аналитическая химия

Министерство Здравоохранения Российской Федерации
Санкт-Петербургский фармацевтический колледж




















Методическое пособие к практическим занятиям по аналитической химии




















Санкт –Петербург
2002 г.
Настоящее «Методическое пособие» предназначено для студентов, изучающих аналитическую химию по Программе, составленной к Государственному стандарту среднего профессионального образования по специальность 0405 «Фармация».
Практикум в соответствии с Программой состоит из двух разделов: качественного и количественного.
В разделе «Качественного анализа» приведены качественные реакции на изучаемые катионы всех VI групп и анионы, представлены схемы и ход анализа смеси катионов I группы, I и II аналитических групп, III группы, V группы, всех шести групп, анализ смеси анионов всех III групп.
В разделе «Количественный анализ» рассмотрены практические работы по химическим методам анализа, включенным в Программу, и наиболее часто используемых в анализе лекарственных веществ.
В «Методическом пособии» приведены цели, задачи, планы занятий, вопросы для самоподготовки студентов.

Цели занятий:
Закрепить теоретические знания по аналитической химии.
Сформировать профессиональные навыки и умения по проведению качественных реакций, количественного определения химическими методами.
Развивать умения решать стандартные и ситуационные задачи.
Место занятия Лаборатория аналитической химии
Время занятия 2 академических часа (90 минут) или 4 академических часа (180 минут) по расписанию.
План занятия
Ответить на вопросы по теме занятия.
Инструктаж преподавателя.
Самостоятельная работа студентов.
Оформление результатов практических работ.
Уборка рабочего места.
Подведение итогов работы студентов.

Оформление дневника для практических работ
Титульный лист
Дневник для практических работ по аналитической химии
Студента группы ___________
Ф.И.О._____________________
Подгруппа________________
Преподаватель_____________
Рекомендуется тетрадь на 96 листов
Лист 2
№№ п/п
Дата
Название работы
Навыки и умения
Оценка
Подпись преподавателя









Оставить 4 листа для оформления последующих практических занятий. Далее тетрадь должна быть разграфлена (только для раздела «Качественный анализ».

Название реактива
Техника выполнения
Уравнения реакций
Условия выполнения
Вывод








































Занятие 1-2
Катионы I аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения качественных реакций на Na+, K+, NH4+.
Научиться выполнять систематический ход анализа смеси катионов I группы.
Научиться делать заключения, результаты анализа оформлять протоколом.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа) + 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
строение атомов калия, натрия;
строение и механизмы образования связей в катионе аммония;
реакция среды в растворах солей аммония, натрия, калия;
- качественные реакции на Na+, K+, NH4+.
применение в медицине соединений натрия, калия, аммония.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы кислот (HCl, HNO3, CH3COOH)
- растворы щелочей (KOH, NaOH)
- раствор KH2SbO4 - дигидроантимоната калия
- раствор гидротартрата натрия
- раствор гексанитро кобальтата (III) натрия
- реактив Несслера
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
- тигли
- предметные стекла
- водяные бани
- песчаные бани
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости







Катионы I аналитической группы.

Реакции катиона Na+:
1. Реактив KH2SbO4 – дигидроантимонат калия К 2-3 каплям раствора соли натрия прибавляют 2-3 капли реактива. На холоде, при потирании стеклянной палочкой образуется белый мелкокристаллический осадок. NaCl + KH2SbO4 ( NaH2SbO4 ( + KCl
(бел. кр.)

Реакция исследуемого раствора должна быть нейтральной, так как в кислой среде идет разложение реактива с образованием белого аморфного осадка м-сурьмяной кислоты HSbO3.
KH2SbO4 + HCl ( H3SbO4 + KCl
H3SbO4 ( HSbO3( + H2O
(бел. аморфн.)

В щелочной среде осадок растворяется: NaH2SbO4 ( + NaOH( Na3SbO4 + 2 H2O

Обнаружению Na+ мешают соли аммония: NH4+ + HOH ( NH4OH + H+ pH( 7
H+ + H2SbO4- ( HSbO3( + H2O

2. Крупинка соли Na+, внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в желтый цвет.

Реакции катиона К+:
1. Реактив NaHC4H4O6 К 2-3 капли раствора соли калия прибавляют 2-3 капли реактива. На холоде, при потирании стеклянной палочкой образуется белый мелкокристаллический осадок. KCl + NaHC4H4O6 ( KHC4H4O6( + NaCl
(белый)
При нагревании, добавлении сильных минеральных кислот и щелочей осадок растворяется:
KHC4H4O6( + HCl ( KCl + H2C4H4O6
KHC4H4O6( + KOH ( K2C4H4O6 + H2O
KHC4H4O6( + NaOH ( KNaC4H4O6 + H2O

Если вместо NaHC4H4O6 используют свободную кислоту H2C4H4O6, то для предотвращения растворения осадка реакцию ведут в присутствии ацетата натрия CH3COONa:

KCl + H2C4H4O6 CH3COONa KHC4H4O6( + HCl
HCl + CH3COONa ( NaCl + CH3COOH
KCl + H2C4H4O6 + CH3COONa ( KHC4H4O6( + NaCl + CH3COOH

2. Реактив кобальти нитрит натрия или гексанитрокобальтат (III) натрия Na3[Co(NO2)6] К 2-3 каплям раствора соли калия прибавляют равный объем реактива. При стоянии образуется осадок желтого цвета. KCl + Na3[Co(NO2)6] ( KNa2[Co(NO2)6]( + NaCl

В щелочной среде реактив разлагается
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·бурый)

3. Крупинка соли К+, внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в фиолетовый цвет.

Реакции катиона NH4+:
1. Едкие щелочи NaOH или KOH . При действии на 2-3 капли раствора соли аммония раствором щелочи при нагревании выделяется газообразный аммиак. NH4Cl + KOH ( NH3( + H2O + KCl

Выделяющийся аммиак определяют по запаху или по: - посинению влажной красной лакмусовой бумаги; - покраснению белой фенолфталеиновой бумаги;
NH3 + H2O ( NH4+ + OH- pH (7

2. Реактив Несслера - K2[HgI4] в KOH К 1 капле раствора соли аммония прибавляют 1 каплю раствора реактива Несслера. Образуется осадок красно-бурого цвета.
Hg
NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4KOH ( [O NH2]I( + KCl + 7KI + 3H2O
Hg
(кр.-бур.)

При очень малых количествах солей аммония появляется желтое окрашивание.






Анализ смеси катионов I аналитической группы












































Ход анализа смеси катионов I аналитической группы

Внешний вид задачи: бесцветный, прозрачный раствор.
I. Открытие катиона NH4+ 1) Реактив щелочь КОН или NaOH при нагревании В тигель берем 3-4 капли раствора задачи, прибавляем туда 3-4 капель раствора КОН или NaOH. Тигель закрываем часовым стеклом, к которому прикреплены влажные фенолфталеиновая и красная лакмусовая бумажки. Нагреваем на водяной бане. Если в задаче присутствует катион NH4+, то выделяющийся NH3 обнаруживают по посинению красной лакмусовой бумажки и покраснению фенолфталеиновой, а также по выделению запаха NH3.
NH4Cl + KOH ( NH3( + H2O + KCl
NH3 + H2O ( NH4OH
NH4OH ( NH4+ + OH-

2) Реактив Несслера - K2[HgI4] в KOH
В пробирку берем 1-2 капли задачи и прибавляем 2-3 капли реактива Несслера. Если при этом образуется красно-бурый осадок, значит в задаче присутствует катион NH4+.
NH4Cl + 2K2[HgI4] + 4KOH ( [Hg2ONH2]I( + KCl + 7KI + 3H2O

II. Удаление катиона NH4+ 1) Если в задаче не обнаружен NH4+, то проверив реакцию среды задачи (пункт III) открывают в отдельных порциях задачи катион К+ (пункт IV) и Na+ (пункт V).

2) Если в задаче обнаружен NH4+, то его надо удалить из задачи, так как он мешает открытию К+ и Na+. Для этого в тигель помещают 15-20 капель задачи, выпаривают раствор и прокаливают остаток на песчаной бане в вытяжном шкафу до полного прекращения выделения белого дыма.
NH4Cl ( NH3( + HCl ( Остаток собирают стеклянной палочкой со стенок тигля и периодически помешивают. Проверяют полноту удаления NH4+. Для этого тигель с сухим остатком охлаждают, несколько кристаллов берут стеклянной палочкой растворяют при помешивании в 1-2 каплях воды на предметной стекле и прибавляют 1-2 капли реактива Несслера. Если получается красно-бурый осадок или желтый раствор, то NH4+ еще присутствует в задаче. Тогда операцию выпаривания и прокаливания повторяют до тех пор, пока реакция на NH4+ будет отрицательной. Если NH4+ не обнаружен смотри пункт IV.

III. Проверка реакции среды На красную и синюю лакмусовую бумажки наносят по капле полученного раствора. а) Если реакция среды щелочная, то ее нейтрализуют СН3СООН. Если реакция среды кислая, то раствор в пробирке, где будет открывать К+ нейтрализуют NaOH, а где будем открывать Na+ нейтрализуем КОН. Нейтрализацию раствора производят следующим образом: стеклянной палочкой в пробирку вносят каплю кислоты или щелочи и раствор перемешивают. Затем раствор стеклянной палочкой выносят на лакмусовые бумажки. Так поступают до тех пор, пока цвет бумажки будет неизменным.

