Первая аналитическая группа катионов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

 

Оренбургский государственный университет

 

 

Е.В. САЛЬНИКОВА, А.В. СТРЯПКОВ

 

КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ

КАТИОНОВ

 

 

Рекомендовано Учёным советом Оренбургского государственного университета в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальности “Химия”

 

Оренбург 2001

 

 

ББК 24.4я7

С 16

УДК 543.061(075.8)

 

 

Рецензент

кандидат технических наук, доцент Т.Ф. Тарасова

 

Сальникова Е.В., Стряпков А.В.

С16 Качественный анализ катионов: Учебное пособие.

– Оренбург: ОГУ, 2001.- 51 с.

 

 

ISBN…..

 

 

В пособии даны практические рекомендации по методам химической идентификации веществ на основе кислотно-щелочной системы анализа. Приведены характерные частные реакции катионов, схемы обнаружения элементов в сложных растворах и смесях. Пособие соответствует требованиям программы подготовки студентов по специальностям 011000 – химия.

С ----------------

ББК 24.4я7

ISBN

© Сальникова Е.В., 2001

Стряпков А.В.

© ОГУ, 2001

Содержание

Введение......................................................... 4

1 Первая аналитическая группа катионов.............................. 5

1.1 Частные реакции на катион Na⁺................................... 5

1.2 Частные реакции на катион K⁺....................................7

1.3 Частные реакции на катион NH₄⁺.................................. 8

1.4 Контрольная задача. Анализ смеси катионов первой группы...........10

2 Вторая аналитическая группа катионов.............................. 12

2.1 Частные реакции на катион Ag⁺...................................13

2.2 Частные реакции на катион Hg₂²⁺...................................14

2.3 Частные реакции на катион Pb²⁺................................... 14

2.4 Контрольная задача. Анализ смеси катионов второй группы............16

3 Третья аналитическая группа катионов...............................17

3.1 Частные реакции на катион Ba²⁺................................... 18

3.2 Частные реакции на катион Sr²⁺................................... 19

3.3 Частные реакции на катион Ca²⁺................................... 19

3.4 Контрольная задача. Анализ смеси катионов третьей группы.......... 20

3.5 Контрольная задача. Анализ смеси катионов I, II, III групп............ 21

4 Четвёртая аналитическая группа катионов............................24

4.1 Частные реакции на катион Al³⁺................................... 24

4.2 Частные реакции на катион Cr³⁺................................... 26

4.3 Частные реакции на катион Zn²⁺...................................29

4.4 Частные реакции на катион Sn²⁺...................................30

4.5 Частные реакции на катион Sn⁴⁺...................................31

4.6 Частные реакции на катионы As³⁺ и As⁵⁺............................32

4.6 Контрольная задача. Анализ смеси катионов IV группы.............. 33

5 Пятая аналитическая группа катионов............................... 33

5.1 Частные реакции на катион Fe²⁺................................... 34

5.2 Частные реакции на катион Fe³⁺................................... 35

5.3 Частные реакции на катион Mn²⁺ ...................................36

5.4 Частные реакции на катион Bi³⁺....................................37

5.5 Частные реакции на катион Mg²⁺...................................38

5.6 Частные реакции на катион Sb³⁺................................... 39

5.7 Частные реакции на катион Sb⁵⁺................................... 39

5.8 Контрольная задача. Анализ смеси катионов V группы................ 40

6 Шестая аналитическая группа катионов.............................. 41

6.1 Частные реакции на катион Сu²⁺................................... 41

6.2 Частные реакции на катион Hg²⁺.................................. 42

6.3 Частные реакции на катион Cd²⁺ ................................... 43

6.4 Частные реакции на катион Co²⁺....................................44

6.5 Частные реакции на катион Ni²⁺....................................46

6.6 Контрольная задача. Анализ смеси катионов VI группы............... 47

6.7 Контрольная задача. Анализ смеси катионов IV, V, VI групп........... 47

7 Контрольная задача. Анализ смеси катионов I-VI групп.................49

8 Анализ неизвестного твёрдого вещества..............................54

Список использованных источников...................................51

 

 

Введение

Качественный анализ является начальным этапом изучения аналитической химии, его практическое значение важно и весьма разнообразно.

