Главная страница
Навигация по странице:

  • Адсорбционные индикаторы

  • Индикаторы на основе адсорбентов

  • Реакции катионов Ag

  • Реакции катионов ртути Hg

  • Реакции катионов свинца Pb

  • Сущность и классификация физико-химических методов анализа

  • Катионы 5-ой аналитической группы Mn

  • Применение в медицине и фармации солей катионов 5-ой аналитической группы

  • Действие группового реактива

  • Реакции катионов железа Fe

  • Ответы по аналитике. Основные положения качественного анализа


    Скачать 0.71 Mb.
    НазваниеОсновные положения качественного анализа
    Дата24.05.2019
    Размер0.71 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаОтветы по аналитике.docx
    ТипДокументы
    #78647
    страница6 из 17
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

    Титрование с адсорбционными индикаторами


    Адсорбционные индикаторы – индикаторы полученные методом пенного титрования: аргентометрии (метод Фаянса-Ходакова), меркурометрии. Индикаторы на основе адсорбентов меняют окраску из-за их адсорбции на поверхности осадка после точки эквивалентности вследствие изменения знака ее заряда. Напримре, в процессе титрования раствора NaCl стандартным раствором AgNO3 образуются мицеллы AgCl. К точке эквивалентности мицеллы заряжены отрицательно.

    из-за того, что их ядро (1) адсорбирует Cl- -ионы (2), которые находятся в избытке, при этом слой противоионов (3) состоит из катионов натрия. После достижения точки эквивалентности в избытке находятся катионы Ag + и знак заряда мицеллы меняется на положительный:



    Адсорбционные индикаторы - слабые органические кислоты, окрашенные анионы которых замещают NO3 - ионы в слое 3, адсорбируются поверхностью, что приводит к резкому изменению окраски.

    Адсорбционные индикаторы при аргентометрии (флуоресцеин, эозин, дихлорфлуоресцеин и др.) используются при определении хлоридов, бромидов, йодидов, тиоцианатов в нейтральных (флуоресцеин) и кислых (эозин, дихлорфлуоресцеин) растворах. Адсорбционные индикаторы в меркурометрии (дифенилкарбазидом) используются при определении хлоридов, бромидов (рН <7). Индикаторы на основе адсорбентов используют для определения галогенидов щелочных металлов, галогенгидрогенних солей алкалоидов, витаминов (В1) в различных лекарственных препаратов.

    1. Реакции катионов Ag+ Hg22+ Pb2+

    Реакции катионов серебра Ag+

    1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

    KI+AgNO3→AgI↓+KNO3

    Образуется желтый осадок йодида серебра, нерастворимый в гидроксиде аммония, кислотах, но ратворимый в тиосульфате натрия с образованием комплексного соединения

    Na[AgS2O3]:

    AgI+Na2S2O3→Na[AgS2O3]+NaI

    1. Реакция с солями хромовой кислоты:

    2AgNO3+K2CrO4→Ag2CrO4↓+2KNO3

    Образуется красно-кирпичный осадок хромата серебра, растворимый в азотной кислоте и гидроксиде аммония.

    1. Реакция с тиосульфатом натрия:

    2AgNO3+ Na2S2O3→ Ag2S2O3↓+2NaNO3

    Образуется осадок белого цвета, растворимый в избытке реактива.

    1. Реакция восстановления до металлического серебра. В присутствии восстановителей (формальдегид, Mn2+, Sn2+) ионы серебра легко восстанавливаются до металлического серебра:

    Ag2O+HCOH→2Ag↓+HCOOH

    При проведении реакции с формальдегидом в пробирке на ее стенках образуется блестящий налет – реакция «серебряного зеркала»

    Реакции катионов ртути Hg22+

    1. Реакция восстановления. Катион ртути способен восстанавливаться в присутствии восстановителей типа SnCl2:

    Hg2Cl2+SnCl2→2Hg↓+SnCl4

    Образуется осадок черного цвета

    Hg2(NO3)2+Cu→2Hg↓+Cu(NO3)2

    Если раствор соли ртути нанести на медную монету, то раствор через 2-3 мин. Монета покроется серым слоем амальгамы меди, который после растирания кусочком шерсти становится блестящим.

    1. Реакция с едкими щелочами.