б) Если лакмусовые бумажки цвет не меняют – среда нейтральная.

IV. Открытие катиона К+
а) К 2 каплям нейтрального раствора прибавляем 2 капли реактива NaHC4H4O6 и потираем стеклянной палочкой о стенки пробирки на холоду.
Если образуется белый кристаллический осадок, то в задаче присутствует К+:
KCl + NaHC4H4O6 ( KHC4H4O6( + NaCl

б) Реактив Na3[Co(NO2)6] К 2-3 каплям раствора соли калия прибавляют равный объем реактива. При стоянии образуется осадок желтого цвета. KCl + Na3[Co(NO2)6] ( KNa2[Co(NO2)6]( + NaCl

V. Открытие катиона Na+ К 2 каплям нейтрального раствора прибавляем 2 капли реактива KH2SbO4 и потираем стеклянной палочкой о стенки пробирки на холоду. Если образуется кристаллический осадок, значит в задаче присутствует катион Na+. NaCl + KH2SbO4 ( NaH2SbO4 ( + KCl

На основании выполненной работы оформляется протокол.













Занятие 3
Катионы II аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения качественных реакций на катионы II аналитической группы Pb2+, Ag+.
Научиться проверить растворимость полученных осадков.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
строение атомов свинца и серебра;
реакция среды в растворах солей свинца и серебра;
- качественные реакции на Ag+, Pb2+.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- раствор соляной кислоты
- раствор серной кислоты
- раствор азотной кислоты
- раствор уксусной кислоты
- раствор щелочи
реактив аммиака
раствор иодида калия
раствор хромата калия
раствор тиосульфата натрия
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
- водяные бани
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости











Частные реакции на катионы II аналитической группы

Частные реакции на Ag+.

1. Реактив HCl и ее соли. К 1-2 каплям раствора AgNO3 прибавить 2 капли раствора HCl (или ее соли). Образуется белый творожистый осадок, растворимый в аммиаке, нерастворимый в растворе HNO3. AgNO3 +HCl ( AgCl( + HNO3
AgNO3 + 2NH4OH ( [Ag(NH3)2]Cl +2H2O
[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 ( AgCl( + 2NH4NO3

2. Действие NaOH, KOH. К 1-2 каплям раствора AgNO3 прибавить 2 капли раствора щелочи. Образуется бурый осадок, растворимый в HNO3 и в растворе NH4OH. 2AgNO3 + 2NaOH ( Ag2O( + 2NaNO3 + H2O Ag2O( + 2HNO3 ( 2AgNO3 + H2O
Ag2O( + 4NH4OH ( 2[Ag(NH3)2]OH + 3H2O

3. Реактив K2CrO4 К 1-2 каплям раствора AgNO3 прибавить 1-2 капли раствора K2CrO4. Образуется осадок красно-бурого цвета, растворимый в HNO3 и в растворе NH4OH. 2AgNO3 + K2CrO4 ( Ag2CrO4( + 2KNO3
(красно-бурый)

4. Реактив- тиосульфат натрия К 3-4 каплям раствора AgNO3 прибавить 1-2 капли раствора Na2S2O3. Через некоторое время выпадает белый осадок, постепенно переходящий в желтый, затем в коричневый и черный. 2AgNO3 + Na2S2O3 ( Ag2S2O3( + 2NaNO3
(белый)
Ag2S2O3( + H2O ( Ag2S( + H2SO4
(черный)
Для выполнения реакции требуется избыток раствора AgNO3. В избытке тиосульфата натрия осадок не образуется идет реакция комплексообразования. AgNO3 + Na2S2O3 ( Na[AgS2O3] + NaNO3

5. Реактив –KI. К 1-2 каплям раствора AgNO3 прибавить 1-2 капли KI. Образуется желтый творожистый осадок, не растворимый в аммиаке и растворе НNO3.
AgNO3 + KI ( AgI( + KNO3
(желтый)

Частные реакции на свинец –Pb2+

1. Реактив HCl и ее соли. К 1-2 каплям раствора соли свинца прибавьте 2 капли раствора HCl (или ее соли). Образуется белый осадок, растворимый в избытке щелочи. Pb(NO3)2 + 2HCl ( PbCl2( + 2HNO3
Pb(NO3)2 + 4NaOH ( Na2PbO2 + 2NaCl +2H2O При кипячении PbCl2( легко растворяется, а при охлаждении раствора вновь выпадает осадок.

2. Действие NaOH, KOH и раствора NH4OH. К 1-2 каплям раствора соли свинца прибавьте 2 капли раствора NaOH или КОН. Выпадает белый осадок. Pb(NO3)2 + 2NaOH ( Pb(OH)2( + 2NaNO3
Pb(NO3)2 + 2NH4OH ( Pb(OH)2( + 2NH4NO3 Проверьте растворимость осадка в азотной кислоте и избытке щелочи.
Pb(OH)2( + 2HNO3 ( Pb(NO3)2 + 2H2O
Pb(OH)2 + 2NaOH ( Na2PbO2 + 2H2O

3. Реактив K2CrO4 К 1-2 каплям раствора соли свинца прибавить 1-2 капли раствора K2CrO4. Выпадает желтый осадок. Pb(NO3)2 + K2CrO4 ( PbCrO4( + 2KNO3 Проверить растворимость осадка в избытке щелочи.
PbCrO4( + 4KОН ( K2PbO2 + K2CrO4 + 2H2O

4. Реактив –KI. К 1-2 каплям раствора соли свинца прибавить 1-2 капли KI. Образуется желтый осадок.
Pb(NO3)2 + 2KI ( PbI2( + 2KNO3
Раствор с осадка слейте, прибавьте 5 капель разбавленной уксусной кислоты, 3-4 капли воды, прокипятите до растворения осадка. Затем раствор медленно охладите. При этом выделяются золотисто-желтые кристаллы иодида свинца.

5. Действие серной кислоты и ее солей. К 1-2 каплям серной кислоты прибавить 1-2 капли раствора H2SO4 выпадает белый осадок.
Pb(NO3)2 + H2SO4 ( PbSO4( + 2HNO3 Проверьте растворимость в избытке щелочи.
PbSO4( + 4КОН ( K2PbO2 + K2SO4 + 2H2O






Занятие 4
Анализ смеси катионов I-II аналитических групп

Задачи
Освоить технику выполнения систематического хода анализа.
Освоить технику работы с центрифугой.
Научиться по итогам выполненной работы делать правильные заключения и результаты оформлять протоколом.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
строение атомов свинца и серебра;
реакция среды в растворах солей NH4+, Na+, K+, Ag+, Pb2+;
качественные реакции на катоны NH4+, Na+, K+, Ag+, Pb2+;
медицинское применение соединений серебра и свинца.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы кислот (HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH)
растворы щелочей (KOH, NaOH) и аммиака
раствор иодида калия
раствор хромата калия
раствор гидротартрата натрия
раствор гексанитро кобальтата (III) натрия
раствор KH2SbO4 - дигидроантимоната калия
индикаторные бумажки (фенолфталеиновая, красная и синяя лакмусовые)
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
- тигли
- предметные стекла
- водяные бани
песчаные бани
центрифуги
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости





Схема хода анализа смеси катионов в I-II аналитических группах











·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·




























Схема хода анализа смеси катинов I-II аналитических групп

Последовательность действий

Способ выполнения
Контроль

1. Проверить подготовку рабочего стола.
1. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

1. Проверить расстановку реактивов.
2. Приготовить пробирки обычные и центрифужные.
3. На рабочем месте должна быть стеклянная палочка.
4. Флакон с исследуемым раствором.
1. Капельницы с реактивами должны быть под определенным № соответствующим № на штативе.
2. Проверить чистоту пробирок в штативе под Вашим №.
3.Проверить чистоту палочки.
4. Проверить свою ли взяли задачу.

2. Проверить наличие реактивов на общем столе.
1. Концентрированный раствор NH4OH, реактив Несслера, свежеприготовленный раствор Na3[Co(NO2)6].
2. Лакмусовая и фенолфталеиновая бумажки.


3 Приборы
Центрифуги, водяные и песчаные бани, тигли, тиглевые щипцы, стекла.



1. Проба на присутствие катиона NH4+
2. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

Раствор щелочи KOH, NaOH в избытке при нагревании. Смотри ход анализа I группы.
Почему нельзя открывать NH4+ в данной задаче реакивом Несслера?

2. Осаждение катионов II группы. Отделение катионов II группы от I группы.
1. В центрифужную пробирку возьмите 15 капель хорошо перемешанной задачи (с осадком или без него), прибавьте 15 капель разбавленной HCl и 10-15 капель спирта, помешайте палочкой, охладите под краном, дайте постоять около 10 минут отцентрифугируйте и сделайте пробу на полноту осаждения катионов II группы.
2. Проба на полноту осаждения катионов II группы.
К центрифугату прибавьте 1-2 капли HCl и 1-2 капель спирта, реакция должна быть отрицательной. Отделите осадок №1 от центрифугата №1 путем осторожного сливания или капилярной пипеткой.








а) появление осадка или мути говорит о не достигнутой полноте осаждения катионов II группы. Следует добиться полноты осаждения путем добавления 3-4 капель HCl и 1-2 капель спирта к центрифугату с осадком.
б) Если ни осадка, ни мути не образуется, то полнота осаждения достигнута.

