Учебнометодический комплекс Аналитическая, физическая и коллоидная химия
 Скачать 1.36 Mb.
|
|
Аналитическая классификация анионов Анионы образованы в основном р–элементами и некоторыми d–элементами. Высокой способностью к образованию анионов обладают р–элементы, расположенные в правом верхнем углу периодич системы. Так как они имеют переменную степень окисления, они способны к образованию различных кислот. Большинство р–элементов образуют кислородные кислоты (серная, борная и т д.) лишь только элементы 6 и 7 А–подгрупп могут образовать бескислородные кислоты, представляющие собой растворы их соединений с водородом (HCl, HF, HBr). По окислительно–восстановительным свойствам анионы делят на анионы:
Окислительные свойства некоторых анионов зависят от условий протекания реакции и могут меняться.( SО3 2– NO2). В основу аналитической классификации анионов легло образование нерастворимых солей бария и серебра. По этой классификации анионы делят на три группы: 1 группа анионов – соли бария не растворимы в воде: SО42–; SО32–;СО32– ;РО4 ; S2О32–; С2О42–; B4О72– ; JО4– JО3– ;AsО43– ;AsО33–; F– ;C4H4О62– ( тартрат) CrО42–; Cr2О72–; 2 группа анионов – соли серебра не растворимы в воде и азотной кислоте: Cl–;, Br–; J–; SСN–; СN–, бензоат анион C6H5СОО– 3 группа анионов – соли бария и серебра растворимы в воде, группового реактива нет.: NO2–; NO3–; CH3СОО–; BrО3– ; ClО4– и салицилат анион. В первую группу входят анионы кислот, дающие в воде осадки бариевых солей, которые растворимы в кислотах, за исключением сульфата бария. Поэтому осаждение анионов 1 группы проводят в нейтральной или слабощелочной среде. Сюда включены анионы кислородных кислот серы, углерода, кремния, фосфора, йода, мышьяка, хрома и бора, органических кислот. Они образуют (кроме F) осадки солей серебра, растворимые в азотной кислоте (отличие от 2 группы). Нерастворимы в воде их свинцовые соли. Некоторые анионы (SО32–; S2О32–; CrО42–) обладают свойствами восстановителей. Все анионы 1 гр–пы бесцветны ( кроме анионов д–элементов) Ко 2 группе отнесены анионы бескислородных кислот элементов 7 А– подгруппы и серы, дающие не растворимые в воде и разб. азотной кислоте осадки солей серебра. Соли серебра в присутствии азотной кислоты являются групповым реагентом. Кроме того, в этой группе рассматриваются часто применяемые соли бензойной кислоты. Серебряная соль которой нерастворима в воде. Анионы 1 гр–пы также дают осадки серебряных солей, но эти осадки растворимы в азотной кислоте, поэтому в ее присутствии их осаждение не происходит. Анионы 2–гр–пы бесцветны, но легко поляризуются, образуя окрашенные соединения с катионами р– и d–элементов. Их бариевые соли растворимы в воде ( отличие от анионов 1 гр). К 3 гр–пе относятся анионы кислородных кислот азота и галогенов, соли бария и серебра которых растворимы в воде. Общего группового реагента эти анионы не имеют. Анионы 3 гр бесцветны. Большинство анионов обнаруживаются дробным методом, поэтому групповые реагенты применяют только при обнаружении групп анионов, что избавляет от необходимости в случае отрицательной реакции с групп реактивами искать в растворе анионы данной гр. Лабораторная работа 1 1.