Литература: Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солодкин И.С. Аналитическая химия.-М.:Просвещение, 1979. С.11-27.
Анализ раствора, содержащий смесь катионов и анионов, проводится дробным или систематическим методом.
Дробный метод заключается в том, что части исследуемого раствора (3-4 капли) переносят в отдельные пробирки, в каждой из которых проводят аналитические реакции на определенные катионы или анионы. Систематический ход анализа используют в тех случаях, когда открытие ионов дробным методом невозможно. Систематический ход анализа представляет собой определенную последовательность проведения реакций, при которой катионы отделяются не по одному, а целыми группами. Применение групповых реагентов (табл.1 и табл.2) и осаждение элементов целыми группами позволяет разбить сложную задачу анализа смеси катионов и анионов на ряд более простых задач. Кроме того, если какая-нибудь группа катионов отсутствует, то групповой реагент укажет это.
Описание опыта
Исследуемый раствор может содержать 2-3 катиона и 2-3 аниона.
Порядок выполнения
1. Описать внешний вид и цвет анализируемого раствора. Принять во внимание, что ионы Cr3+ окрашивают раствор в сине-фиолетовый, Fe2+ - желто-зеленый, Fe3+ - желтый, Cu2+ - голубой, Co2+ - розовый, Ni2+ -зеленый цвет. Сделать вывод о возможности, либо невозможности присутствия указанных ионов в растворе.
2. Определить pH раствора с помощью универсального индикатора. Сделать вывод о возможности присутствия ионов NH4+, CO32- и других в зависимости от pH. Учесть, что щелочная реакция раствора обусловлена присутствием в растворе солей сильных оснований и слабых кислот (Na2CO3, K2S и т.п.), кислая реакция раствора - присутствием солей сильных кислот и слабых оснований (NH4Cl, AlCl3 и т.п.), нейтральная реакция раствора - содержанием солей сильных кислот и сильных оснований (NaCl, K2SO4 и т.п.) или солей слабых кислот и слабых оснований (NH4CH3COO и т.п.).
3. Определить в растворе присутствие ионов NH4+.
4. Действием групповых реагентов определить присутствие в растворе катионов II-VI групп.
5. Открыть в отдельных пробирках дробным методом катионы II-VI групп.
6. Действием групповых реагентов определить присутствие в растворе анионов.
Задание
1. Оформить отчет о проделанной работе.
2. Результаты анализа раствора занести в таблицу:
| Обнаружены | Ионно-молекулярные реакции | Признаки | |
| катионы | анионы | ||
3. На основе найденных катионов и анионов, указать, какие соли были в исследуемом растворе.
4. Оформите отчет о лабораторной работе №11.
П Р И Л О Ж Е Н И Я
Приложение 1
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы
| Элемент | Электродный процесс | Ео, B |
| 1 | 2 | 3 |
| Ag | Ag+ + ē = Ag | 0,8 |
| Bi | Bi3+ +3 ē = Bi | 0,21 |
| Br | Br2 + 2 ē = 2Br- | 1,07 |
| Cl | Cl2 + 2 ē = 2Cl- | 1,36 |
| Co | Co2+ + 2 ē = Co | -0,28 |
| Co3+ + ē = Co2+ | 1,81 | |
| Cr | Cr3+ + 3 ē = Cr | -0,74 |
| CrO42- +4H2O +3 ē = Cr(OH)3 + 5OH- | -0,13 | |
| Cr2O72- + 14H+ + 6 ē = 2Cr3+ + 7H2O | 1,33 | |
| Cu | Cu2+ + ē = Cu+ | 0,15 |
| Cu2+ + 2 ē = Cu | 0,34 | |
| Cu+ + ē = Cu | 0,52 | |
| F | F2 + 2 ē = 2F- | 2,87 |