Анализ центрифугата №1
1. Если проба на катион NH4+ оказалась положительной, то смотри ход анализа катионов I группы. Далее смотри пункт №2.
2. Если проба на NH4+ оказалась отрицательной, то раствор выпариваем, прокаливаем 10 минут для удаления HCl. Далее смотри ход анализа пункт №4 (растворение сухого остатка в минимальном количестве воды).
Пока удаляется катион NH4+ анализировать осадок №1.

Анализ осадка №1
1. Промывание осадка.
Осадок необходимо промыть для удаления примесей. Для этого к осадку №1 прибавить 4 мл холодной воды с добавлением HCl, перемешать, отцентрифугировать. Подумайте для чего прибавляют к воде HCl.

Промывную жидкость слейте, осадок должен быть в пробирке.


2. Открытие катиона Pb2+

К осадку в центрифужную пробирку прибавьте 10-15 капель воды, нагрейте почти до кипения, горячий раствор отцентрифугируйте. Осадок сохраните для дальнейшей работы. Центрифугат перенесите в две пробирки и открывайте катион Pb2+ двумя способами:
1. Реактив K2CrO4: к 2-3 каплям центрифугата прибавьте 1-2 капли K2CrO4.
2. Реактив KI: к 2-3 каплям центрифугата прибавьте 1-2 капли KI и нагрейте до растворения осадка и охладите.



Подпишите осадок №2.
В присутствии Pb2+ образуется:
а) желтый осадок, растворимый в избытке щелочи.
б) Золотистые кристаллы

3. Удаление катиона Pb2+ из оставшегося осадка.

1. Если катион Pb2+ открыт и осадок еще остался, то прибавьте 1-2 мл воды, нагрейте до кипения, отцентрифугируйте и сделайте пробу на катион Pb2+.
2. Если после удаления катиона Pb2+ осадка не осталось.
3. Если после удаления катиона Pb2+осадок №1 еще остался, то переходите к дальнейшей работе с ним.

При полноте удаления катиона Pb2+ реакции с K2CrO4 и KI доджны быть отрицательными.
Отсутствует катион Ag+.

4. Открытие Ag+ и растворение AgCl.
К оставшемуся осадку прибавьте 4-8 капель концентрированного раствора NH4OH и хорошо перемешайте.
Осадок полностью растворился в концентрированном растворе NH4OH.



Тогда открывайте в полученном растворе Ag+. Пункт «а»

а) Проба на Ag+.
К части полученного раствора прибавьте HNO3 до кислой реакции среды.
Образование белого творожистого осадка говорит о присутствии Ag+.


Занятие 5
Качественные реакции на катионы III аналитической группы
Анализ смеси катионов III аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения качественных реакций на катионы III аналитической группы.
Закрепить навыки выполнения систематического хода анализа, работы с центрифугой.
Научиться по итогам выполненной работы делать правильные заключения и результаты оформлять протоколом.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки
строение атомов кальция и бария;
реакция среды в растворах солей Са2+ и Ва2+;
- качественные реакции на катионы кальция и бария.
применение в медицине соединений кальция и бария.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы кислот (HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH)
- растворы щелочей (KOH, NaOH) и аммиака
- раствор хлорида аммония
- раствор ацетата натрия
- раствор хромата калия
раствор дихромата калия
раствор оксалата аммония
раствор гексациано феррата (II) калия
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
- водяные бани
- центрифуги
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости






Частные реакции на катионы III аналитической группы
ПР СаSO4 =6,1(10-5 CaC2O4 =2,57( 10-9
BaSO4 =1,1 (10-10 BaC2O4=1,6(10-7

Частные реакции на Ba2+.

1. Реактив – разведенная серная кислота H2SO4 и ее соли. К 1-2 каплям исследуемого раствора прибавляют 1-2 капли раствора H2SO4. Выпадает белый осадок, нерастворимый в кислотах и щелочах. ВаCl2 + H2SO4 ( ВаSO4( + 2HCl
(белый)

2. Реактив K2CrO4 К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 2-3 капли раствора K2CrO4. Выпадает желтый осадок, растворимый в кислотах. ВаCl2 + K2CrO4 ( ВаCrO4( + 2КCl
ВаCrO4( + 2HCl ( ВаCl2 + Н2CrO4

3. Реактив K2Cr2O7 К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 2-3 капли раствора K2Cr2O7 и 1-2 капли раствора ацетата натрия. Выпадает желтый осадок, растворимый в кислотах. 2ВаCl2 + K2Cr2O4 + НОН ( ВаCrO4( + 2КCl + 2HCl
CH3COONa+ HCl ( CH3COOH + NaCl

4. Реактив – оксалат аммония (NH4)2C2O4. К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 1-2 капли раствора (NH4)2C2O4. выпадает осадок белого цвета, растворимый в растворах HCl и HNO3.
ВаCl2 + (NH4)2C2O4( ВаC2O4( + 2NH4Cl
ВаC2O4( +2HCl ( ВаCl2 + Н2C2O4

5. Реакция окрашивания пламени
Палочку, смоченную исследуемым раствором вносят в пламя горелки. Пламя окрашивается в желто-зеленый цвет.

Частные реакции на Сa2+.

1. Реактив – разведенная серная кислота H2SO4 и ее соли. К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 1-2 капли раствора H2SO4 или Na2SO4. При нагревании на водяной бане выпадает белый осадок, нерастворимый в кислотах и щелочах. CаCl2 + Na2SO4 ( CаSO4( +2NaCl
(белый)

2. Реактив – оксалат аммония (NH4)2C2O4. К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 3-4 капли раствора (NH4)2C2O4. выпадает осадок белого цвета, растворимый в растворах HCl, HNO3 и нерастворимый В СН3СООН.
СаCl2 + (NH4)2C2O4( СаC2O4( + 2NH4Cl
СаC2O4( +2HNO3 ( Са(NO3)2 + Н2C2O4

3. Реактив – гексацианоферрат (II) калия – K4[Fe(CN)6]. К 3-4 каплям исследуемого раствора прибавляют 3-4 капли раствора NH4Cl, 2-3 капли раствора NH4OH и 1-2 капли раствора K4[Fe(CN)6] и нагревают. Выпадает белый осадок.
NH4OH t0
СаCl2 + K4[Fe(CN)6] + NH4Cl Са(NH4)2[Fe(CN)6]( + 4KCl

4. Реакция окрашивания пламени
Палочку, смоченную исследуемым раствором вносят в бесцветное пламя горелки. Пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.




























Схема хода анализа смеси катинов III аналитической группы

Последовательность действий

Способ выполнения
Контроль

1. Проверить подготовку рабочего стола.
1. ПОДГОТОВКА К АНАЛИЗУ

1. Проверить расстановку реактивов.
2. Приготовить пробирки простые, стеклянные палочки.
3. Взять флакон с задачей.
1. Реактивные «свинки» должны стоять под своим номером.
2. Пробирки в штативе.
3. Проверить взяли ли вы задачу.


1. Проба на Ва2+
2. ПРОВЕДЕНИЕ АНАЛИЗА

К 2-3 каплям задачи прибавьте, 2-3 капли СН3СООН и 2-3 капли хромата калия- K2CrO4


а) отсутствие осадка в желтом растворе говорит об отрицательной пробе на Ва2+
б) Появление желтого осадка говорит о присутствии Ва2+. Подпишите осадок и оставьте его в штативе.

2. Проба на Са2+
а) в отсутствии Ва2+ в задаче







б) в присутствии Ва2+ в задаче
1) Осаждение Ва2+ из задачи







2) Проба на Са2+

К 2-3 каплям задачи прибавьте 2-3 капли реактива оксалата аммония.







В центрифужную пробирку возьмите 5-6 капель задачи и 5-6 капель уксусной кислоты, хорошо нагрейте и прибавьте по каплям реактив K2CrO4 до оранжевой окраски. Отцентрифугируйте. Сделайте пробу на полноту осаждения. Отделите осадок от центрифугата.

Осадок ВаCrO4 Центрифугат СаCrO4

К 2-3 каплям полученного центрифугата прибавляют 2-3 капли реактива оксалата аммония (NH4)2C2O4.


а) если раствор остался прозрачным, значит Са2+ в задаче отсутствует.
б) появление белого кристаллического осадка свидетельствует о присутствии Са2+.


В осадок выпадает ВаCrO4, а в полученном центрифугате следует проверить присутствие Са2+.




Появление осадка говорит о присутствии Са2+ в задаче.

















Занятие 6
Качественные реакции на катионы IV аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения качественных реакций на катионы IV аналитической группы.
Научится отличать гидроксида цинка от гидроксида алюминия.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
строение атомов алюминия и цинка;
реакция среды в растворах солей Al3+ и Zn2+;
- качественные реакции на катионы Al3+ и Zn2+.
применение в медицине соединений алюминия и цинка.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы кислот (HCl, HNO3, H2SO4, CH3COOH)
растворы щелочей (KOH, NaOH) и аммиака
концентрированный раствор аммиака
- раствор гексациано феррата (II) калия
- раствор тетрароданомеркурата аммония
- спиртовой раствор ализарина
раствор нитрата кобальта
фильтровальная бумага
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
- водяные бани
тигли
спички
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости








Частные реакции на катионы IV аналитической группы

Частные реакции на Al3+.

1. Реактив – раствор щелочи NaOH или KOH. К 2-3 каплям соли AlCl3 прибавляют по каплям раствор NaOH или KOH до образования белого аморфного осадка. AlCl3 + 3NaOH( Al(OH)3( + 3NaCl

a) К части раствора с осадком прибавляют 2-3 капли сильной минеральной кислоты. Осадок растворяется.
Al(OH)3( + 3HCl ( AlCl3 + 3H2O

б) К другой части раствора с осадком прибавляют 2-3 капли раствора NaOH, KOH. Осадок растворится.
Al(OH)3( + NaOH ( NaAlO2 + 2H2O
(метаалюминат натрия)
Проверить растворимость осадка в растворе аммиака.

2. Действие ализарина На полоску фильтровальной бумаги нанести каплю раствора AlCl3 и подержать бумажку 1-2 минуты над горлышком склянки с концентрированным раствором NH4OH. При этом образуется Al(OH)3. Полученное влажное пятно обработать каплей спиртового раствора ализарина и снова подержать над склянкой с NH4OH. Образуется ярко-красное или красно-фиолетовое окрашивание.

3. Действие нитрата кобальта (II) На полоску фильтровальной бумаги наносят каплю раствора хлорида алюминия, каплю разведенной HNO3, подсушивают бумагу, добавляют каплю 0,05 моль/л раствора нитрата кобальта и сжигают в тигле. Полученный пепел окрашивается в синий цвет –Тенарова синь.


Частные реакции на Zn2+.

1. Реактив – раствор щелочи NaOH или KOH. К 2-3 каплям соли цинка (ZnSO4) прибавляют по каплям раствор щелочи до образования аморфного осадка, белого цвета. ZnSO4 + 2KOH( Zn(OH)2( + K2SO4

a) К части раствора с осадком прибавляют раствор HCl. Осадок растворяется.
Zn(OH)2( + 2HCl ( ZnCl2 + 2 H2O


б) К другой части раствора с осадком прибавляют раствор NaOH, KOH. Осадок растворяется.
Zn(OH)2( + 2KOH ( K2ZnO2 + 2H2O
(цинкат калия)

2. Действие NH4OH
К 2-3 каплям раствора соли цинка прибавляют по каплям раствора аммиака до образования белого аморфного осадка.
ZnSO4 + 2NH4OH( Zn(OH)2( + (NH4)2SO4

К части раствора с осадком прибавляют избыток раствора NH4OH. Осадок растворяется.
Zn(OH)2( + 4NH4ОН( Zn[(NH3)4](OH)2 + 4H2O

3. Реактив – гексацианоферрат (II) калия – K4[Fe(CN)6]. К 2-3 каплям соли цинка прибавляют 2-3 капли раствора K4[Fe(CN)6] и нагревают смесь до кипения. Образуется белый осадок. Проверить осадок на растворимость в кислотах и растворе щелочи.
3ZnSO4 +2K4[Fe(CN)6] (K2Zn3[Fe(CN)6]2( + 3K2SO4
(белый)

4. Действие сульфида натрия Na2S
К 2-3 каплям раствора соли цинка прибавляют 2-3 капли раствора Na2S. Образуется осадок белого цвета, растворимый в HCl.
ZnSO4 + Na2S( ZnS( + Na2SO4
ZnS + 2HCl( ZnCl2 + H2S

5. Действие тетрародано-меркурата аммония - (NH4)2[Hg(SCN)4]
К 1 капле 0,02 % раствора Co(NO3)2 прибавляют 2 капли раствора (NH4)2[Hg(SCN)4] и 1 каплю раствора ZnSO4. Образуется синий осадок.
ZnSO4 +(NH4)2[Hg(SCN)4] ( Zn[Hg(SCN)4]( + (NH4)2SO4
(белый)
Co(NO3)2 +(NH4)2[Hg(SCN)4] ( Co[Hg(SCN)4]( + 2NH4NO3
(синий)

6. Действие нитрата кобальта
Полоску фильтровальной бумаги смачивают раствором соли цинка и разбавленным раствором Co(NO3)2, высушивают ее и сжигают в выпарительной чашке. Пепел окрашивается с зеленый цвет (Зелень Ринмана).






Занятие 7
Качественные реакции на катионы V аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения качественных реакций на катионы V аналитической группы.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
- Строение атомов магния, марганца, железа, висмута, возможные степени окисления;
- Действие группового реактива на катионы V аналитической группы;
- Растворимость гидроксидов катионов V группы;
- Гидролиз солей катионов V группы;
- Качественные реакции на катионы Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+,Bi3+ (формулы реактивов, их названия, условия проведения и эффект реакций);

Материальное обеспечение:
а) Реактивы:
- растворы солей: MgSO4, Mn(NO3)2, Bi(NO3)3, FeCl3, FeSO4, NH4Cl, KI, SnCl2, K4[Fe(CN)6], K3[Fe(CN)6], Na2HРО4, KH2SbO4, раствор I2, NH4SCN; - растворы щелочей NaOH(насыщ.), NaOH; - раствор гидроксида аммония NH4OH, насыщенный раствор - растворы кислот HCl, HNO3, H2SO4(к), HNO3(к),H2SO4, Н2C2O4; - порошок: PbO2.
б) Оборудование:
- Пробирки;
- Стеклянные палочки;
- Водяные бани.
в) Наглядные пособия:
-таблица растворимости;
-периодическая система элементов Д.И. Менделеева;










Частные реакции на катионы V аналитической группы

Реакции на катион- Mg+2
Растворы солей катиона магния бесцветны.

1. Действие щелочей KOH или NaOH. К 2-3 каплям раствора сульфата магния прибавьте 2 капли раствора щелочи, выпадает белый аморфный осадок. MgSO4 + 2KOH ( Mg(OH)2( + K2SO4 (Запишите уравнение в ионном виде).

Проверить осадок на растворимость в растворе сильной минеральной кислоты и щелочи. Mg(OH)2( + 2HCl ( MgCl2 + Н2О
Mg(OH)2( + 2КОН( (Запишите уравнение в ионном виде).

К части осадка прибавьте насыщенный раствор NH4Cl. Осадок растворяется. Mg(OH)2( + 2NH4Cl ( MgCl2 + 2NН4ОH


2. Действие гидроксида аммония. К 2 каплям раствора сульфата магния прибавьте 3-4 капли раствора гидроксида аммония. Выпадает небольшой белый аморфный осадок. MgSO4 + 2NH4OH ( Mg(OH)2 ( + (NH4)2SO4 (Запишите уравнение в ионном виде). Реакция обратима, осадок гидроксида магния частично растворяется.


3. Действие гидрофосфата натрия - Na2HPO4. К 2 каплям сульфата магния прибавьте 1 каплю насыщенного раствора хлорида аммония и раствора NH4ОН до растворения осадка, перемешайте, затем прибавьте по капле раствор Na2HPO4. Перемешайте, дайте постоять несколько минут, (если осадок не образуется, потрите стеклянной палочкой). Образуется белый кристаллический осадок (магния – аммония – фосфат). MgSO4 + Na2HPO4 + 2NH4OH (NH4Cl MgNH4PO4( + Na2SO4 + H2O Mg+2 + HPO4 2- + NH4OH ( MgNH4PO4( + H2O Осадок растворяется в кислотах.

4. Действие дигидроантимоната калия - KH2SbO4 К 2 каплям раствора сульфата магния прибавить 2 капли раствора KH2SbO4, потрите стеклянной палочкой. Выпадает белый кристаллический осадок.
MgSO4 + KH2SbO4 ( Mg(H2SbO4)2( + K2SO4
(Запишите уравнение в ионном виде).
Осадок аналогичен осадку дигидроантимоната натрия. Катион магния мешает открытию катиона натрия.

5. Реакция ПЕТРАШЕНЯ К 2 каплям иодной воды (I2) прибавьте 1 каплю щелочи, перемешайте раствор до обесцвечивания, затем прибавьте 1 каплю раствора сульфата магния. Образуется красно – бурый осадок.
MgSO4 + 2KOH + I2 ( Mg(OH)2I2(+ K2SO4

Реакции на катион –Mn+2
Растворы солей Mn+2 магранца (II) бесцветны.

1. Действие щелочей KOH или NaOH. К 2-3 каплям раствора сульфата марганца (II) прибавьте 2 капли раствора щелочи, выпадает белый аморфный осадок. MnSO4 + 2NaOH ( Mn(OH)2( + Na2SO4 (Запишите уравнение в ионном виде).
Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи.

Осадок гидроксида марганца на воздухе буреет, т.к. кислород воздуха переводит Mn+2(Mn+3 и Mn+4 4Mn(OH)2((белый) + O2 +2H2O(4Mn(OH)3((бурый)

Если кроме щелочи на соль Mn (II) подействовать окислителем, например Н2О2, то сразу образуется темно-бурый осадок.
MnSO4((белый) + H2O2 +2KOH( K2SO4 + 2H2O + MnO2((бурый)
Часть осадка гидроксида марганца (II) хорошо встряхнуть и прибавить несколько капель раствора щавелевой кислоты (Н2С2О4). Осадок растворяется с образованием раствора комплексной соли землянично – красного цвета.
4Mn(OH)2((белый) + O2 +2H2O(4Mn(OH)3((бурый) Mn(OH)3(+ 3KOH + 3 Н2С2О4 ( K3[Mn(C2O4)3] ( земл.–кр.) + 6H2O Эта реакция используется для обнаружения катиона Mn (II).

2. Действие гидроксида аммония –NH4OH. К 2 каплям раствора сульфата марганца (II) прибавьте 3-4 капли раствора гидроксида аммония. Выпадает белый аморфный осадок. MnSO4 + 2NH4OH ( Mn (OH)2 ( + (NH4)2SO4 (Запишите уравнение в ионном виде).

3. Действие диоксида свинца PbO2 в азотнокислой среде. (Mn+2 окисляется до Mn+7). Возьмите стеклянной лопаточкой немного порошка PbO2.в пробирку добавьте 4 –5 капель раствора азотной кислоты с концентрацией 6 моль/л. Нагрейте до кипения. Затем прибавьте очень немного (меньше одной капли, при помощи стеклянной палочки) раствор MnSO4. Перемешайте и нагрейте до образования розовой или фиолетово – малиновой окраски раствора. 2MnSO4 +6HNO3 +5PbO2 (2HMnO4 +2PbSO4 +3Pb(NO3)2 +2H2O Mn+2 –5
·(Mn+7 (2- восстановитель
Pb +4 +2
· (Pb+2 (5- окислитель

! Избыток Mn+2 может восстанавливать MnО4-1.
2HMnO4 + 3MnSO4 + 7H2O(5H2MnO3( + 3H2SO4

Реакции на катион железа (III) –Fe+3
Растворы солей железа (III) имеют желтую окраску.

1. Действие щелочей KOH или NaOH и гидроксида аммония. В одну пробирку к 2-3 каплям раствора хлорида железа (III) прибавьте 2-3 капли раствора щелочи, в другую пробирку к 1-2 каплям раствора хлорида железа (III) прибавьте 1-2 капли гидроксида аммония. В первой и второй пробирках выпадает одинаковый красно – бурый аморфный осадок. FeCl3 + 3NaOH (Fe(OH)3( +3NaCl FeCl3 + 3NH4OH (Fe(OH)3( +3NH4Cl (Запишите уравнения в ионном виде).

Проверить полученные осадки на растворимость в кислотах и щелочах. Fe(OH)3( +3HCl( FeCl3 + 3H2O (Запишите уравнение в ионном виде).

2. Действие гексоцианоферрата (III) калия –K4[Fe(CN)6] К 1 капле раствора хлорида железа (III) прибавьте 1-2 капли раствора HCl и 1 каплю раствора K4[Fe(CN)6]. Выпадает темно-синий осадок берлинской лазури. 4FeCl3 +3K4[Fe(CN)6] ( Fe4[Fe(CN)6]3( + 12KCl 4Fe+3 + 3[Fe(CN)6]-4( Fe4[Fe(CN)6]3( К части осадка прибавить несколько капель щелочи. Осадок в щелочной среде разлагается. Fe4[Fe(CN)6]3( + 12КОН( 4Fe(OH)3( + 3K4[Fe(CN)6] Fe4[Fe(CN)6]3( + 12ОН-1 ( 4Fe(OH)3( + 3 [Fe(CN)6]-4

3. Действие роданида аммония NH4SCN. К 1 капле раствора хлорида железа (III) добавьте 5 капель воды и 1 –2 капли раствора роданида аммония. Раствор приобретает кроваво-красное окрашивание. FeCl3 + NH4SCN( Fe(SCN)3 +3NH4Cl

Обнаружению Fe+3 мешают, F-, C2O42- фосфорная кислота, соли лимонной и винной кислот, т.к. связывают Fe+3 в комплекс.

4. Действие иодида калия KI . К 1 капле раствора иодида калия прибавить 1-2 капли раствора HCl и 1 каплю раствора хлорида железа (III), раствор буреет, т.к. выделяется свободный иод. Для доказательства выделяющегося йода к раствору прибавляют 2-3 капли хлороформа CHCl3 . Взболтайте. Слой хлороформа окрасится в фиолетовый цвет. 2FeCl3 +2KI( I2 +2FeCl2 +2KCl Fe+3 +
· (Fe+2 ( 1- окислитель 2I-1-
· (I20 (1- восстановитель

Fe+3 –слабый окислитель, поэтому более слабые восстановители (Br-, Cl-) не окисляются.

Реакции на катион железа (II) –Fe+2
Растворы солей железа (II) имеют светло-желтую окраску, разбавленные растворы бесцветны.

1. Действие щелочей KOH или NaOH и гидроксида аммония. В две пробирки прибавить 2-3 каплям раствора сульфата железа (II), в одну прибавьте 2-3 капли раствора щелочи, а в другую –2-3 капли раствора NH4OH. Выпадает грязно - зеленый аморфный осадок. FeSO4 + 2NaOH (Fe(OH)2( +Na2SO4 (Запишите уравнения в ионном виде).
FeSO4 +2NH4OH (Fe(OH)2( + (NH4)2SO4
Проверить осадок на растворимость в кислотах и щелочах. Fe(OH)2( +2HCl( FeCl2 + 2H2O (Запишите уравнение в ионном виде).

Осадок гидроксида железа (II) быстро буреет на воздухе, т.к. Fe+2 под действием кислорода воздуха переходит Fe+3. 4Fe(OH)2( + O2 +2H2O(4Fe(OH)3((красно-бурый) Fe+2 -
· (Fe+3 (4 - окислитель O2 0 +4
· (2O 2- (1- восстановитель

2. Действие гексоцианоферрата (II) калия -K3[Fe(CN)6] К 1 капле раствора сульфата железа (II) прибавить 1 каплю раствора HCl и 1 каплю раствора K3[Fe(CN)6]. Выпадает темно-синий осадок турнбулевой сини. 3FeSO4 +2K3[Fe(CN)6] ( Fe3[Fe(CN)6]2( + 3K2SO4 3Fe+2 + 2[Fe(CN)6]-3( Fe3[Fe(CN)6]2(
К части осадка прибавить несколько капель щелочи. Осадок в щелочной среде разлагается. Fe3[Fe(CN)6]2( + 6КОН( 3Fe(OH)2( + 2K3[Fe(CN)6] Fe3[Fe(CN)6]2( + 6ОН-1 ( 3Fe(OH)3( + 2[Fe(CN)6]-3

3. Действие перманганата калия в кисдой среде. К 2 –3 каплям раствора сульфата железа (II) прибавьте 2 капли раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора перманганата калия. Происходит обесцвечивание раствора перманганата. 2KMnO4 +10FeSO4 +8H2SO4( 2MnSO4 +5Fe2(SO4)3 +K2SO4 +8H2O Mn+7 +5
· ( Mn+2 (2 - окислитель 2Fe+2 –2
· (2Fe+3 (5- восстановитель


4. Реакция образования «Бурого кольца». К 2-3 каплям насыщенного раствора сульфата железа (II) добавьте 2-3 капли раствора нитрата натрия, перемешайте раствор и осторожно по стенкам добавьте концентрированную серную кислоту. На границе слоев образуется «бурое» кольцо.
6FeSO4 + 2NaNO3+ 4H2SO4( 2NO +3Fe2(SO4)3 +Na2SO4 +4H2O N+5 +3
· ( N+2 (2 - окислитель 2Fe+2 –2
· (2Fe+3 (3 – восстановитель FeSO4 +NO ([Fe(NO)]SO4 (бурое кольцо)


Реакции на катион Bi3+
Растворы солей катиона Bi3+ бесцветны

1. Действие щелочи NaOH или KOH и гидроксида аммония- NH4OH . В одну пробирку поместить 2-3 капли раствора Bi(NO3)3 или BiCl3 прибавьте 2-3 капли раствора NaOH, в другую пробирку к 1-2 каплям Bi(NO3)3 раствора прибавьте 2-3 капли NH4OH. В первой пробирке и во второй пробирке образуется одинаковый белый осадок. Bi(NO3)3 +3NaOH(Bi(OH)3( +3NaNO3 Bi(NO3)3 +3NH4OH(Bi(OH)3( +3NH4NO3
(Записать уравнения в ионном виде).

Проверить осадки на растворение в кислотах и щелочах. Bi(OH)3( +3HCl ( BiCl3 + 3H2O (Записать уравнения в ионном виде).

2. Действие иодида калия – KI. К 1 капле раствора Bi(NO3)3 прибавьте 2-3 капли раствора KI. Образуется оранжевый раствор комплексной соли. Bi(NO3)3 + 3KI ( BiI3( + 2KNO3 BiI3( + KI ( K[BiI4] (оранжевый раствор).

3. Действие хлорида олова SnCl2 в щелочной среде. К 2-3 каплям раствора SnCl2 прибавить по каплям щелочь, чтобы первоначально образовавшийся осадок растворился, к полученному раствору добавите каплю Bi(NO3)3. Образуется черный осадок металлического висмута Bi0. 2Bi(NO3)3 + 3SnCl2 +18KOH (2Bi( + 3Na2SnO3 +6NaCl + 6NaNO3 + 9H2O Bi+3 +3
· ( Bi0 (2 - окислитель Sn+2 -2
· ( Sn+4 (3 - восстановитель

4. Действие воды – гидролиз висмута. К 1 капле раствора BiCl3 добавьте воды до появления белого осадка основной соли. BiCl3 +2НОН ( Bi(OH)2Cl+2HNO3
(BiOCl(+H2O)

Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи.





























Занятие 8
Анализ смеси катионов V аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения дробного хода анализа.
Научиться по итогам выполненной работы делать правильные заключения и результаты оформлять протоколом.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки
строение атомов магния, марганца, железа, висмута, возможные степени окисления;
окраска катионов V аналитической группы, растворимые соли катионов V аналитической группы;
- групповой реактив, его действие на катионы V аналитической группы;
растворимость гидроксидов катионов V аналитической группы, их окислительно-восстановительные свойства;
катионы-окислители, катионы-восстановители. Доказательство свойств уравнениями реакций;
катионы-комплексообразователи. Доказательство уравнениями реакций;
качественные реакции на катионы Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Bi3+ (формулы реактивов, их назначение, условия проведения реакций, эффект реакций);
медицинское применение катионов V аналитической группы.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
растворы солей: Na2CO3(насыщ.); K4[Fe(CN)6], NH4SCN, K3[Fe(CN)6], Na2HPO4, NH4Cl, NH4Cl(насыщ.).
растворы щелочей NаOH, KOH;
растворы кислот HCl, H2C2O4, H2SO4, HNO3;
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
- водяные бани
- центрифуги
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости



Анализ смеси катионов V аналитической группы


Последовательность действий
Способ выполнения деятельности
Контроль


Проверка, подготовка рабочего стола.

1. Проверить наличие реактивов, пробирок. 2. Взять флаконы с задачей. 3. Отметить внешний вид задачи.



Если раствор бесцветен, то отсутствует железо. (Fe+3)



Проведение анализа


Проба на Fe2+
К 2 – 3 каплям задачи прибавить 2 – 3 капли раствора K3[Fe(CN)6].




а) Образование осадка синего цвета говорит о присутствии Fe2+.
б) Отсутствие осадка – отсутствие Fe2+.


Проба на Fe3+
К 2 – 3 каплям задачи прибавить 2 – 3 капли раствора K4[Fe(CN)6].




а) Образование осадка синего цвета говорит о присутствии Fe3+.
б) Отсутствие осадка – отсутствие Fe3+.
в) Обопзование необильного осадка или раствора синего цвета говорит о присутствии Fe3+ образовавшегося при стоянии раствора (Fe2+(Fe3+)


Проба на Bi3+
К 2 – 3 каплям раствора задачи 5 – ти кратный объем воды.
а) Образование белого осадка говорит о присутствии висмута Bi3+.


Проба на Mn2+
К 2 –3 каплям раствора задачи прибавить 5 –6 капель раствора щелочи. Интенсивно встряхнуть. (Если присутствует Fe3+ дать постоять 5 минут, постепенно встряхивая).
(Если был обнаружен Bi3+, то необходимо добавить избыток насыщенного раствора щелочи (общий стол), оставить на 5 минут постоянно встряхивая).
К полученному осадку прибавить, не встряхивая, 2- 3 капли раствора Н2С2О4.

а) Образование над осадком землянично–красного раствора говорит о присутствии Mn2+.


Проба на Mg2+

К 3 – 4 каплям задачи прибавить 3 – 4 капли насыщенного раствора Na2CO3, перемешать, отцентрифугировать. Провести пробу на полноту осаждения. К осадку прибавит насыщенный раствор NH4Cl. (Если присутствуют в задаче Mn2+ и Fe2+ прибавляют к 3-4 каплям задачи 3-4 капли насыщенного раствора Na2CO3 и 2– 3 капли раствора H2O2 для перевода Mn2+ в Mn3+ и Fe2+ в Fe3+, нагревают до прекращения выделения пузырьков газа. Перемешивают. Центрифугируют. Проверяем полноту осаждения, затем добавляют насыщенный раствор NH4Cl, перемешивают, центрифугируют).
В центрифугате определяют Mg2+.
К 2- 3 каплям центрифугата прибавляют по 1 капле растворов NH4Cl, NH4OH, Na2HPO4.


а) Образование осадка белого цвета говорит о присутствии Mg2+.




Занятие 9
Качественные реакции на катионы VI аналитической группы

Задачи
Освоить технику выполнения качественных реакций на катионы VI аналитической группы.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
строение атомов меди, ртути, возможные степени окисления;
окраска катионов VI аналитической группы, растворимые соли;
- групповой реактив, действие группового реактива на катионы VI аналитической группы, условия проведения, эффект реакций;
действие раствора щелочи на катионы VI аналитической группы, свойства и растворимость образовавшихся соединений;
применение окислительно-восстановительных реакций в качественном анализе катионов VI аналитической группы;
качественные реакции на Cu2+, Hg2+ (реактивы, названия, уравнения реакций, эффекты реакций).

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы кислот (HCl, HNO3,)
растворы щелочей (KOH, NaOH) и аммиака
растворы солей: Hg(NO3)2, KI, K4[Fe(CN)6], CuSO4;
медные пластинки;
б) посуда, оборудование
- пробирки
- держатели для пробирок
- спиртовки
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости










Частные реакции на катионы VI аналитической группы

Реакции на Cu+2
Растворы солей окрашены в голубой цвет

1. Действие раствора щелочи NaOH, KOH
К 2-3 капли раствора соли меди прибавляют 2-3 капли раствора щелочи.

CuSO4 + 2NaOH ( Cu(OH)2( + Na2SO4
Образуется осадок голубого цвета, чернеющий при нагревании.
Cu(OH)2(( CuO( + H2O
Проверить растворимость осадка в кислотах, щелочах, растворе аммиака.
Cu(OH)2( + H2SO4( CuSO4 + 2H2O
Cu(OH)2( + 4NH4OH( [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O

2. Действие раствора аммиака.
К 1-2 каплям раствора сульфата меди прибавляют 1-2 капли раствора гидроксида аммония. Выпадает осадок основной соли голубовато-зеленого цвета.
2CuSO4 + 2NH4OH ( (CuOH)2SO4( + (NH4)2SO4

При прибавлении избытка реактива осадок растворяется с образованием комплексной соли интенсивно синего цвета.
(CuOH)2SO4(+ (NH4)2SO4 + 2NH4OH ( 2[Cu(NH3)4]SO4 + 8H2O

При подкислении аммиачный комплекс разрушается.
[Cu(NH3)4]SO4 + 3H2SO4 ( CuSO4 + 2(NH4)2SO4 + 2H2O
(синий) (голубой)

3. Действие иодида калия –KI.
К 1-2 каплям раствора сульфата меди прибавляют 1-2 капли иодида калия. Образуется осадок белого цвета.
2CuSO4 + 4KI(Cu2I2 + I2 + 2K2SO4
(бел.) (бур.)

4. Действие гексациано феррата (II) калия-K4[Fe(CN)6].
К 1-2 каплям раствора сульфата меди прибавляют 1-2 капли гексацианоферрата (II) калия. Образуется красно-бурый осадок. Полученный осадок растворяется в растворе аммиака, разлагается в растворе щелочи, нерастворим в кислотах (Проверить!).
2CuSO4 + K4[Fe(CN)6]( Cu2[Fe(CN)6]( + 2K2SO4
Cu2[Fe(CN)6]( + 4КОН ( 2Cu(OH)2( + K4[Fe(CN)6]
(голубой)
Cu2[Fe(CN)6]( + 6NH4ОН ( (NH4)2[Fe(CN)6] + 2[Cu(NH3)4](OH)2 + 6H2O

Реакции на Hg+2

1. Действие раствора щелочи NaOH, KOH
К 2-3 капли раствора нитрата ртути (II) прибавьте 2-3 капли раствора щелочи. Образуется осадок желтого цвета.

Hg(NO3)2 + 2NaOH ( HgO( + 2NaNO3 + Н2О
(желтый)
Полученный осадок проверить на растворимость в кислотах (лучше НNO3) и щелочах.
HgO( + 2НNO3( Hg(NO3)2 + Н2О

2. Действие раствора аммиака.
К 2-3 каплям раствора нитрата ртути (II) прибавьте недостаток раствора гидроксида аммония. Образуется белый осадок комплексной соли.
Hg(NO3)2 + 2NH4OH ( [HgNH2]NO3( + (NH4)NO3 + 2H2O
(белый)

Полученный осадок растворим в кислотах.
[HgNH2]NO3 + 2HNO3( NH4NO3 + Hg(NO3)2

3. Действие иодида калия –KI.
К 2-3 каплям раствора нитрата ртути () прибавьте 2-3 капли раствора иодида калия. Образуется оранжево-красный осадок. В избытке реактива растворяется.
Hg(NO3)2 + 2KI ( HgI2( + 2KNO3
(оранжево-красный)
HgI2( + 2KI( K2[HgI4]

4. На медную пластинку нанести 0,5 –1 капля раствора нитрата ртути (II). Появляется блестящий налет.
Cu + Hg(NO3)2 (Hg + Cu(NO3)2













Занятие 10
Анализ смеси катионов I -VI аналитических групп

Задачи
Закрепить навыков дробного и систематического хода анализа.
Закрепление знаний по теме «Катионы катионов I -VI аналитических групп».

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
окраска катионов I -VI аналитических групп;
растворимые соли катионов I -VI аналитических групп;
групповые реактива на катионов I -VI аналитических групп;
специфические реактивы на катионы катионов V;
частные реакции на катионы I, II, III, IV, VI аналитических групп.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы кислот (HCl, HNO3, СН3СООН, H2SO4, H2C2O4)
растворы щелочей (KOH, NaOH) и аммиака
концентрированный раствор NH4OH
раствор Na2CO3, K2CO3, K2CrO4, NaHC4H4O6, KH2SbO4, KI, K4[Fe(CN)6], K3[Fe(CN)6], NH4SCN, Na2HPO4, (NH4)2[Hg(SCN)4], Co(NO3)2;
раствор ализарина;
реактив Несслера.
б) посуда, оборудование
- пробирки
- стеклянные палочки
водяные бани
плитки
тигли
центрифуги.
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости








Анализ смеси катионов всех шести групп.
Если задача дана без осадка:
Определение групповой принадлежности.

Проба на катионы 2 группы. К 4-5 каплям задачи прибавьте по 4-5 капель разбавленной HCl и спирта, охладите под краном, дайте им постоять 10 –15 минут. Образование осадка говорит о присутствии катионов 2 группы. Получите осадок в большом количестве, анализируете по ООД 1-2 групп. (Анализ осадка № 1).

Проба на катионы 3 группы. Если отсутствует 2 группа, то тогда сделайте пробу на катионы 3 группы. Для этого к 4-5 каплям радачи прибавьте 4-5 капель H2SO4 и спирта. Появление осадка говорит о присутствии катионов 3 группы. См. ООД 3-4 групп с отделением 3 группы от четвертой.

Проба на катионы: 1. Проба на Zn+2: К 4-5 каплям задачи прибавить 6-7 капель насыщенного раствора NaOH, взболтайте, нагрейте, до кипения, отцентрифугируйте. Проверьте полноту осаждения гидроксидов V и VI групп с NaOH. Отделите центруфугат от осадка. К части центрифугата прибавьте CH3COOH до кислой реакции среды, добавьте 4-5 капель разбавленного раствора Co(NO3)2 и столько же (NH4)2[Hg(SCN)4]. Энергично взболтайте. Если при этом осадок синеет, значит, в задаче Zn2+. 2. Проба на Al+3 с ализарином: На фильтровальную бумагу нанести каплю K4[Fe(CN)6], посушите. В центре пятна дайте 1 каплю задачи (дайте ей впитаться) и 1-2 капли воды, дайте впитаться. Подержите над концентрированным раствором NH4OH . Перечеркните пятно капилляром с ализарином и опять подержите над концентрированным раствором NH4OH . Слегка подсушите. Если на периферии появиться красное пятно, значит, в задаче присутствует Al+3. 3. Проба на Fe+2 реактив K3[Fe(CN)6]: См. ход анализа на 5 аналитическую группу. 4. Проба на Fe+3 реактив K4[Fe(CN)6]: См. ход анализа на 5 аналитическую группу. 5. Проба на Mn+2 реактив HNO3 , PbO2, H2C2O4 +KOH (насыщ.) : См. ход анализа на 5 аналитическую группу. 6. Проба на Mg+2: См. ход анализа на 5 аналитическую группу. 7. Проба на Bi+3: См. ход анализа на 5 аналитическую группу. 8. Проба на Hg+2: К 4-5 каплям задачи прибавьте 1-2 капли разбавленного раствора KI. Образование красно-оранжевого цвета раствора указывает на присутствие в задачи Hg+2. Можно проделать капельным путем. 9. Проба на Cu+2 : К 4-5 каплям задачи прибавьте 5-6 капель концентрированного раствора NH4OH. Если при этом получиться осадок, то его следует отцентрифугировать. Если центрифугат окрашен в синий цвет, то значит, в задачи присутствует Cu+2.

Проба на NH4+ со щелочью: (См. ход анализа I аналитической группы).

Проба на К+: К 5 – 6 каплям задачи прибавьте концентрированный раствор Na2CO3 до щелочной реакции на лакмус, нагрейте почти до кипения, отцентрифугируйте. Сделайте пробу на полноту осаждения, центрифугат нейтрализуйте CH3COOH до нейтральной или слабокислой реакции среды. Раствор выпарите досуха, прокалите, если в задаче обнаружен NH4+ ( см. ход анализа на I аналитическую группу), растворите сухой остаток в 2-3 каплях воды и прибавите 2-3 капли реактива Na3[Co(NO2)6] . Появление желтого осадка указывает на присутствие катиона К+.

Проба на Na+: К 5 – 6 каплям задачи прибавьте концентрированный раствор К2CO3 до щелочной реакции на лакмус, нагрейте почти до кипения, отцентрифугируйте. Сделайте пробу на полноту осаждения, центрифугат нейтрализуйте CH3COOH до нейтральной или слабокислой реакции среды (не должно быть кислой). Упарьте раствор до небольшого объема (2 –3 капли), прибавите 2-3 капли реактива KH2SbO4 , потрите стеклянной палочкой на холоду. Появление белого кристаллического осадка указывает на присутствие Na+.












Занятие 11
Анионы I-III аналитической группы

Задачи
1. Изучение качественных реакций на анионы I-III аналитической группы.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
анионы I аналитической группы, групповой реактив;
анионы II аналитической группы, групповой реактив;
анионы III аналитической группы, групповой реактив;
анионы-восстановители, анионы- окислители, индифферентные анионы;
качественные реакции на анионы, эффекты реакций, условия проведения, растворимость полученных осадков.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы солей: Na2SO4, Na2S2O3, Na2HPO4, Na2C2O4, Na2CO3, Na2CrO4 (K2CrO4), Na2B4O7(10H2O, KCl, KBr, KI, NaNO3,CH3COONa, BaCl2, AgNO3, Pb(NO3)2, KMnO4, FеSO4;
- растворы кислот: HCl, HNО3, H2SO4 (конц.), - спирт; - растворы щелочей NaOH, и аммиака NH4OH; - куркумовая бумага; - раствор ДФА в конц. H2SO4; - хлороформ.
б) посуда, оборудование
- пробирки
- водяные бани
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости










Качественные реакции на анионы
Анионы I аналитической группы

1. Сульфаты - SO42-
Реактив - хлорид бария - BaCl2 (Ион Ва2+)
К 2-3 каплям раствора хлорида бария прибавить 1-2 капли раствора сульфата натрия. Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи.
Na2SO4 + BaCl2 ( BaSO4((белый) + 2NaCl
(Отличие BaSO4 от других солей Ва2+ и изучаемых анионов)
2. Сульфиты- SO32-
Реактив - хлорид бария - BaCl2
К 2-3 каплям раствора сульфита натрия прибавить 2-3 капли раствора хлорида бария. Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи. Осадок может частично не растворяться в кислоте из-за частичного перехода сульфитов в сульфаты под действием кислорода воздуха.
Na2SO3 + BaCl2 ( BaSO3((белый) + 2NaCl
BaSO3( + 2HCl ( BaCl2 + H2SO3
(SO2(+H2O)
Реактив- сильная минеральная кислота
К 2-3 каплям раствора сульфита натрия прибавить 2-3 капли раствора соляной кислоты. Выделяется газ с запахом жженой серы (жженых спичек).
Na2SO3 +2HCl (2NaCl + H2SO3
(SO2((запах)+H2O)

Реактив- перманганат калия в присутствии серной кислоты.
К 1-2 каплям раствора перманганата калия прибавить 2-3 капли раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора сульфита натрия. Раствор обесцвечивается.
2KMn+7O4(роз)+5Na2S+4O3+3H2SO4 (2Mn+2SO4(б/ц)+K2SO4+5Na2S+6O4+3H2O
3. Тиосульфаты- S2O32-
Реактив- хлорид бария- BaCl2
Т.к. BaS2O3 легко образует перенасыщенные раствора для получения осадка необходимо стенки пробирки потереть стеклянной палочкой.

Реактив - сильная минеральная кислота
К 1-2 каплям раствора тиосульфата натрия прибавили 1-2 капли раствора соляной кислоты. Через некоторое время ощущается запах и выпадает осадок желтого цвета.
Na2S2O3 +2HCl ( 2NaCl + H2S2O3
(SO2((запах)+S((желтый)+H2O)

Реактив- нитрат серебра- AgNO3
К 1-2 каплям раствора тиосульфата натрия прибавить 3-4 капли раствора нитрата серебра (избыток). Выпадает осадок белого цвета, при стоянии переходящий в желтый, коричневый, а затем в черный.
Na2S2O3 + 2AgNO3(2NaNO3 + Ag2S2O3 ((белый)
Ag2S2O3 ((белый)+ H2O(Ag2S((черный) +H2SO4

Реактив раствор I2 или подкисленный раствор KMnO4
Раствор йода обесцвечивается в присутствии тиосульфата натрия.
2Na2S2O3 + I2 ( Na2S4O6 + 2NaI
(бурый) (б/ц)

Подкисленный раствор KMnO4 (2-3 капли раствора H2SO4 и 1 капля раствора KMnO4) обесцвечивается в присутствии тиосульфатов.
5Na2S2O3 + 8KMnO4 + 7H2SO4 ( 5Na2SO4 +
· "$&(ч8MnSO4 + 4K2SO4 + 7H2O
(розовый) (б/ц)
Mn+7 +5
· ( Mn+2 (5- окислитель 2S+2 -8
· ( 2S+6 (8 - восстановитель

4. Карбонаты- CO32-
Реактив хлорид бария- BaCl2
К 2-3 каплям раствора карбоната натрия прибавить 2-3 капли раствора хлорида бария. Полученный осадок растворяется в сильной минеральной кислоте. (Кроме H2SO4)
Na2CO3 + BaCl2( BaCO3((белый) +2NaCl
BaCO3( +2HCl(BaCl2 +H2O +CO2(

