Химический анализ катионов (стр. 3 из 10)
Осадок промойте 2–3 раза 0,1М НС1, а затем обработайте несколькими каплями кипящей воды. Промывную жидкость исследуйте на присутствие РЬ2+ реакцией с иодидом калия или с К2СгО7. Если ионы РЬ2+ обнаружили, то осадок обработайте кипящей водой до полного удаления РЬС12 (до прекращения образования желтого осадка при действии иодидом калия или с К2СгО7 на промывные воды). Осадок на фильтре после удаления РЬС12 обработайте концентрированным раствором аммиака. Для разрушения комплекса к фильтрату но каплям прибавляйте концентрированную азотную кислоту до кислой реакции. Выпадение белого осадка или образование мути свидетельствует о присутствии в анализируемом растворе ионов Аg+.
Результаты проведенных опытов занесите в таблицу
| Что делали | Что наблюдали | Вывод (уравнения реакций) |
Практическая работа №5.
«Вычисление произведения растворимости»
Цель работы: научиться вычислять произведения растворимости.
Оборудование: разработка п\р.
Перед выполнением работы необходимо усвоить материал:
Произведение растворимости. Условия образования осадков.
Ход работы
Произведение растворимости – это произведение активностей ионов малорастворимого электролита в его насыщенном растворе. При данной температуре эта величина постоянная.
Произведение растворимости малорастворимых веществ при 25 °
| Соединение | ПР |
| BaCrO4 | 2,0•10-10 |
| CaCO3 | 4,8•10-9 |
| CaCrO4 | 7,0•10-9 |
| CaC2O4 | 2,6•10-9 |
| CaSO4 | 9,1•10–6 |
| Ca3(PO4)2 | 2,0•10-29 |
| Mg(OH)2 | 5,0•10-12 |
| PbI2 | 1,1•10-9 |
| PbCl2 | 1,7•10-5 |
| PbCrO4 | 1,8•10-14 |
| PbSO4 | 2,2•10-8 |
| Pb3 (PO4)2 | 7,9•10- |
| SrSO4 | 3,2•10- |
Пример: Произведение растворимости иодида свинца при 20 °С равно 8•10-9. Вычислите растворимость соли (моль/дм3 и г/дм3) при указанной температуре.
Решение Обозначим искомую растворимость через х (моль/дм3). Тогда в насыщенном растворе PbI2 содержится х моль/дм3 ионов Pb2+ и 2х моль/дм3 ионов I- Откуда:
ПР(PbI2) = [Pb2+] [I-]2 = х(2х)2 = 4х3,
х= 3ПР(PbI2)/4 = 3 810-9 /4 = 1,3• 10-3 моль/дм3.
Поскольку мольная масса РbI 2 равна 461 г./моль, то растворимость PbI 2, выраженная в г/дм3, составит 1,3•10-3•461 = 0,6 г/дм3.
Пример: Вычислите растворимость Pb3(PO4)2 и выразите ее в моль/дм 3 и г/дм 3, если ПР [Pb3 (PO4)2] = 1,50•10-32.
Решение Pb3(PO4)2о 3Pb2+ + 2PO 34-.
ПР[Pb3 (PO4)2] = [Pb2+]3 [PO34-]2. Растворимость малорастворимого вещества состава Аа Вb равна: ПР(АаВв)/аавв
тогда растворимость Pb3(PO4)2 составит:
ПР [Pb3(PO4)2]/33. 22 =51,50.10–32/108=51,3810-34= =1,68•10-7 моль/дм Чтобы выразить растворимость в г/дм3 следует полученную величину (моль/дм3) умножить на мольную массу Pb3(PO4)2, т.е. на 811 г./моль. Тогда растворимость Pb3(PO4)2 составит: 1,68•10-7•811=
Пример: Может ли образоваться осадок Mg(OH)2, если смешать равные объемы 0,5 М раствора MgCl2 и 0,1 М раствора NaOH?
Решение При сливании двух равных объемов суммарный объем раствора увеличится вдвое, а концентрация уменьшится вдвое, то есть концентрация раствора MgCl2 будет равной 0,5/2 = 0,25 моль/дм 3, а концентрация NaOH – равной 0,1/2 = 0,05 моль/дм 3.
Находим произведение концентраций ионов [Mg2+] [OH-]2 = 0,25•0,052 = = 6,25•10-4. Сопоставляя полученную величину 6,25•10-4 с табличным значением ПР = 5,00•10-12, находим, что рассчитанное произведение концентраций ионов превышает ПР [Mg(OH)2], т.е. раствор пересыщен и осадок должен образоваться.
Пример: Вычислите растворимость PbSO4 и выразите ее в моль/дм3 и г/дм3, если
РешениеPbSO4 = Pb2+ + SO 24-
ПР(PbSO4) = [Pb2+] [SO24-] = 2,2•10-8.
Растворимость PbSO4 = [Pb2+] = [SO2-] = ПР (PbSO4) = 1,48•10 -4 моль/дм 3.
M(PbSO4) = 303 г./моль. Растворимость PbSO4 составит:
1,48•10-4•303 = 4,48•10-2 г/дм3.