Правила ТБ. 2.Химическая посуда, приборы и оборудование. Химическая посуда. Основными требованиями к работе с оборудованием и посудой являются аккуратность, бережливость, соблюдение чистоты. При проведении эксперимента необходимо избегать порезов, термических и химических ожогов, отравления реактивами, поражения электрическим током. При мытье посуды следует пользоваться щетками, ершами, губками и специальными моющими средствами в зависимости от вида посуды и ее загрязнения. Вымытую посуду нужно споласкивать (по возможности дистиллированной водой) и сушить на специальных приспособлениях (решетки и т.д.) или в сушильных шкафах. Выполнение работы. Работа с мерной посудой. Измерьте объем предложенной преподавателем порции воды с помощью мерного цилиндра, пробирки, мензурки, пипетки. Сравните полученные результаты и сделайте выводы о точности измерения различными средствами. Отмерьте с помощью различных видов мерной посуды заданные объемы воды (200С). При проверке емкости мерной посуды нужно вычислить массу, которую должна иметь вода в данном объеме (колбы, пробирки и т.д.). Вычислите массы этих порций раствора, предварительно определив плотность ареометром. Весы и взвешивание Весы – прибор для взвешивания, то есть для определения массы тела или данной порции вещества, а также для взвешивания навески вещества необходимой массы. Масса выражается в миллиграммах (мг), граммах (г), килограммах (кг) и т. д. Весы в зависимости от точности взвешивания делятся на несколько групп: для грубого взвешивания (точность до нескольких граммов); для точного взвешивания (точность 1 – 10 мг); аналитические (точность 0,1 – 0,01мг), весы быстрого (моментального) взвешивания с электрической или электронной цифровой шкалой. Весы настраивают по отвесу или по уровню. Если необходимо определить массу какого-либо предмета, то его осторожно кладут на левую чашку весов, а гири – на правую. Вначале при этом берут крупные разновесы, а затем – более мелкие до полного уравновешивания весов. Если необходимо отвесить определенную навеску вещества, то на правую чашку ставят тару (стакан, бюкс, лист бумаги и т. д.), а на левую чашку весов кладут какой либо груз, уравновешивающий тару, например, чистый сухой песок в стаканчике или на листке бумаги. Затем на левую чашку весов кладут разновесы требуемой массы. После этого в тару насыпают (наливают) вещество до тех пор, пока весы не придут в равновесие. Если вещество окажется в избытке, его излишки убирают осторожно небольшими порциями с помощью совочка, шпателя или иного приспособления, но не голыми руками. При взвешивании следует соблюдать определенные правила.
По окончании взвешивания разновесы убирают в коробочку, весы закрывают, при необходимости вытирают детали весов. Выполнение работы. Взвесить на весах различного типа несколько предметов (бюкс, часовое стекло, предметное стекло, воронку). Рассчитать относительную, абсолютную погрешность для всех взвешенных предметов. Лабораторная работа 2. Реакции катионов 1 группы 1). Реакции катиона К+ Реакция с гидротартратом натрия КCl+ NaНС4Н4О6 = КНС4Н4О6↓+ NaCl Осадок растворяется в соляной кислоте и щелочи. Реакция с кобальтинитритом натрия 2КCl + Na2(Со(NО2) 6)=К2(Со(NО2) 6) ↓ + 2NaCl В щелочи осадок растворяется. К2(Со (NО2) 6+3 NaОН= Со(ОН) 3 +6NaNО2 Окрашивание пламени газовой горелки - в фиолетовый цвет. 2). Реакции катиона Na+ Реакция с дигидроантимонатом калия NaCl +КН2SbО4= NaН2SbО4 ↓+КCl Окрашивание пламени газовой горелки - в желтый цвет 3). Реакции катиона NН4+ NН4Cl + NaОН= NН3↑+ Н2О+ NaCl↑ NН4Cl + К2 (Hg I 4) +4КОН = (NН2Hg2О) I + 7К I +КCl +3Н2О Прокаливание солей: NН4Cl ↔ NН3↑+ НCl NН4 NО3↔ N2О ↑+2Н2О Пары аммиака окрашивают красную лакмусовую влажную бумагу в синий цвет. Фенолфталеиновую - в красный. 4). Реакции катиона Mg+2 Реакция с сильными щелочами MgCl2 +2КОН = Mg(ОН) 2↓+2КCl Осадок растворим в кислотах и аммонийных солях. Реакция с гидрофосфатом натрия. MgCl2 + Na2НРО4 + NН4ОН = MgNН4РО4↓ + 2NaCl + Н2О Реакция с карбонатом аммония 2MgCl2 + 2(NН4)2СО3 + Н2О = Mg(ОН) 2СО3↓+ 4NН4Cl + СО2↑ Реакция с раствором аммиака MgCl2 + NН4ОН = Mg(ОН) 2↓+ 2NН4Cl Реакции катионов 2 группы 1). Реакции катиона Ва2+ Реакция с карбонатом аммония ВаCl2+ 2(NН4)2СО3 =ВаСО3↓+ 2NН4Cl Реакция с серной кислотой и ее солями ВаCl2+ Н2SО4 =ВаSО4↓+ 2НCl Осадок не растворяется в соляной, азотной и уксусной кислотах. Реакция с хроматом или дихроматом калия (при нагревании). ВаCl2+К2CrО4=Ва CrО4↓+2КCl Осадок растворяется в соляной и азотной кислотах. Реакция с моногидрофосфатом натрия. ВаCl2 + Na2НРО4 = Ва НРО4↓+ 2NaCl Осадок растворяется в минеральных и уксусной кислотах. 2). Реакции катиона Са2+ Реакция с карбонатом аммония СаCl2+ 2(NН4)2СО3 =СаСО3↓+ 2NН4Cl Осадок растворяется в минеральных и уксусной кислотах. Реакция с оксалатом аммония СаCl2+(NН4)2С2О4 =СаС2О4↓+2NН4Cl Осадок растворяется в минеральных кислотах. Реакция с гидрофосфатом натрия. СаCl2 + Na2НРО4 = Са НРО4↓+ 2NaCl Осадок растворяется в минеральных и уксусной кислотах. Реакция с ферроцианидом калия: СаCl2 +2NН4Cl +К4 [ Fe(СN)6] =Са(NН4)2[ Fe(СN)6] ↓+4КCl Осадок не растворяется в уксусной кислоте. Реакция с серной кислотой и ее солями СаCl2+ Н2SО4 =СаSО4↓+ 2НCl Реакции катионов 3 группы 1) Реакции катиона Аl3+ Реакция с сульфидом аммония АlCl3 +3(NН4)2S+ 6Н2О =Аl(ОН) 3↓+ 6NН4Cl+ 3Н2S↑ Осадок растворяется в кислотах и щелочах. Реакция со щелочами АlCl3 + 3NаОН = Аl(ОН) 3↓+ 3NаCl Осадок растворяется в кислотах и щелочах. АlCl3 + 3NН4ОН = Аl(ОН) 3↓+ 3 NН4Cl 2) Реакции катиона Cr3+ Реакция с сульфидом аммония CrCl3 +3(NН4)2S+ 6Н2О = Cr (ОН) 3↓+ 6NН4Cl+ 3Н2S↑ Реакция со щелочами CrCl3 + 3NаОН = Cr(ОН) 3↓+ 3NаCl Осадок растворяется в кислотах и щелочах. CrCl3 + 3NН4ОН = Cr(ОН) 3↓+ 3NН4Cl Окисление трехвалентного хрома до шестивалентного (нагреть до кипения, затем добавить 1 каплю Н2О2). а).5Cr2(SО4) 3+6КМnО4+ 11Н2О= 5Н2Cr2О7+6МnSО4+3К2SО4 б) CrCl3 + 3NаОН = Cr(ОН) 3↓+ 3NаCl к осадку добавить избыток NаОН до растворения осадка и образования NаCrО2, затем 5-6 капель Н2О2 и нагреть до изменения цвета. 2NаCrО2+ 2NаОН+ 3Н2О2 =3NаCrО4+ 4Н2О |