| Fe | Fe2+ + 2 ē = Fe | -0,44 |
| Fe3+ + 3 ē = Fe | -0,04 | |
| Fe3+ + ē = Fe2+ | 0,77 | |
| H | H2 + 2 ē = 2H- | -2,25 |
| 2H+ + 2 ē = H2 | 0,00 | |
| I | I2 + 2 ē = 2I- | 0,54 |
| 2IO3- +12H+ + 10 ē = I2 + 6H2O | 1,19 | |
| Li | Li+ + ē = Li | -3,04 |
| Mg | Mg2+ + 2 ē = Mg | -2,36 |
| Mn | MnO4- + ē = MnO42- | 0,56 |
| MnO4- + 2H2O + 3 ē = MnO2 + 4OH- | 0,60 | |
| MnO2 + 4H+ + 2 ē = Mn2+ + 2H2O | 1,23 | |
| MnO4- + 8H+ +5 ē = Mn2++ 4H2O | 1,51 | |
| N | NO3- + 4H+ + 3 ē = NO + H2O | 0,96 |
| NO3- + 3H+ + 2 ē = HNO2 + H2O | 0,94 | |
| NO3- + H2O + 2 ē = NO2- + 2OH- | 0,01 | |
| NO3- + 2H+ + ē e = NO2 + H2O | 0,80 | |
| Ni | Ni2+ + 2 ē = Ni | -0,23 |
| 1 | 2 | 3 |
| Ni(OH)3 + ē = Ni(OH)2 + OH- | 0,49 | |
| O | O2 + 2H2O + 4 ē = 4OH- | 0,40 |
| O2 + 2H+ + 2 ē = H2O2 | 0,68 | |
| O2 + 4H+ + 4 ē = 2H2O | 1,23 | |
| H2O2 + 2H+ + 2 ē = 2H2O | 1,78 | |
| Pb | Pb2+ + 2 ē = Pb | -0,13 |
| Pb4+ + 2 ē = Pb2+ | 1,69 | |
| S | S + 2H+ + 2 ē = H2S | 0,17 |
| S2O82- + 2 ē = 2SO42- | 2,01 | |
| SO42- + 10H+ + 8 ē = H2S + 4H2O | 0,3 | |
| H2SO3 + 4H+ + 4 ē = S + 3H2O | 0,45 | |
| SO42- + 4H+ + 2 ē = H2SO3 + H2O | 0,17 | |
| SO42- + 8H+ + 6 ē = S + 4H2O | 0,36 | |
| SO42- + H2O + 2 ē = SO32- + 2OH- | -0,93 | |
| Sn | Sn2+ + 2 ē = Sn | -0,14 |
| Sn4+ + 2 ē = Sn2+ | 0,15 | |
| Zn | Zn2+ + 2 ē = Zn | -0,76 |
Приложение 2
некоторых малорастворимых соединений при 25оС
| Электролит | Ks | Электролит | Ks |
| AgBr | 5,3 10-13 | СdS | 7,8 10-27 |
| AgCl | 1,8 10-10 | CuS | 6,3 10-36 |
| AgI | 8,3 10-17 | Fe(OH)2 | 8,0 10-16 |
| Ag2CrO4 | 1,1 10-12 | Fe(OH)3 | 6,3 10-38 |
| Al(OH)3 | 1,9 10-33 | Mg(OH)2 | 7,1 10-12 |
| BaCO3 | 5,1 10-9 | MnS | 2,5 10-10 |
| BaC2O4 | 1,1 10-7 | PbCl2 | 1,6 10-5 |
| BaSO4 | 1,1 10-10 | PbSO4 | 2,3 10-7 |
| CaCO3 | 4,8 10-9 | SrCO3 | 1,1 10-10 |
| CaC2O4 | 2,3 10-9 | SrSO4 | 2,3 10-7 |
| CaSO4 | 6,1 10-5 | ZnS | 1,6 10-24 |
Приложение 3
| Электролит | К | рК=-lgК |
| Азотистая кислота HNO2 | 4· 10-4 | 3,40 |
| Аммония гидроксид NH4OH | 1,8· 10-5 | 4,75 |
| Борная кислота H3BO3 | 5,8· 10-10 | 9,24 |
| Бромноватистая кислота HBrO | 2,1· 10-9 | 8,68 |
| Водорода пероксид H2O2 | 2,6· 10-12 | 11,58 |
| Кремниевая кислота H2SiO3 K1 | 2,2· 10-10 | 9,66 |
| K2 | 1,6· 10-12 | 11,80 |
| Муравьиная кислота HCOOH | 1,8· 10-4 | 3,74 |
| Селенистая кислота H2SeO3 K1 | 3,5· 10-3 | 2,46 |
| K2 | 5· 10-8 | 7,3 |
| Селеноводород H2Se K1 | 1,7· 10-4 | 3,77 |
| K2 | 1· 10-11 | 11,0 |
| Серная кислота H2SO4 K2 | 1,2· 10-2 | 1,92 |
| Сернистая кислота H2SO3 K1 | 1,6· 10-2 | 1,80 |
| K2 | 6,3· 10-8 | 7,21 |
| Сероводород H2S K1 | 6· 10-8 | 7,22 |
| K2 | 1· 10-14 | 14 |
| Теллуристая кислота H2TeO3 K1 | 3· 10-3 | 2,5 |
| K2 | 2· 10-8 | 7,7 |
| Угольная кислота H2CO3 K1 | 4,5· 10-7 | 6,35 |
| K2 | 4,7· 10-11 | 10,33 |
| Уксусная кислота CH3COOH | 1,8· 10-5 | 4,75 |
| Хлорноватистая кислота HclO | 5,0· 10-8 | 7,30 |
| Фосфорная кислота H3PO4 K1 | 7,5· 10-3 | 2,12 |
| K2 | 6,3· 10-8 | 7,20 |
| K3 | 1,3· 10-12 | 11,89 |
| Фтороводород HF | 6,6· 10-4 | 3,18 |
| Циановодород HCN | 7,9· 10-10 | 9,10 |
| Щавелевая кислота H2C2O4 K1 | 5,4· 10-2 | 1,27 |
| K2 | 5,4· 10-5 | 4,27 |
Приложение 4