Окислительно-восстановительные реакции в анализе

1. Растворение металлов, сплавов, осадков, подготовка различных объектов органического происхождения для анализа. Например,

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

3HgS↓ + 6HCl + 2HNO₃ = 3HgCl₂ + 2NO + 3S↓ + 4H₂O

2. Разделение веществ.

Присутствующие одновременно в растворе катионы Mn²⁺ и Mg²⁺ с помощью ионов ОН^– разделить сложно из-за одинаковой растворимости образующихся осадков Mn(OH)₂ и Mg(OH)₂ в хлориде аммония и HCl, но при воздействии смеси NaOH и H₂O₂ получают осадки MnO₂ и Mg(OH)₂:

Mn²⁺ + H₂O₂ + 2OH^– = MnO₂↓ + 2H₂O

Mg²⁺ + 2OH^– = Mg(OH)₂↓

Гидроксид магния растворим в присутствии хлорида аммония, а диоксид марганца – нет.

3. Обнаружение катионов и анионов, способных вступать в реакции окисления-восстановления, проявляя при этом определенные аналитические сигналы.

Например, нитрат-ионы обнаруживают с дифениламином, который восстанавливает нитраты, окисляясь при этом до дифенилбензидина и затем хиноидного соединения, имеющего синий цвет.

Окислители окисляют иодиды до свободного иода, например, хлорная вода:

2I^– + Cl₂ = I₂ + 2Cl^–

Для обнаружения ионов меди используют реакцию восстановления Cu²⁺ до элементарной меди с помощью металлов (Fe, Zn, Al):

Cu²⁺ + Fe = Cu↓ + Fe²⁺

При действии окислителей катион Mn²⁺ окисляется до аниона MnO₄^–, имеющего в растворах характерную малиновую окраску:

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 6HNO₃ = 2HMnO₄ + 2PbSO₄ + 3Pb(NO₃)₂ + 2H₂O

4. Количественное определение веществ различными методами, например,

а) титриметрия – окислительно-восстановительное титрование, в основе которого лежит взаимодействие определяемых веществ с окислителями и восстановителями:

5Fe²⁺ + MnO₄^– + 8H₂O = 5Fe³⁺ + Mn²⁺ + 4H₂O

I₂ + 2S₂O₃^2– = 2I^– + S₄O₆^2–

б) фотометрия – используется окрашенная окисленная или восстановленная форма одного из компонентов редокс-пары после предварительной окислительно-восстановительной реакции, например, определение марганца после получения окисленной формы перманганат-иона малинового цвета или хрома после окисления до дихромат-иона оранжевого цвета.

в) электрохимические методы с использованием редокс-реакций, протекающих на индикаторных электродах или в межэлектродном пространстве.

Кроме того, окислительно-восстановительные реакции используются при приготовлении и стабилизации легко окисляющихся или восстанавливающихся растворов. Особое место они занимают в анализе органических соединений:

а) качественный элементный анализ, например, хлор в органических соединениях обнаруживают, восстанавливая неионогенный хлор до Cl^–, для чего водный раствор вещества обрабатывают гидроксидом натрия и цинковой пылью. При этом происходит образование хлорид-ионов (R-радикал):

Zn + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + 2H⁺

R–Cl + 2H⁺ = HCl + R–H

Далее обнаруживают хлорид-ионы реакцией с нитратом серебра.

б) Качественный функциональный анализ.

Обнаружение большинства органических соединений осуществляют по содержащимся в них функциональным группам. Так, например, непредельные соединения обычно обнаруживают реакцией бромирования по месту двойных связей. Раствор при этом обесцвечивается:

>С=С< + Br₂ → >С=С<

Br Br

в) Количественное определение органических соединений методами гравиметрии, титриметрии и другими методами.

 

 

1. Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия. В 2-х книгах. – М.: Химия, 1990. – Кн.1.– С. 369-387.

2. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. В 2-х частях. – М.: Высшая школа, 1982. – Ч.1. – С. 85-104.

3. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. В 2-х книгах. – М.: Высшая школа, 2001. – Кн.1. – С. 146-171.

4. Основы аналитической химии. В 2-х книгах/ Под ред. Ю.А.Золотова. – М.: Высш.шк., 2004. – Кн.1. – С. 174-188.

5. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2-х книгах. – М.: Дрофа, 2002. – Кн.1. – С. 207-225.

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: