Химические методы анализа (стр. 2 из 4)

Реакции катионов Fe³⁺

1.Реакция с K₄[Fe(CN₆)] (гексоцианоферрат калия).

4Fe³⁺+3[Fe(CN₆)]⁴^-→Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓

К 2-3 каплям Fe³⁺ приливают 3-4 капли раствора K₄[Fe(CN₆)]. Образуется синий осадок “берлинской лазури”.

2.Реакция с роданидом аммония NH₄CHS.

Fe³⁺+3NH₄CNS→Fe(CNS)₃+3NH₄⁺

К 1-2 каплям Fe³⁺ приливаем 3-4 капли роданида аммония. Образуется раствор кроваво-красного цвета.

Реакции катионов Ni²⁺.

1.Реакции с реактивом Чугаева (диметилглеоксимом)

К 2-3 каплям Ni²⁺приливаем 2-3 капли диметилглеоксима и 1-2 капли разбавленного NH₄OH. Образуется осадок ярко-красного цвета. Определению Ni²⁺ мешают катионы Fe²⁺, которые необходимо предварительно удалить.

2.Реакция со щелочами:

Ni²⁺+2OH^-→Ni(OH)₂↓

К 2-3 каплям Ni²⁺приливаем 2-3 капли щелочи. Образуется осадок зеленного цвета.

Реакции катионов Со²⁺

1.Открытие нитритом калия KNO₂:

Со²⁺+7NО₂^-+3K⁺+2CН₃СООН→K₃[СО(No₂)₆]↓+NО↑+2CH₃СОО^-+H₂O

К 2-3 каплям Со²⁺добавляют 1 шпатель сухой соли KNО₂и 1 каплю CН₃СООН. При этом образуется осадок желтого цвета.

2. Открытие роданидом аммония NH₄CNS:

Со²⁺+4CNS^-→[Со(CNS)₄] ^2-

К 2-3 каплям Со²⁺приливают 5 капель насыщенного раствора NH₄CNS и 1 шпатель сухой соли NH₄CNS.

Образуется раствор ярко-синего цвета.

Реакции катионов Mn²⁺.

1. Открытие висмутатом натрия NaBiO₃:

2Mn²⁺+5NaBiO₃+14H⁺→2MnO₄^-+5Bi³⁺+5Na⁺+7H₂O

В этой реакции к 1-2 каплям Mn²⁺ приливаем 3-4 капли 6N азотной кислоты, 3-4 капли воды и на кончике шпателя сухой соли NaBiO_3. Образуется малиновокрасный раствор над осадком.

2. Открытие двуокисью свинца PBO₂:

2Mn²⁺+5PbO₂+4H⁺→2MnO^-₄+5Pb²⁺+2H₂O

К 1 капли Mn²⁺ добавляют 1 шпатель PbO₂и 5-6 капель концентрированной азотной кислоты.

Образуется фиолетово-красный раствор.

Лабораторная работа №5

Анализ смеси катионов III группы.

1.Открытие катионов Fe²⁺:

К 2-3 каплям контрольной смеси приливают 3-4 капли K₃[Fe(CN)₆]. Синий осадок говорит о присутствии катионов Fe²⁺.

2.Открытие катионов Fe³⁺:

К 2-3 каплям контрольной смеси приливают 3-4 капли K₄[Fe(CN)₆]. Если образуется синий осадок, то в растворе присутствуют катионы Fe³⁺

3.Открытие катионов Ni²⁺:

К 2-3 каплям контрольной смеси приливают 3-4 капли диметилглеоксима и 1-2 капли NH₄OH. Если образуется ярко-красный осадок, значит присутствуют катионы никеля.

Если в контрольном растворе присутствуют катионы Fe²⁺, то они тоже в этих условиях реагируют с диметилглеоксимом и образуют красный осадок.

В этом случае реакцию выполняют на фильтровальной бумаге. В центр фильтра приливают 1 каплю аммонийной буферной смеси, 1 каплю Na₂HPO₄, 1 каплю контрольной смеси. При добавлении каждой капли ждут пока капля рассосётся, а фильтр держат в руке горизонтально. В этих условиях катионы железа образуя осадок с гидрофосфатом натрия остаются в центре фильтра, а катионы никеля рассасываются на периферии фильтра. Приливаем 1 каплю воды, чтобы остатки никеля смыть на периферию фильтра. Пипетку с диметилглеоксимом проводят по внутренней стороне влажного пятна. Если присутствуют катионы никеля, то образуется красное кольцо.

4.Открытие катионов Cо²⁺:

К 2-3 каплям контрольной смеси добавляют 1 шпатель NaNО_2,2-3 капли KCl, и 1-2 капли CН₃СООН. Если образуется жёлтый осадок, значит присутствуют катионы кобальта.

5. Открытие катионов Mn²⁺.

К 2-3 каплям контрольной смеси приливают 3-4 капли 6N HNO₃ 3-4 капли воды. К смеси добавляют 1 шпатель сухой соли NaBiO₃. Если над осадком образуется раствор красного цвета, значит присутствуют катионы марганца.

Лабораторная работа №6

Обшая характеристика анионов

Анионы подразделяются на III аналитические группы. В I группу входят анионы СО₃^2-, HPO₄^2-, SO₄^2-,SO₃^2-,CrO₄^2- и другие Групповой реагент для I группы анионов BaCl_2, который осаждает их в нейтральной и слабощелочной среде, образуя белые осадки.

Во II группу входят анионы Cl^-, Br^-, J^-, S^-, CNS^-, CN^- и другие. Они осаждаются групповым реагентом AgNО₃ из слабокислых растворов.

В III группу входят анионы NO₃^-, NO₂^-, CH₃СОО^-, ClO₃^-, MnO₄^- и другие. Соли бария и серебра III группы анионов растворимы в воде и групповой реагент у них отсутствует.

Реакции анионов I группы.

При действии на анионы I группы раствором BaCl₂ образуются осадки, растворимые в различных кислотах. Этим воспользуемся при обнаружении анионов I группы.

1. СО₃² + BaCl₂ → BaСО₃ ↓ +2Cl^-

К 2-3 каплям СО₃^2- приливают, 2-3 капли BaCl₂ образуется белый осадок растворимый в уксусной кислоте с выделением газов:

↓ BaСО₃+2CN₃СООН → Ba(CН₃СОО)₂ + H₂O + СО₂ ↑

2. HPO₄^2‑+ BaCl₂ → BaHPO₄↓ + 2Cl^-

Осадок гидрофосфата бария растворяется в сильных кислотах без выделения газа:

↓ BaHPO₄ + 2НCl → BaCl₂ + H₃PO₄

3. Сульфат кислоты тоже образуют с BaCl₂ белый осадок, но не растворимый ни в каких кислотах.

SO₄^2- + BaCl₂ → BaSO₄ ↓ + 2Cl^-

К 2-3 каплям SO₄^2- приливают 2-3 капли раствора ВaCl₂. Образуется белый осадок не растворимый в кислотах.

Реакция анионов II группы

II группа анионов (Cl^-, J^-) образуют с AgNO₃ осадки белого и жёлтого цветов.

1. Cl^- + AgNO₃ → AgCl ↓+ NO₃^-

К 2-3 каплям ионов Cl^- приливают 2-3 капли раствора AgNO₃. Образуется белый осадок. Если к осадку прилить 3-4 капли NH₄OH осадок растворяется, образуя аммиачный комплекс:

AgCl ↓ + 2 NH₄OH → [Ag(NH₃)₂] Cl + 2H₂O

2. J^- + AgNO₃ → AgJ↓ + NO₃^-

К 2-3 каплям ионов J^- приливают, 2-3 капли AgNO₃ образуется жёлтый осадок не растворимый в NH₄OH

Чтобы убедиться, что J^- присутствует, используют его реакцию с Pb(NO₃)₂

2J^- + Pb(NO₃)₂ → PbJ₂ ↓ + 2NO₃^-

К 2-3 каплям ионов J^- приливают 2-3 капли Pb(NO₃)₂ образуется осадок ярко жёлтого цвета.

Реакция анионов III группы

Анионы III группы (NO₃^- и CH₃СОО^-) не имеют группового реагента и их можно открывать дробным методом, т.е. открытию одного иона не мешает другой.

Реакция открытия анионов NO₃^-

Реакция с сульфатом железа.

2NO₃^- + 2Fe²⁺ + 8H⁺ → 2Fe³⁺ + 2NO↑ + 4H₂O

К 2-3 каплям NO₃^- добавляют 2 шпателя сухой соли FeSO₄ и 3-4 капли концентрированной серной кислоты. Образуется газ NO который, окисляясь кислородом воздуха из бесцветного переходят в бурый:

2NO + O₂ → NO₂ ↑

Реакция открытия анионов CH₃СОО^-

Реакция открытия ионов CH₃СОО^- хлоридом железа (III)

FeCl₃ + 3CH₃СООNa → Fe (CH₃СОО)₃ + 3NaCl

К 2-3 каплям ацетат ионов приливаем 1-2 капли хлорида железа. Образуется раствор красноватого цвета.

Лабораторная работа №7

Анализ смеси анионов трёх групп

К 2-3 каплям контрольной смеси приливают 2-3 капли BaCl₂. Если образуется белый осадок, то присутствует анионы I группы. К осадку приливают 3-4 капли уксусной кислоты. Если осадок растворяется с образованием газа СО₂, значит присутствуют анионы карбоната. Если осадок не растворяется, то приливают 2-3 капли азотной кислоты. Если осадок растворится, то присутствуют анионы гидрофосфата, если не растворится, присутствуют сульфат ионы.

2. Открытие анионов II группы.

К 2-3- каплям контрольной смеси приливают 2-3- капли AgNO₃. Если образуется осадок, то присутствуют анионы II группы. К осадку приливают 3-4 капли гидроокиси аммония. Если осадок полностью растворяется, то присутствуют анионы хлора. Если осадок не растворяется то его, центрифугируют, раствор переливают в другую пробирку и добавляют 2-3 капли азотной кислоты. Если вновь образуется осадок белого цвета, значит присутствуют ионы хлора.

Для определения ионов йода к 2-3 каплям контрольного раствора приливают 2-3 капли нитрата свинца. Если образуется осадок ярко-жёлтого цвета, то присутствуют ионы йода.

3. Анализ III группы анионов.

Ионы нитрата и ацетата определяют по реакциям указанным выше, т.е. нитрат ион действием FeSO₄ и концентрированной серной кислотой, а ацетат-ион действием хлорида железа.

Лабораторная работа №8

Анализ сухой соли

I. Растворение сухой соли.

Часть сухой соли переносят в пробирку, приливают четверть пробирки воды и тщательно встряхивают. Если соль не растворяется, то вначале его растворяют в уксусной, далее в азотной кислоте.

II. Анализ катионов.

1. Если соль состоит из катионов III группы, образование осадка с сульфидом аммония, то определение проводят согласно анализу смеси III группы катионов.

2. Если не образуется осадок с (NH₄)₂S, то катион или I или II группы. В этом случае проверяют наличие II группы действием карбоната аммония. При образовании белого осадка проводят реакции открытия бария и кальция.

2. Если при действии карбоната аммония не образуется белый осадок, значит присутствуют катионы только I группы и проводят открытие катионов аммония, магния и калия.