Предмет качественного анализа – развитие теоретических основ, усовершенствование существующих и разработка новых, более совершенных методов определения элементного состава веществ. Задача качественного анализа – обнаружение отдельных элементов или ионов, входящих в состав исследуемого соединения. Изучение неизвестного вещества всегда начинается с качественного анализа, так как от него зависит выбор метода количественного определения компонентов. Знание основных аналитических свойств элементов способствует развитию естественных наук – геохимии, геологии, минералогии, физики, металлургии, химической технологии, агрохимии, биологии, экологии, медицины и др.

Качественный анализ имеет большое методологическое и философское значение, поскольку изучение химических свойств и явлений в их взаимосвязи развивают наблюдательность, логическое мышление, способствуют развитию научного подхода к изучению природы.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности “Химия”, а также специальностям, требующим углубленного изучения аналитической химии. Оно составлено в соответствии с программой по аналитической химии на основе кислотно-щелочной системы анализа катионов.

Кислотно-щелочная система анализа имеет ряд преимуществ перед сульфидной. Во-первых, в ней более широко и разносторонне используются кислотно-основные свойства катионов, их амфотерность и способность к комплексообразованию, что даёт возможность полнее увязывать теоретические основы анализа с курсом общей и неорганической химии. Во-вторых, анализ катионов как по отдельным группам, так и на смесь катионов всех аналитических групп занимает значительно меньше времени, что также имеет большое значение при сравнительно небольшом количестве часов, отводимых на изучение этого раздела аналитической химии. В-третьих, в практикуме по качественному анализу почти полностью исключается применение сероводорода, работа с которым требует специально оборудованного помещения.

С целью экономии времени и реактивов практические работы по качественному анализу рассчитаны на использование полумикрохимического метода, в котором оперируют с пробами вещества массой 0,05-0,5 г и объемами растворов 1-10 мл.

Первая аналитическая группа катионов

К первой аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего группового реактива (NH₄⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺). Все они, кроме иона NH₄⁺, входят в первую группу периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева и обладают ярко выраженными металлическими свойствами. Их ионы имеют законченные восьмиэлектронные оболочки. Большинство солей калия, натрия и аммония и их гидроксиды хорошо растворимы в воде. Гидроксиды калия и натрия – сильные щелочи, которые в водных растворах полностью ионизированы. Соли калия и натрия, образованные слабыми кислотами, подвергаются гидролизу, и растворы их имеют рН > 7. Соли же их, образованные сильными кислотами, не подвергаются гидролизу, и растворы их имеют нейтральную реакцию.

Раствор аммиака в воде (гидроксид аммония ) – слабое основание. Соли, образованные им и сильными кислотами, подвергаются гидролизу, и растворы их имеют рН < 7. В отличие от солей калия и натрия, соли аммония разлагаются при нагревании, а поэтому могут быть удалены прокаливанием. Это свойство солей аммония используется для удаления катионов NH₄⁺.

По некоторым аналитическим свойствам (большинство солей хорошо растворимы в воде) к этой группе близок магний, поэтому иногда ион Mg²⁺ включают в первую группу катионов.

 

1.1 Частные реакции на катион Na

Дигидроантимонат калия

Возьмите 5-6 капель раствора соли натрия, прибавьте такой же объем раствора дигидроантимоната калия и потрите стенки пробирки внутри стеклянной палочкой. Выпадает белый кристаллический осадок дигидроантимоната натрия:

 

 

Условия проведения реакции:

1. Анализируемый раствор должен быть достаточно концентрированным (разбавленный раствор нужно предварительно упарить).

2. Реакцию следует проводить без нагревания (лучше на холоду).

3. Среда раствора должна быть нейтральной. Кислоты разлагают дигидроантимонат калия с образованием белого аморфного осадка метасурьмяной кислоты :

 

 

Щелочи ( или ) растворяют осадок , так как образуется средняя соль или .

4. Необходимо применять механическое воздействие, вызывающее ускорение кристаллизации осадка (трение палочкой о стенки пробирки).

5. Многие катионы мешают анализу, поэтому обнаружение натрия в смеси проводят после отделения катионов других групп.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: