ЗАНЯТИЕ № 11
Тема: Характерные реакции анионов II- ой , III- ей аналитических групп и анионов органических кислот. Анализ смеси анионов II –ой и III- ей аналитических групп.
Актуальность темы. Ко II-ой аналитической группе относятся анионы: Cl-, I-, Br -, S2-, а к III-ей аналитической группе - NO3-, NO2-, CH3COO-. Они входят в состав соединений, среди которых много лекарственных средств (кислота хлористово-дородная, натрия хлорид, калия хлорид, натрия бромид, калия бромид, натрия йодид, калия йодид, натрия нитрит, висмута нитрат основной, кальция хлорид, сулема, серебра нитрат, и т.д.), которые применяют в медицинской практике. Анионы органических кислот, такие как ацетаты, оксалаты, тартраты и др., являются составными частями лекарственных средств органической природы. Реакции данных групп анионов используют при установлении подлинности лекарственных препаратов, а также при исследовании их на содержание примесей.
Общая цель. Уметь трактовать химико-аналитические свойства анионов II- ой , III- ей аналитических групп и анионов органических кислот и их реакции идентификации для качественного химического контроля лекарственных средств.
Конкретные цели. Уметь:
1. Трактовать химические свойства катионов II-ой и III-ей аналитических групп.
2. Интерпретировать действие группового реагента на анионы II-ой аналитической группы.
3. Проводить качественные реакции идентификации на хлорид-, йодид-, бромид-, сульфид-, нитрат-, нитрит-, ацетет-ионов в растворах.
4. Проводить качественные реакции идентификации анионов органических кислот (тартрат-, цитрат-, бензоат-, салицилат-ионов).
5. Трактовать ход качественного анализа анионов II-ой и III-ей аналитической группы при совместном присутствии.
6. Интерпретировать свойства анионов II-ой и III-ей аналитических групп и анионов органических кислот в лекарственных средствах.
Содержание обучения.
Перечень теоретических вопросов:
1. Химико-аналитические свойства анионов II-ой аналитической группы.
1.1. Действие группового реагента на анионы II-ой аналитической группы (серебра нитрата).
1.2. Реакции хлорид-ионов.
1.3. Реакции бромид-ионов (действие окислителей).
1.4. Реакции йодид-ионов.
1.4.1. Действие растворов солей свинца.
1.4.2. Действие окислителей.
1.5. Реакции сульфид-ионов.
1.5.1. Действие кислот.
1.5.2. Действие натрия нитропруссида.
1.5.3. Действие растворов солей кадмия.
1.5.4. Действие раствора йода.
2. Химико-аналитические свойства анионов III-ей аналитической группы.
2.1. Реакции нитрат-ионов.
2.1.1. Действие солей железа (II).
2.1.2. Действие раствора дифениламина.
2.2. Реакции нитрит-ионов.
2.2.1. Действие кислоты .
2.2.2. Действие раствора калия йодида.
2.2.3. Действие раствора антипирина.
2.2.4. Действие раствора калия перманганата.
2.2.5. Действие аммония хлорида.
2.3. Реакции ацетат-ионов.
2.3.1. Действие кислот.
2.3.2. Реакция этерификации.
2.3.3. Действие раствора железа (III) хлорида.
3. Реакции анионов органических кислот.
3.1. Реакции тартрат-ионов.
3.1.1. Действие раствора калия хлорида.
3.1.2. Действие резорцина.
3.2. Реакции цитрат-ионов.
3.2.1. Действие кальция хлорида.
3.2.2. Действие уксусного ангидрида.
3.3. Реакции бензоат- и салицилат-ионов (действие раствора железа (III) хлорида).
4. Систематический ход анализа анионов II-ой и III-ей аналитических групп при совместном присутствии.
5. Свойства и использование анионов II-ой и III-ей аналитических групп в лекарственных средствах.
Найти материал для освоения этих вопросов можно в одном из следующих источников.
Основные источники информации.
1) Аналитическая химия: Учебное пособие для студентов фармацевтических вузов и факультетов III – IV уровней аккредитации. Под общей ред. В.В. Болотова. - Харьков, изд-во НФАУ «Золотые страницы», 2001 – C. 146 – 153.
2) Аналiтична хiмiя: Навчальний посiбник для студентiв фармацевтичних вузiв та факультетiв III – IV рiвня акредитацii. Пiд загальною ред. В.В. Болотова. –Харків, вид-во НФАУ Оригiнал, 2004 – C. 143 – 153.
3) Лекции по аналитической химии.
4) Граф логической структуры (Приложение 1).
Дополнительные источники информации.
1) Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. Под редакцией П.К. Агасаняна. Москва – «Химия», 1973 – С. 504 – 549
После изучения темы для самопроверки усвоения материала ответьте на следующие вопросы, заполнив таблицу с эталонами ответов.
ЦЕЛЕВЫЕ ОБУЧАЮЩИЕ ЗАДАНИЯ.
| 1) В химико-аналитической лаборатории исследовали растворы со смесями анионов. В каком из указанных растворов находятся анионы II-ой аналитической группы? A. Cl-, I-, F-, S2-. B. Cl-, I-, Br -, S2-. C. F-, SO42-, I-, NO3-. D. NO2-, Cl-, PO43-, Br-. E. Br -, SO32-, CO32-, F-. | 4) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали смесь анионов, чтобы обнаружить бромид-ионы к раствору добавили KMnO4 . В какой цвет окрашивается хлороформный слой, если присутствуют бромиды? A. Красный. B. Оранжевый. C. Зеленый. D. Желтый E. Фиолетовый. |
| 2) Для упрощения анализа анионы делят на три аналитические группы. Какие анионы относятся только к Ш-ей аналитической группе? A. NO3-, NO2-, CH3COO-. B. SO42-, I-, CH3COO-. C. Cl-, Br -, S2-. D. CO32-, PO43-, F-. E. NO2-, SO42-, CH3COO-. | 5) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью анионов. При добавлении раствора антипирина образовался изумрудно-зеленый осадок. О присутствии каких анионов свидетельствует данный аналитический эффект? A. Нитратов. B. Нитритов. C. Ацетатов. D. Тартратов. E. Цитратов |
| 3) В ходе систематического анализа смеси анионов используют групповые реагенты. Какое соединение является групповым реагентом для III-ей аналитической группы? A. Раствор BaCl2. B. Раствор BaSO4. C. Раствор AgCl. D. Раствор AgNO3. E. Нет группового реагента. | 6) Раствор серебра нитрата является групповым реагентом на анионы II-ой аналитической группы. С какими анионами данный реактив дает черный осадок? A. Сульфидами. B. Бромидами. C. Йодидами. D. Хлоридами. E. Фторидами. |
| 7) Действие дифениламина на нитраты является фармакопейной реакцией, аналитическим эффектом при этом является образование ярко окрашенного соединения. Какого цвета соединение образуется? A. желтого. B. белого. C. красного. D. черного. E. синего. | 9) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью органических анионов. При добавлении раствора железа (III) хлорида образовалось соединение красного цвета. О присутствии каких анионов свидетельствует данный аналитический эффект? A.Бензоатов. B. Формиатов. C. Ацетатов. D. Тартратов. E. Цитратов. |
| 8) Химик, исследуя смесь анионов, добавил к раствору соль свинца, при этом образовался желтый осадок. О наличии каких анионов свидетельствует данная реакция? A. Cl-. B. SO42-. C. I-. D. NO3-. E. Br – | 10) Химик-аналитик исследовал раствор со смесью анионов. С помощью какого реагента можно определить салицилат-ионы, если другие органические анионы отсутствуют? A. Калия перманганата. B. Дифениламина. C. Калия хлорида. D. Железа (III) хлорида. E. Антипирина. |
Эталоны ответов к целевым обучающим заданиям.
| № ВОПРОСА | ОТВЕТ | № ВОПРОСА | ОТВЕТ |
| 1 | B | 6 | А |
| 2 | 7 | ||
| 3 | 8 | ||
| 4 | В | 9 | |
| 5 | 10 | D |
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА.
Проведите реакции и заполните следующую таблицу, используя эталон выполнения задания:
| Методика выполнения эксперимента | Уравнения реакций | Наблюдения и выводы |
| 1.1. Действие группового реагента. | ||
| 1.1. Действие серебра нитрата. К 2-3 каплям растворов солей, содержащих анионы II аналитической группы, прибавляют по 2-3 капли раствора серебра нитрата, подкисленного 2М раствором HNO3. Испытывают отношение образовавшихся осадков к 12 %-ному раствору аммония карбоната и 2М раствору аммиака. | ||
| 1.3. Реакции бромид-ионов. | ||
| 1.3. Действие окислителей. К 2-3 каплям раствора натрия бромида прибавляют 2-3 капли 1М раствора серной кислоты, 5 капель хлороформа и приливают по каплям при постоянном встряхивании свежеприготовленную хлорную воду. | ||
| 1.4. Реакции йодид-ионов. | ||
| 1.4.1. Действие растворов солей свинца. К 2-3 каплям раствора калия йодида прибавляют 2-3 капли раствора соли свинца. Испытывают отношение осадка к нагреванию и последующему охлаждению. | ||
| 1.4.2. Действие окислителей. А) К 2-3 каплям раствора калия йодида прибавляют 2-3 капли 1М раствора серной кислоты, 5 капель хлороформа и приливают по каплям при постоянном встряхивании свежеприготовленную хлорную воду. | ||
