных окислителей, титр их лучше всего устанавливать по чистому олову. Титрование броматом. Индикатором служит смесь иода, иодида и крахмала. Титрование иодом. Индикатор- крахмал. Титрование иодатом. Индикатор-крахмал. Мешающие ионы. Мешают все ионы, которые после восстановления цинком, алюминием, сурьмой или никелем, обесцвечивают крахмал, окрашенный иодом. Если восстановление проводят цинком, таких ионов много: титан, молибден, ванадий (V), вольфрам, медь, уран (VI) и т. д. Мышьяк (III) и сурьма (III) не мешают определению. Мешающее влияние меди может быть устранено добавлением роданида. Ход определения. К 150 мл анализируемого раствора, который содержит 25-50 мг олова (IV) и свободную соляную кислоту в 3 н. концентрации, прибавляют 2 г никелевой фольги и кипятят 15 минут при отсутствии доступа воздуху. Затем охлаждают, прибавляют 2 г иодида калия, 5 мл раствора крахмала и титруют раствором иодата до появления синего окрашивания. 1 мл точно 0,02 н. раствора иодата соответствует 1,187 мг олова. [7] 2.1.3.3. Колориметрические методыОписано несколько методов, в которых используется действие олова (II) как восстановителя на окислительно-восстановительные индикаторы. Этими методами можно определять лишь очень малые следы олова; точность их невелика. Диол образует с оловом окрашенное соединение. Недостатком метода является то, что реактив малоустойчив и не очень селективен. Фенилфлуорон дает окрашивание, которое может быть использовано во всех случаях после соответствующего отделения. Определение с дитиолом. Олово (II) образует с дитиолом красный осадок. Получая его в виде коллоидного раствора, можно провести колориметрическое определение. Этим способом можно определить следы олова. Границы чувствительности метода. Обычно определяют от 1 до 6 мкг олова, но можно еще обнаружить 0,1 мг/л. Полученное окрашенное соединение можно экстрагировать эфирами и спиртами. Мешающие ионы. Мешающих ионов очень много. Висмут образует кирпично-красный осадок. С медью, никелем и кобальтом реактив дает черные осадки; с серебром, ртутью (II), свинцом, кадмием и мышьяком (III) - желтые осадки. Мешают также нитрит-ионы. Железо и свинец допустимы в количествах, превышающих в 20 раз содержание олова (II) самим реактивом и в результате дает то же окрашивание. Обычно реактив стабилизируют, добавив тиогликолиевой кислоты, которая быстро восстанавливает олово (IV). Ход определения. Отбирают 5 мл анализируемого раствора, содержащего в этом объеме не менее 50 мкг олова (IV), нейтрализуют раствором аммиака, прибавляют 0,5 мл концентрированной соляной кислоты, 0,5 мл раствора реактива и погружают на 1 мин в кипящую водяную баню. Затем охлаждают, приливают 2 мл раствора гуммиарабика, перемешивают и измеряют оптическую плотность при λ = 530 ммк. Получаемые окраски устойчивы в течение месяца, если растворы сохранять в темноте в пробирках, закрытых пробками и залитых сургучом. Определение с фенилфлуороном. Реакция эта специфична для олова (IV), если предварительно произвести экстракцию его хлороформом в виде диэтилдитиокарбамата. Мешающие ионы. Германий (IV) дает такую же реакцию. Мешают: цирконий, галлий, железо (III), тантал и фосфор (V). Границы чувствительности метода; 0,02 мг/л олова. Малые количества молибдена (VI), титана, ниобия и тантала можно связать в комплексы добавлением перекиси водорода. Ход определения. К 10 мл анализируемого раствора, который содержит 20-80 мкг олова, прибавляют 5 мл разбавленной серной кислоты, 1 мл перекиси водорода, 10 мл буферного раствора, 1 мл раствора гуммиарабика и 10 мл фенилфлуорона. После смесь перемешивается. Дают постоять 5 мин и при перемешивании разбавляют раствор до 50 мл разбавленной соляной кислотой и сейчас же измеряют оптическую плотность при λ = 510 ммк. [7] 2.2. Обнаружение серебра2.2.1. Качественный анализРеакция на ион серебра. Поместите в маленькую пробирку 2-3 капли аммиачного раствора, прибавьте концентрированную азотную кислоту до кислой реакции (1-2 капли) и перемешайте. Появление белого творожистого осадка AgCl указывает на наличие Ag+. В присутствии больших количеств Hg2Cl2 реакция на ион Ag может дать отрицательный результат, если его относительно мало в растворе. Свободная ртуть, выделившаяся при взаимодействии Hg2Cl2 с аммиаком, восстанавливает ион серебра по реакции: 2AgCl + Hg = 2Ag + Hg2Cl2. В таких случаях, чтобы обнаружить серебро, следует растворить черный осадок, содержащий Hg, Ag и NH2HgCl, в царской водке. При разбавлении полученного раствора водой выделится осадок АgС1. [5] 2.2.2. Методы разделенияОсаждение хлорида серебра. Хлорид серебра можно осадить, прибавляя по каплям разбавленную соляную кислоту к анализируемому раствору соли серебра. Избытка соляной кислоты добавлять не следует. Вместе с AgCl количественно осаждается Hg2Cl2. Хлорид таллия (I) более растворим, и еще более растворим хлорид свинца. При нагревании свинец и таллий (I) остаются в растворе. В присутствии висмута раствор при осаждении серебра следует подкислить азотной кислотой, чтобы не произошло осаждение BiOCl. Мешает осаждению присутствие ионов, связывающих в комплексы ионы серебра. Ионы Hg22+ можно предварительно окислить кипячением раствора в течение нескольких минут с концентрированной азотной кислотой. Хлорид серебра растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного амина. Хлорид таллия (I) остается при этом нерастворенным. Свинец можно осадить в виде сульфата. Осадок хлорида серебра захватывает с собой некоторое количество палладия. Последний надо предварительно связать в комплекс добавлением аммиака и подкислить раствор перед осаждением серебра. Осаждение сульфита серебра. Для отделения следов серебра можно из классических методов использовать осаждение его в виде сульфида сероводородом из раствора, 0,1 н. по содержанию серной кислоты, коллектором может служить медь или ртуть (II). Осаждение п-диметиламинобензидеироданина серебра в присутствии ЭДТА. Экстракция дитизанота серебра. Электролиз. В цианидном растворе. В цианидном растворе серебро находится в виде ионов Ag(CN)2. Медь и платина (IV) образуют цианидионами настолько устойчивые комплексные ионы, что они не мешают выделению чистого осадка серебра. Ход разделения. Анализируемый раствор нейтрализуют разбавленным раствором едкого натра до начала выделения осадка. Затем прибавляют 10%- ный раствор цианида калия точно до растворения выделившегося осадка и подвергают раствор электролизу. В ацетатном растворе. К 100 мл анализируемого раствора, содержащего небольшое количество свободной азотной кислоты (менее 1 мл концентрированной HNO3), прибавляют 25 г ацетата натрия или ацетата аммония, нагревают до кипения и проводят электролиз. Проводя электролиз при контролируемом потенциале, можно отделить серебро от многих металлов 1, в том числе и от меди. В аммиачном растворе. Реакция электролиза: Ag(NH3)2 + e- → Ag↓+2NH3 E○ = 0.05 В. Контролируя величину катодного потенциала, можно отделить серебро от меди: Cu(NH2)4 + 2e- → Cu↓ + 4NH3 E○ = 0.05 В. [6] 2.2.3. Количественный анализ2.2.3.1. Весовой методВзвешивание в виде хлорида серебра. Ионы серебра осаждают в виде хлорида серебра, остаток отфильтровывают, высушивают и взвешивают. Добавление большого избытка хлорид-ионов недопустимо, потому что в присутствии повышается растворимость серебра образуются комплексные ионы. Если избыток хлорид-ионов равен 0,5 г иона на 1 л, то серебра растворяется 2,8 мг/л. Если же ввести 1 г хлорид-ионов на 1 л, то растворимость достигает 10 мг/л серебра. Ход определения. Анализируемый раствор, слегка подкисленный азотной кислотой, нагревают до кипения и прибавляют к нему по каплям, при непрерывном перемешивании, 2 н. соляную кислоту до прекращения выделения осадка. Дают постоять некоторое время в темном месте и фильтруют через взвешенный стеклянный фильтрующий тигель №3. Осадок промывают 0,01 н. азотной кислотой до удаления из него хлорид-ионов, потом водой, а затем высушивают при 110-120 ○С. Фактор пересчета: Ag/AgCl = 0.753 Мешающие ионы. Мешают ионы, хлориды которых мало растворимы: ионы свинца и таллия (I), а также ионы, связывающие серебро комплексы: тиосульфат-, цианид-ионы и т.п. Очистка стеклянного фильтрующего тигля. Сначала через тигель пропускают 10%-ный раствор аммиака, потом промывают холодной водой, затем азотной кислотой, наконец, горячей водой. В некоторых случаях можно определить серебро, взвешивая его в виде ArBr, AgI, AgCN, AgCNS и т.п. после высушивания осадка при 110 ○С. [7] 2.2.3.2. Объемные методы1 мл 0,1 н. титрующего раствора соответствует 10,80 мг серебра. Методы осаждения. Метод Фольгарда. Этот важнейший метод определения серебра. В нем используется малая растворимость роданида калия, о конце реакции узнают по образованию красного комплекса FeCNS2+. Титрование можно проводить в кислой среде, лучше всего в 0,4-0,6 н. растворе азотной кислоты. Мешающие ионы. Мешают никель, кобальт, свинец, медь, ртуть и другие металлы, образующие комплексы с роданид-ионами. Мешают также ионы, связывающие в комплексы ионы серебра и железа (III), а также вещества, окисляющие роданид-ионы, в особенности окислы азота и нитрит ионы, которые могут присутствовать, если проба растворялась в азотной кислоте. Их надо предварительно удалить кипячением раствора. Ход определения. К 50 мл анализируемого раствора прибавляют 5 мл 6 н. азотной кислоты и 1мл раствора железоаммонийных квасцов. Затем титруют раствор роданид до появления розовой окраски. при приближении к концу титрования раствор надо сильно перемешивать. Метод Мора. Прибавляют в избытке титрованный раствор галогенида и оттитровывают этот избыток раствором соли серебра. В этом методе конец осаждения малорастворимых соединений серебра обнаруживают по образованию красного хромата серебра. Можно титровать исключительно нейтральные растворы. Точность метода средняя. Мешающие ионы. Мешают те же ионы, какие мешают титрированию методом Фольгарда, и, кроме того, ионы, образующие малорастворимые хроматы (например, ионы бария) и восстанавливающие хромат-ионы. Ионы бария можно осадить добавлением сульфата. Индикатором осаждения (адсорбиционные индикаторы) (Метод Фаянса). Индикаторами осаждения называют вещества, адсорбируемые осадком изменяющие свой цвет в точке эквивалентности. Пользуясь ими, можно титрировать относительно более разбавленные растворы ионов серебра. Мешающие ионы. Мешаю те же ионы, какие мешают титрированию предыдущими методами. Кроме того, титрируемы раствор должен быть слабокислым. Потенциометрическое титрование. Потенциометрически можно титровать ионы серебра титрованными растворами хлоридов, бромидов, иодидов, роданидов и т. д. Индикаторным электродом служит серебряная проволока. Титрование серебра раствором иодиды. Иодид серебра - это одно из наименее растворимых соединений серебра, его произведение растворимости [Ag+] [I-] 10-16. Поэтому ионидом можно тировать даже очень разбавленные растворы солей серебра. После каждого добавления раствора ионилда следует выжидать, пока потенциал не стабилизируется. Нагревание раствора улучшает титрирование. Кольтгоф и Лингейн показали, что этим способом можно титровать 10-5 н. и растворы солей серебра с точностью 0,2% :10-6 н. растворы с точностью ± 1-2 % и 5·10-7 н. растворы с точностью ± 3 %. Мешающие ионы. Мешают ионы, окисляющие иодид-ионы. С другой стороны, все вещества, окисляющие серебро, действуют на серебряный электрод, вследствие чего в их присутствии результаты получаются неправильными. Ионы, осаждаемые иодид ионами, могут мешать определению, если их иодиды достаточно мало растворимы. Свинец, медь, никель и кобальт не мешают титрованию. Также не мешают коллоидная гидроокись олова (IV), следы сурьмы, алюминий, коллоидное золото. Палладий должен отсутствовать. В присутствии ЭДТА мешающее влияние многих ионов устраняется так же, как и является адсорбции. Методы комплексообразования. Титрирование цианидом. Метод Дениже. Метод основан на основании комплексных ионах Ag(CN)2. Конец реакции титрирования обнаруживается по образованию иодида серебра. Мешающие ионы. Мешают все ионы, образующие устойчивые комплексные ионы с цианид-ионами или сильноокрашенные комплексные ионы с аммиаком, а также и вещества, окисляющие цианид-ионы. Реактивы. Цианид калия 0,1 М титрованный раствор. Титр его устанавливают по нитрату серебра (х.ч.) тем же способом. каким производится определение. Нитрат серебра 0,1 М титрованный раствор: приготавливается растворением точно из взятой навески цитрата серебра реактивной чистоты. Ход определения. На 100 мл анализируемого раствора прибавляют 5-8 мл 6 М раствора аммиака и в избытке титрованный раствор цианида. Затем прибавляют 0,2 г иодида калия и титруют обратно в избыток цианида титрованным раствором нитрата серебра до появления мути иодида серебра, которую наблюдают на черном фоне. [7] 2.2.3.3. Колориметрические методыКолориметрические методы дают возможность определять, малые количества серебра в пиритах, меди, свинце и т.п. и могут конкурировать с "сухим" методом пробирного анализа. При применении некоторых специальных мер, точность определения серебра дитизоновым методом может быть доведена до ±1-2 % и тогда этот метод можно использовать и для определения сравнительно больших количеств серебра. Роданиновый метод определения серебра менее точен. Дитизоновый метод. В кислой среде образуется желтый дитизонат серебра, экстрагируемый четыреххлористым углеродом. Нельзя проводить определение в нейтральной или щелочной среде, потому что в этих условиях получается дитизонат серебра фиолетово- красного цвета (энольная форма), не экстрагируемый органическими растворителями. Определение может быть проведено также экстракционным титрированием. Чувствительность метода. Молярный коэффициент светопоглощения ε = 27000 при λ = 462 ммк. Мешающие ионы. Экстракция дитизоната серебра из 0,5 н., раствора кислоты проходит очень селективно. Мешаю ртуть (II), палладий, золото (III), платина (II) и большое количество меди. При добавлении ЭТДА и экстрагировании при рН 4,7 большие количества меди, висмута и свинца не мешают определению, даже при отношении их содержания к содержанию серебра, равном 100000:1. Если меди много, можно в качестве реактива применить дитизонат меди: изменение его окраски указывает на замещение меди серебром. По калибровочным кривым определение может быть тогда проведено с большой точностью. Если присутствуют медь и ртуть (II), можно также сначала экстрагировать дитизонаты всех трех элементов, затем обработкой раствором хлорида натрия в соляной кислоте перевести серебро в водную фазу и после разбавления раствора снова экстрагировать дитизонат серебра. Определение при отсутствии большого количества меди Реактивы. Дитизон 0,001%-ный раствор четыреххлористом углероде и серебро, стандартный 0,001%-ный раствор в 0,1 н. серной или азотной кислоте. Ход определения. К 5-20 мл анализируемого раствора, который содержит 1-5 мкг серебра и 0,5 н, по содержанию свободной серной кислоты, прибавляют 2 мл раствора дитизона, экстрагируют и отделяют слой органического растворителя. Оптическую плотность измерят при двух длинах волн проходящего света 490 и 640 ммк, получают два уравнения с двумя неизвестными, решив которые, находят содержания дитизоната серебра. Определение в присутствии большого количества меди Реактив: дитизонат меди. Приготовляют 0,001%-ный раствор дитизона в четыреххлористом углероде и взбалтывают его с избыточным количеством раствора сульфата меди 0,05 н. серной кислоте. Слой четыреххлористого углерода отделяют и промывают его дважды 0,01 н. серной кислотой. Ход определения. Определение проводят так же, как и в предыдущем случае, но заменив дитизон дитизонатом меди. Взбалтывают 2 мин. В итоге получают в четыреххлористом углероде смесь красного дитизоната меди и желтого дитизоната серебра. Измерение оптической плотности проводят при λ=465 ммк. Определение с роданидом. Параметиламинобензилиденроданип образуют с ионами серебра в 0,05 н. растворе кислоты коллоидный красно-фиолетовый раствор. Условия проведения определения (кислотность раствора, концентрация реактива, продолжительность времени стояния раствора перед измерением оптической плотности) должны строго соблюдаться. Также постоянными должны быть: продолжительность и способ перемешивания, концентрации посторонних солей и температура. Образующийся коллоидный раствор можно стабилизировать добавлением сахарозы и ацетона. Для постоянства величины рН добавляют буферную смесь (смешивают 200 г сульфата натрия, 90 г бисульфата натрия и растворяют в воде). Точность определения около 3%. Чувствительность метода: молярный коэффициент светопоглощения ε = 20000. Мешающие ионы. Мешают соли в больших концентрациях, так как они вызывают коагуляцию коллоида. Окраску раствора дают: золото (III), палладий, ртуть (II) и медь (I). Можно проводить определение в присутствии ЭДТА. Реактивы: п-диметиланобензалиденроданин 0,05%-ный спиртовой раствор, соль серебра стандартный раствор 0,01%-ный или 0,001-ный по содержанию серебра, в 0,1 н. азотной кислоте. Ход определения. В 20 мл анализируемого раствора должно быть не больше 40 мкг серебра. Раствор должен содержать свободную азотную кислоту в 0,05 н. концентрации. Прибавляют 0,5 мл реактива, разбавляют водой до 25 мл и проводят колориметрическое определение через 5 мин, если серебра больше 1 мг/л и через 20 мин, если серебра 0,5-1 мг/л. Определение благородных металлов "сухим" способом. Подробные описания этого метода даются в специальной литературе. "Сухим" методом определяют серебро, золото и платину в сплавах и рудах. Метод особенно полезен в тех случаях, когда проба содержит очень малые количества благородных металлов и с трудом подается разложению. Метод заключается в следующем. Пробу смешивают с металлическим свинцом и прокаливают. Образуется жидкий сплав свинца с благородными металлами, который определяются от силикатов вследствие его большой плотности. Затем удаляют свинец окислением его кислородом воздуха при прокаливании. Образующаяся жидкая окись свинца поглощается пористыми стенками пробирной чашечки(купели): откуда этот процесс получил название купеллирования. Остается "королек" металла, содержащий золото, платину и серебро. Его взвешивают с точностью до 0,01 или 0,05 мг на специальных " пробирочных" весах. Золото и серебро можно разделить обработкой азотной кислотой. Золото остается нерастворенным при условии, что отношение Ag/Au превышает 3. Если это отношение меньше указанной величины, то предварительно добавляют точно отведенное количество серебра. После обработки азотной кислотой золото взвешивают и по разности находят содержание серебра. Если проба содержит серебро и платину, королек обрабатывают 30 н. серной кислотой при 240 ○С, серебро растворяется. Если присутствуют все три благородных металла и отношение Ag: (Au + Pt) превышает 3, то при продолжительной обработке азотной кислотой платина переходит в раствор в месте с серебром. [7] 3. Практическая частьДанный этап работы представлен в виде таблицы, в которой описываются методики, наблюдения и исходы опытов по выявлению элементов, являющихся целью нашего исследования (Таблица 1). Завершающим элементом практической части является общий к таблице вывод, в котором мы указали обнаруженные катионы из раствора неизвестного содержания. 26 Таблица 1. Разделение и анализ смеси катионов по стандартным методикам [8]
Вывод. В анализируемом образце присутствуют следующие ионы: Ba2+, Ca2+, Fe3+, Al3+, Mg2+. 4. Заключение В курсовой работе представлены литературные сведения о качественных реакциях и методах количественного анализа ионов олова и серебра. Проведен анализ смеси катионов из раствора неизвестного состава, из чего было выявлено, что в анализируемом образце присутствуют следующие ионы:Ba2+, Ca2+, Fe3+, Al3+, Mg2+. 5. Список литературыТредвелл Ф.П., Голл В.Т. Курс аналитической химии. Качественный анализ. М., Л.: ГНТИХЛ, 1946. Т.1. 664 с. Интернет-источник: https://olovok.com/. Интернет-источник: http://gold.ru/. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Теоретические основы. Качественный анализ. М.: Химия, 1970. Т. 1. 472 с. Алимарин И.П., Архангельская В.Н. Качественный полумикроанализ. М., Л.: ГНТИХЛ, 1949. 189 с. Алексеев В.Н. Качественный химический полумикроанализ. M.: Химия. 1973. 595 с. Шарло Г. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. М., Л.: Химия, 1965. 976 с. Сычева Г.Н., Тормосова Е.Е. Общая химия. М.: МГУП, 2008. 91 с. |