Пример: Растворимость гидроксида магния Mg(OH)2 при 18 °С равна 1,7•10-4 моль/дм3. Найдите произведение растворимости Мg(OH)2 при этой температуре.
Решение При растворении каждого моля Mg(OH)2 в раствор переходит 1 моль ионов Mg2+ и вдвое больше ионов OH- Следовательно, в насыщенном растворе Mg(OH)2:
[Mg2+] = 1,7•10-4 моль/дм3; [OH-] = 3,4•10-4 моль/дм3.
ПР(Mg(OH)2) = [Mg2+] [OH-]2 = 1,7•10-4 (3,4•10-4)2 = 1,96•10-11
Тема 1.3 Третья аналитическая группа катионовЛабораторная работа №6.
«Проведение частных реакций катионов 3 аналитической группы
(Са2+, Ва2+,Sг2+)».
Цель работы: выявить катионы кальция, бария и стронция.
Оборудование: растворы солей кальция, бария, стронция (хлориды), серная кислота,
К 4[Fе (СN)6], К2СгО4, концентрированный раствор аммиака, раствор хлорида аммония, раствор сульфата кальция, К2Сг207, СН3СООNa, микроскоп, часовое стекло, пробирки, водяная баня, спиртовка, держатель, проволока, пробирки.
При подготовке к лабораторной работе необходимо усвоить материал:
Общая характеристика третьей аналитической группы катионов. Значение катионов третьей аналитической группы в осуществлении химико-технологического контроля.
Сущность окисления-восстановления. Амфотерность. Групповой реактив и условия его применения Частные реакции катионов третьей аналитической группы. Реакции катионов железа (III) (действие группового реактива – сульфида аммония, щелочей, гексацианоферрата (II) калия, роданида аммония); марганца (действие группового реактива – сульфида аммония, щелочей, реакция окисления марганца висмутатом натрия), хрома (действие группового реактива – сульфида аммония, щелочей, реакция окисления хрома перекисью водорода), цинка (действие группового реактива – сульфида аммония, щелочей, сероводорода), алюминия (действие группового реактива – сульфида аммония, щелочей, гидроксида аммония, хлорида аммония).
Ход работы
Опыт №1. Реакции иона кальция.
Реакция с сульфатами. Реакцию можно провести микрокристаллоскопическим способом. Для этого смешайте на предметном стекле капли растворов СаС12 и Н2S04, осторожно подсушите раствор на стекле до появления белой каймы. Под микроскопом посмотрите форму образовавшихся кристаллов и зарисуйте в лабораторной тетради. Напишите уравнения реакций.
Реакция на окрашивание пламени.При помощи нихромовой проволоки с петлей на конце захватите кристаллик хлорида кальция и внесите его в бесцветное пламя спиртовки. Отметьте окраску пламени.
Реакция с гексацианоферратом (II) калия К 4[Fе(СN)6]. В две пробирки поместите по 3–4 капли раствора СаС12, прибавьте 2–3 капли раствора аммиака и 3–5 капель раствора хлорида аммония. Смесь нагрейте до кипения, затем прибавьте 8–10 капель насыщенного раствора К 4[Fе(СN)6]. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции.
Опыт №2. Реакции иона стронция.
Реакция с сульфатами. К 4 -5 каплям раствора SгС12 добавьте столько же гипсовой воды – насыщенный раствор СаS04. Раствор нагрейте на водяной бане. Что наблюдаете? Отметьте цвет осадка.
Реакция на окрашивание пламени.В пламя спиртовки внесите несколько кристалликов SгС12 и отметьте цвет пламени. Что наблюдаете
Опыт №3. Реакция иона бария.
Реакция с сульфатами.В четыре пробирки поместите по 2–3 кайли раствора ВаС12, прибавьте по несколько капель гипсовой воды. Какой осадок при этом образуется? Почему? Напишите уравнение реакции.
Реакция с хроматами.В две пробирки поместите по 3–4 капли раствора ВаС12, добавьте 3–4 капли раствора К2Сг04, нагрейте на водяной бане. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции.
Осадок образуется и при действии дихромата калия К2Сг207. Для этого в три пробирки поместите по 4–5 капель раствора ВаС12, прибавьте по 4–5 капель раствора дихромата калия К2Сг207 и ацетата натрия СН3СООNa, нагрейте. Рассмотрите выпавший осадок. Проверьте, растворяется ли он при действии минеральных кислот, уксусной кислоты и щелочи. Напишите уравнения реакции.
Реакция на окрашивание пламени.В пламя внесите несколько кристалликов ВаС12. Зафиксируйте цвет пламени.
Результаты проведенных опытов занесите в таблицу
| Определяемый | Среда | Условия | Реактив | Наблю- | Уравнение |
| ион | реакции | даемое | реакции | ||
| явление |
Лабораторная работа №7.
«Анализ смеси катионов 3 аналитической группы»
Цель работы: научиться выявлять катионы 3 группы из смеси.
Оборудование: анализируемый раствор, 2 м СН3 СООNa, раствор К2Сг207, раствор Nа2С03, 2М СН3СООН, раствор СаS04, раствор (NH4)2S04, (NН4)2С204, концентрированный NН3, водяная баня, спиртовка, хим. стаканчики, стеклянные палочки, пробирки, держатель.