| 1.5. Реакции сульфид-ионов. | ||
| 1.5.1. Действие кислот. К 2-3 каплям раствора натрия сульфида прибавляют 2 капли 2М раствора HCl. Сероводород обнаруживают по почернению бумаги, пропитанной раствором соли Pb. | ||
| 1.5.2. Действие натрия нитропруссида. К 2-3 каплям раствора натрия сульфида прибавляют 2 капли натрия гидроксида и 1-2 капли раствора Na2[Fe(CN)5NO] | ||
| 1.5.3. Действие растворов солей кадмия. К 2-3 каплям раствора натрия сульфида прибавляют 2 капли соли кадмия. | ||
| 1.5.4. Действие раствора йода. К 2-3 каплям раствора йода прибавляют 5-6 капель раствора аммония сульфида. | ||
| 2.1. Реакции нитрат-ионов. | ||
| 2.1.1. Действие раствора железа (II) сульфата. К 3-5 каплям натрия нитрата прибавляют 3-4 кристаллика FeSO4, перемешивают и осторожно по стенке пробирки прибавляют 2-3 капли концентрированной серной кислоты. | ||
| 2.1.2. Действие раствора дифениламина. К 2-3 каплям натрия нитрата прибавляют 2-3 капли раствора дифениламина. | ||
| 2.2. Реакции нитрит-ионов. | ||
| 2.2.1. Действие кислоты. К 5-6 каплям раствора натрия нитрита прибавляют 3-4 капли 1М раствора H2SO4. | ||
| 2.2.2. Действие раствора калия йодида. К 2-3 каплям раствора натрия нитрита прибавляют 1-2 капли 1М раствора H2SO4, и 5 капель хлороформа, 2-3 капли раствора калия йодида и энергично встряхивают. | ||
| 2.2.3. Действие раствора антипирина. В фарфоровой чашке растворяют несколько кристаллов антипирина в 2 каплях разведенной HCl и прибавляют 2 капли р-ра натрия нитрита. | ||
| 2.2.4. Действие раствора калия перманганата. К 2-3 каплям разбавленного раствора калия перманганата, подкисленного 2-3 каплями 1М раствора серной кислоты, прибавляют при встряхивании 2-5 капель раствора натрия нитрита. | ||
| 2.2.5. Действие аммония хлорида. К 3-5 каплям натрия нитрита прибавляют несколько кристаллов аммония хлорида и нагревают на водяной бане. | ||
| 2.2.6. Действие раствора железа (II) сульфата. К 3-5 каплям раствора натрия нитрита прибавляют 3-4 кристалла железа (II) сульфата, перемешивают и прибавляют 3-5 капель 1М раствора H2SO4. | ||
| 2.3. Реакции ацетат-ионов. | ||
| 2.3.1. Действие кислот. К 5-6 каплям натрия ацетата прибавляют 2-3 капли 1М раствора H2SO4 и осторожно нагревают. | ||
| 2.3.2. Реакция образования этилацетата. В пробирке смешивают несколько кристаллов натрия ацетата с 3-4 каплями концентрированной серной кислоты и 5-8 каплями этилового спирта. Смесь нагревают в течение 1-2 минут на водяной бане и выливают в стакан с холодной водой | ||
| 2.3.3. Действие раствора железа (III) хлорида. К 2-3 каплям натрия ацетата прибавляют 2-3 капли FeCl3. | ||
| 3.1. Реакции тартрат-ионов. | ||
| 3.1.1. Действие раствора калия хлорида. К 3-4 каплям раствора натрия гидротартрата прибавляют 10 капель этилового спирта, 3-4 капли раствора калия хлорида. Испытывают отношение осадка к действию минеральных кислот и щелочей. | ||
| 3.1.2. Действие резорцина. К 4-5 каплям раствора натрия гидротартрата прибавляют 20 капель концентрированной серной кислоты, кристаллический резорцин и нагревают на водяной бане. | ||
| 3.2. Реакции цитрат-ионов. | ||
| 3.2.1. Действие кальция хлорида. К 2-3 каплям раствора натрия цитрата прибавляют 2-3 капли раствора кальция хлорида и кипятят на водяной бане. Исследуют отношение осадка к 2М раствору HCl. | ||
| 3.2.2. Действие уксусного ангидрида. К 2-3 каплям раствора натрия цитрата прибавляют 4-5 капель уксусного ангидрида и нагревают на водяной бане. | ||
| 3.3. Реакции бензоат-ионов. | ||
| 3.3.1. Действие раствора железа (III) хлорида. К 10-15 каплям раствора натрия бензоата прибавляют 1-2 капли раствора железа (Ш) хлорида. | ||
| 3.4. Реакции салицилат-ионов. | ||
| 3.4.1. Действие раствора железа (III) хлорида. К 5-6 каплям раствора натрия салицилата прибавляют 2-3 капли раствора железа (Ш) хлорида. Испытывают отношение полученного раствора к растворам уксусной и хлороводородной кислот. | ||
Эталон выполнения задания экспериментальной работы