    Hg2(NO3)2+2NaOH→Hg2O↓+H2O+2NaNO3

    Образуется черный осадок оксида ртути (1)

    1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

    Hg2(NO3)2+2KI→Hg2I2↓+2KNO3

    Образуется грязно-зеленый осадок йодида ртути (1), растворимый в избытке реактива с образованием тетрайодо (2) меркурата калия и черного осадка металлической ртути:

    Hg2I2+2KI→K2[HgI4]+Hg↓

    1. Реакция с хроматом калия

    Hg2(NO3)2+ K2CrO4→Hg2CrO4↓+2KNO3

    Образуется кирпично-красный осадок хромата ртути(1), растворимый в азотной кислоте.

    Реакции катионов свинца Pb2+

    1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

    Pb(NO3)2+2KI→PbI2↓+2KNO3

    Образуется осадок дийодида свинца желтого цвета, растворимый в избытке реактива с образованием тетрайодо (2) плюмбата калия:

    PbI2+2KI→K2[PbI4]

    Осадок дийодида свинца растворим в горячей воде и уксусной кислоте.

    1. Реакция с хроматом калия:

    Pb(NO3)2+ K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3

    Образуется желтый осадок хромата свинца, растворимый в азотной кислоте и щелочах.

    1. Реакция со щелочами:

    Pb(NO3)2+NaOH→Pb(OH)2↓+NaNO3

    Образуется белый осадок гидроксида свинца (2), растворимый в избытке реактива с образованием плюмбатов:

    Pb(OH)2+NaOH→Na2PbO2+2H2O

    1. Реакция с родизонатом натрия:

    CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

    Pb(NO3)2+ │ ║ → │ ║ Pb ↓+ 2NaNO3

    CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

    В нейтральной среде образуется фиолетовый осадок родизонатом свинца. В кислой среде рН=3 осадок приобретает красный цвет. Проведению реакции мешают другие катионы 2-ой группы, поэтому ее следует предварительно отделив катион свинца от остальных с помощью хорошей растворимости хлорида свинца (2) в горячей воде.

    1. Реакция с дитизоном. При добавлении к раствору соли свинца хлороформного раствора дитизона:

    NH – HN – C6H5 C6H5 – NH – N – Pb – N – NH – C6H5

    Pb(NO3)2+ 2S=C → C=S S=C +2HNO3

    N=N – C6H5 C6H5 – N=N N=N – C6H5

    Хлороформный слой окрашивается в красный цвет вследствие образования и экстракции из воды в хлороформ дитизона свинца. Проведению реакции мешают другие катионы, поэтому целесообразно отделить катионы свинца от остальных, используя хорошую растворимость в горячей воде хлорида свинца.

    1. Реактивы As3+ As5+

    Реакции катионов мышьяка As3+ As5+

    1. Реакция окисления йодом:

    Na3AsO3+I2+H2O→ Na3AsO4+ 2HI

    В слабощелочной среде арсенит натрия окисляется свободным йодом до арсената натрия. Другой стороны йодид-ион в кислой среде окисляется арсенат-ионами до свободного йода.Происходит обесцвечивание раствора вследствие перехода элементарного йода в йодид-ион. С

    H3AsO4+2KI+2HCl→ H3AsO2+ I2+H2O+2KCl

    Образование свободного йода легко установить по окрашиванию раствора в присутствии крахмала в синий цвет.

    1. Реакция восстановления водородом (реакция Гутцайта)

    В момент выделения водород восстанавливает ионы мышьяка в асин (мышьяковистый водород):

    As3++3H+→AsH3↑

    Арсин летуч и легко определяется по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором нитрата серебра:

    AsH3+6AgNO3+3H2O→ H3AsO3+6Ag+HNO3

    Водород при проведении опыта получают с помощью взаимодействия кислот с цинком или щелочей с алюминием:

    2HCl+Zn→ZnCl2+2H

    Al+NaOH+H2O→NaAlO2+3H

    1. Сущность и классификация физико-химических методов анализа

    План лекции:

    1. Общая характеристика физико-химических методов

    2. Общие сведения о спектроскопических методах анализа.

    3. Фотометрический метод анализа: фотоколориметрия, колориметрия, спектрофотометрия.

    4. Общие сведения о нефелометрическом, люминесцентном, поляриметрическом методах анализа.

    5. Рефрактометрический метод анализа.

    6. Общие сведения о масс-спектральном, радиометрическом анализах.

    7. Электрохимические методы анализа (потенциометрия, кондуктометрия, кулонометрия, амперометрия, полярография).

    8. Хроматографический метод анализа. 

    Сущность физико-химических методов анализа. Их классификация.

    Физико-химические методы анализа, как и химические методы, основаны на проведении той или иной химической реакции. В физических методах химические реакции отсутствуют или имеют второстепенное значение, хотя в спектральном анализе интенсивность линий всегда существенно зависит от химических реакций в угольном электроде или в газовом пламени. Поэтому иногда физические методы включают в группу физико-химических методов, так как достаточно строгого однозначного различия между физическими и физико-химическими методами нет, и выделение физических методов в отдельную группу не имеет принципиального значения.

    Химические методы анализа были не в состоянии удовлетворить многообразные запросы практики, возросшие в результате научно-технического прогресса, развития полупроводниковой промышленности, электроники и ЭВМ, широкого применения чистых и сверхчистых веществ в технике.

    Применение физико-химических методов анализа нашло свое отражение в технохимическом контроле пищевых производств, в научно-исследовательских и производственных лабораториях. Эти методы характеризуются высокой чувствительностью и быстрым выполнением анализа. Они основаны на использовании физико-химических свойств веществ.

    При выполнении анализов физико-химическими методами точку эквивалентности (конец реакции) определяют не визуально, а при помощи приборов, которые фиксируют изменение физических свойств исследуемого вещества в точке эквивалентности. Для этой цели обычно применяют приборы с относительно сложными оптическими или электрическими схемами, поэтому эти методы получили название методов инструментального анализа.

    Во многих случаях для выполнения анализа этими методами не требуется химическая реакция в отличие от химических методов анализа. Надо только измерить показатели каких-либо физических свойств анализируемого вещества: электропроводность, светопоглощение, светопреломление и др. Физико-химические методы позволяют вести в промышленности непрерывный контроль сырья, полуфабрикатов и готовых изделий.

    Физико-химические методы анализа стали применять позднее, чем химические методы анализа, когда была установлена и изучена связь между физическими свойствами веществ и их составом.

    Точность физико-химических методов сильно колеблется в зависимости от метода. Наиболее высокой точностью (до 0,001%) обладает кулонометрия, основанная на измерении количества электричества, которое затрачивается на электрохимическое окисление или восстановление определяемых ионов или элементов. Большинство физико-химических методов имеют погрешность в пределах 2-5 %, что превышает погрешность химических методов анализа. Однако такое сравнение погрешностей не вполне корректно, так как оно относится к разным концентрационным областям. При небольшом содержании определяемого компонента (около 10-3 % и менее) классические химические методы анализа вообще непригодны; при больших концентрациях физико-химические методы успешно соперничают с химическими. К числу существенных недостатков большинства физико-химических методов относится обязательное наличие эталонов и стандартных растворов.

    1. Катионы 5-ой аналитической группы Mn2+, Mg2+ Fe2+Fe3+ Bi3+ Sb3+ Sb5+

    Катионы 5-ой аналитической группы Mn2+, Mg2+ Fe2+Fe3+ Bi3+ Sb3+ Sb5+

    Общая характеристика катионов пятой аналитической группы

    Катионы 5-ой группы в отличие от катионов других групп при взаимодействии со щелочами образуют осадки гидроксидов, которые нерастворимы в избытке щелочей и растворе аммиака, но растворяются в кислотах.

    Нитраты, хлориды, сульфаты железа марганца и магния хорошо растворимы в воде. Соли сурьмы и висмута при растворении легко подвергаются гидролизу, образуя основные соли. Карбонаты, фосфаты и гидрофосфаты катионов 5-ой группы в воде нерастворимы. Сероводород осаждает из нейтральных растворов осадки сульфидов всех катионов 5-ой группы, которые растворяются в соляной кислоте, за исключением сульфида висмута и сурьмы.

    Применение в медицине и фармации солей катионов 5-ой аналитической группы

    Препараты элементарного,2 и 3-х валентного железа принимают внутрь для лечения анемий. Наиболее часто применяют восстановленное железо, сульфат железа (2), глицерофосфат железа (3), лактат железа (2), аскорбинат железа (2). Препараты железа назначают в виде порошков, таблеток, пилюль. Железо в виде ионов 2+ входит в состав гемоглобина крови и ряда ферментов. При анемиях наблюдается снижение количества гемоглобина. Препараты железа в этом случае стимулируют деятельность кроветворных органов и восполняют недостаток железа 2+. Ряд солей железа применяют при анализе лекарств. Из солей марганца в медицине получил перманганат калия, раствор которого используют как антисептик и обеззараживающее средство для промывания ран, полосканий, смазываний, примочек, при язвах, ожогах, различных кожных заболеваниях. Внутрь применяется в растворах при отравлениях для промывания желудка. С помощью перманганата калия проводится анализ многих лекарственных средств.

    Оксид и пероксид магния употребляются как желудочные средства. В состав присыпок входят карбонат гидроксомагния. Как слабительное и спазмолитическое средство используется сульфат магния.

    Нитрат дигидроксо висмута обладает вяжущими антисептическими свойствами и назначается в порошках при заболеваниях жкт , в присыпках и мазях при воспалительных заболеваниях кожи.

    Из соединений сурьмы в медицине применяют органические соединения сурьмы при кожных заболеваниях.

    Действие группового реактива

    Групповым реактивом являются растворы щелочей, которые осаждают гидроксиды катионов:

    FeCl2+2NaOH→ Fe(OH)2↓+2NaCl

    FeCl3+3NaOH→ Fe(OH)3↓+3NaCl

    MnCl2+2NaOH→ Mn(OH)2↓+2NaCl

    MgCl2+2NaOH→ Mg(OH)2↓+2NaCl

    BiCl3+3NaOH→ Bi(OH)3↓+3NaCl

    SbCl3+2NaOH→ Sb(OH)3↓+3NaCl

    H[SbCl6]+ 6NaOH→ SbO(OH)3↓+6NaCl+2H2O

    Осадки гидроксида железа (2), марганца (2) на воздухе быстро буреют вследствие окисления кислородом воздуха: Fe(OH)2+O2+2H2O→ 4Fe(OH)3

    Mn(OH)2+ O2+2H2O→ 2Mn(OH)4

    Fe(OH)2+O2+2H2O→ 4Fe(OH)3

    Mn(OH)2+ O2+2H2O→ 2Mn(OH)4

    Осадок гидроксида висмута при нагревании желтеет вследствие образования гидроксида оксовисмута

    Bi(OH)3→BiOOH↓+H2O

    Гидроксид сурьмы в растворе превращается в тригидроксид оксосурьмы(5)

    Sb(OH)5→ SbO(OH)3↓+H2O

    Растворимость осадков гидроксидов различается для разных катионов 5-ой группы. В воде и щелочах осадки гидроксидов нерастворимы, за исключением свежеосажденного гидроксида сурьмы (3), который растворяется с образованием комплексного соединения тетрагидроксо(3) стибата калия:

    Sb(OH)3+KOH→K[Sb(OH)4]

    Гидроксид железа (2) несколько растворим в солях аммония, поэтому гидроксидом аммония осаждается не полностью.

    Гидроксид магния растворим в солях аммония вследствие того, соли аммония при гидролизе образуют сильную кислоту:

    NH4Cl+HOH→NH4OH+HCl

    Среда раствора становится кислой и гидроксид магния растворяется, т.к. для начала его осаждения необходимо значение рН>10,4. Кроме того, ион аммония связывает ОН- в малодиссоциированное соединение – гидроксид аммония, вследствие чего нарушается равновесное состояние и осадок растворяется.

    Все гидроксиды катионов 5-ой группы растворимы в сильных кислотах, образуя соли:

    Fe(OH)3+3HCl→ FeCl3+3H2O

    Реакции катионов железа Fe2+

    1. Реакция с гексациано(3) ферратом калия

    3FeCl2+2K3[Fe(CN)6]→ Fe3[Fe(CN)6]2↓+ 6KCl

    Образуется синий осадок турибуллиевой сини. Осадок нерастворим в кислотах. Реакция специфична.

    1. Реакция с диметилглиоксимом (стр. 146)

    Диметилглиоксим в аммиачной среде образует с железом (2) карминово-красный комплекс – диметилглиоксимат железа.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


    написать администратору сайта