Реактив сильная минеральная кислота
К 2-3 каплям раствора карбоната натрия прибавить 1-2 капли раствора соляной кислоты. Выделяются пузырьки бесцветного газа.
Na2CO3 +2HCl(2NaCl +H2O +CO2(
5. Оксалаты- C2O42-
Реактив хлорид бария- BaCl2
к 2-3 каплям раствора оксалата аммония прибавить 1-2 капли раствора хлорида бария. Образуется осадок белого цвета, растворимый в соляной и азотной кислотах.
BaCl2 + (NH4)2C2O4(BaC2O4((белый) + 2NH4Cl
BaC2O4( + 2HNO3( H2C2O4 + Ba(NO3)2

Реактив перманганата калия в присутствии серной кислоты при температуре.
К 2-3 каплям раствора перманганата калия прибавляют 1-2 капли раствора серной кислоты, 2-3 капли раствора оксалата аммония. Раствор остается розовым. После нагревания на водяной бане раствор обесцвечивается.
2KMnO4 (роз)+5(NH4)2C2O4+8H2SO4 (t 2MnSO4 (б/ц)+K2SO4+5(NH4)2SO4+10CO2+8H2O
6. Фосфаты- PO43-
Реактив хлорид бария- BaCl2
К 2-3 каплям раствора натрия гидрофосфата прибавить 2-3 капли раствора хлорида бария. Выпадает белый осадок, растворимый в соляной и азотной кислотах.
BaCl2+Na2HPO4(BaHPO4((белый) +2NaCl
BaHPO4( +2HCl(BaCl2(раствор) + H3PO4

Реактив нитрат серебра- AgNO3
К 2-3 каплям раствора гидрофосфата натрия прибавить 2-3 капли раствора нитрата серебра. Образуется желтый осадок, растворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака.
3AgNO3 +Na2HPO4(Ag3PO4((желтый) + 2NaNO3 + HNO3
Ag3PO4( +3 HNO3(3AgNO3 + H3PO4
Ag3PO4( +6NH4OH( [Ag(NH3)2]3PO4 (раствор) +6H2O

7. Хроматы- CrO42-

Реактив хлорид бария - BaCl2
К 2-3 каплям раствора хлорида бария прибавить 2-3 капли раствора хромата калия. Образуется осадок желтого цвета, растворимый в соляной и азотной кислотах.
K2CrO4 + BaCl2(BaCrO4((желтый)+ 2KCl
BaCrO4(+ 2HCl( BaCl2 +H2C2O4

Реактив нитрат серебра- AgNO3
К 2-3 каплям раствора хромата калия прибавить 2-3 капли раствора нитрата серебра. Образуется осадок красно-бурого цвета, растворимый в азотной кислоте и аммиаке.
2AgNO3 + K2CrO4(Ag2CrO4( (красно-бурый)+2KNO3
Ag2CrO4 (+ 2HNO3(2AgNO3 + H2CrO4
Ag2CrO4 (+4NH4OH( [Ag(NH3)2]2CrO4 + 4H2O

Реактив нитрат свинца – Pb(NO3)2
К 2-3 каплям раствора хромата калия прибавить 2-3 капли раствора нитрата свинца. Образуется осадок ярко-желтого цвета, растворимый в азотной кислоте и избытке щелочи.
K2CrO4 +Pb(NO3)2(PbCrO4((желтый) + 2KNO3
PbCrO4( (желтый)+2HNO3(Pb(NO3)2 +H2CrO4

8. Бораты- BO33- и B4O72-

Реактив - куркумовая бумага
Куркумовую бумагу (желтый цвет) смачивают раствором соляной кислоты и раствором борной кислоты или ее соли. После высыхания бумага становится розовой. После обработки в парах аммиака окраска из розовой переходит в черно-зеленую.

Образование борно-этилового эфира.
В выпарительную чашку помещают несколько кристаллов борной кислоты или ее соли (если раствор, то выпаривают), 2-3 капли спирта и 1-2 капли концентрированной серной кислоты. Перемешивают, поджигают. Смесь горит пламенем с зеленой каймой.
Na2B4O7 +H2SO4 +5H2O (4H3BO3 + Na2SO4

-OH C2H5O-
B-OH + 3C2H5OH (C2H5O- B (борноэтиловый эфир)+3H2O
-OH C2H5O-


























Анионы II Аналитической группы
1. Хлориды- Cl-
Реактив нитрат серебра-AgNO3
К 2-3 каплям раствора хлорида натрия прибавить 2-3 капли раствора нитрата серебра. Образуется белый творожистый осадок, растворимый в аммиаке, нерастворимый в азотной кислоте.
AgNO3 +NaCl(AgCl((белый) +NaNO3
AgCl( +2NH4OH( [Ag(NH3)2]Cl +2H2O
[Ag(NH3)2]Cl +2HNO3( AgCl( +2NH4NO3
AgCl( +HNO3(
2. Бромиды- Br-
Реактив нитрат серебра -AgNO3
К 2-3 каплям раствора нитрата серебра прибавить 2-3 капли раствора бромида натрия. Выпадает осадок бледно- желтого цвета, частично растворимый в аммиаке.
AgNO3 +NaBr=AgBr((светло-желтый) +NaNO3
AgBr( +NH4OH=Частично
AgBr( +HNO3=

Реактив перманганат калия в кислой среде
К 2-3 каплям раствора перманганата калия прибавить 1-2 капли раствора серной кислоты и 2- 3 капли раствора бромида натрия. Раствор окрасился в желтый цвет. Прибавляют 1-2 капли хлороформа. Встряхивают. Хлороформенный слой окрасился в желтый цвет.
CHCl3
10NaBr +2KMnO4+8H2SO4 (
5Br2 (желтый)+5Na2SO4 +K2SO4+2MnSO4 +8H2O
2Br -1 -2e (Br20 (5
Mn+7 +5e(Mn+2 (2
3. Йодиды- I-
Реактив нитрат серебра -AgNO3
К 1-2 каплям раствора йодида калия прибавляют 1-2 капли раствора нитрата серебра. Образуется осадок желтого цвета, нерастворимый в азотной кислоте и растворе аммиака.
AgNO3 +NaI(AgI((желтый) +NaNO3
AgI( +NH4OH(
AgI( +HNO3(

Реактив перманганат калия в кислой среде
К 1-2 каплям раствора йодида калия прибавить 2-3 капли раствора перманганата калия, 1-2 капли раствора серной кислоты. Раствор окрасился в бурый цвет. Прибавляют 1-2 капли хлороформа. Встряхивают. Хлороформенный слой окрашивается в розовый цвет.
CHCl3
10KI +2KMnO4+8H2SO4 ( 5I2 (роз)+ 6K2SO4+2MnSO4 +8H2O
2I -1 -2
· (I20 (5
Mn+7 +5
· (Mn+2 (2

4. Сульфиды- S2-
Реактив нитрат серебра-AgNO3
К 1-2 каплям раствора сульфида натрия прибавить 1-2 капли раствора нитрата серебра. Образуется осадок черного цвета. Нерастворимый в азотной кислоте и растворе аммиака.
2AgNO3 +Na2S(Ag2S((черный) +2NaNO3
Ag2S( +NH4OH(
Ag2S( +HNO3(

Реактив сильная минеральная кислота
К 1-2 каплям раствора сульфида натрия прибавляют 1-2 капли раствора соляной кислоты. Ощущается запах гниющего белка (тухлых яиц).
Na2S + 2HCl (2NaCl + H2S( (Запах)

Реактив перманганат калия в присутствии серной кислоты.
К 2-3 каплям раствора сульфида натрия прибавляют 2-3 капли раствора перманганата калия, 1-2 капли раствора серной кислоты. Раствор обесцвечивается и мутнеет.
5Na2S +2KMnO4(роз)+8H2SO4 (
S((желтый)+ K2SO4+2MnSO4(б/ц) +5H2O+5Na2SO4
S -2 -2
· (S0 (5 - Восстановитель
Mn+7 +5
· (Mn+2 (2 - Окислитель









Анионы III аналитической группы

1. Нитраты-NO3-
Реактив дифениламин в концентрированной серной кислоте.
К 1 капле раствора нитрата натрия прибавляют 1 каплю реактива ДФА. Появляется синее окрашивание

-NH- -NH-

Реакция «бурого кольца»
К 1-2 каплям раствора нитрата натрия прибавляют 2-4 капли раствора сульфата железа (II). По стенке пробирки аккуратно наслоить 1-2 капли концентрированной серной кислоты. На границе водного и кислотного слоя образуется «бурое кольцо».
6FeSO4 +3NaNO3 +4H2SO4(конц.) (3Fe2(SO4)3 +2NO +Na2SO4 +4H2O
2Fe+2 -2
· (2Fe+3 (3 - восстановитель
N+5 +3
· (N+2 (2 - окислитель
FeSO4 +NO( [FeNO]SO4

Нитрит ион дает эту реакцию даже с разбавленной серной кислотой.
2. Нитриты-NO2-
Реактив сильная минеральная кислота
К 1-2 каплям раствора нитрита натрия прибавляют 1-2 капли раствора кислоты. Над раствором образуется газ бурого цвета (токсичен!).
2NaNO2 + H2SO4(Na2SO4 + 2HNO2
(NO( +NO2 ((бурый)+H2O)

Реактив перманганат калия в кислой среде.
К 1-2 каплям раствора перманганата калия прибавляют 1-2 капли раствора серной кислоты и 1-2 капли раствора нитрита натрия. Раствор обесцвечивается.
5NaNO2 +2KMnO4(роз)+3H2SO4=2MnSO4(б/ц)+K2SO4+5NaNO3+3H2O

Реактив йодид калия в кислой среде.
К 1-2 капли раствора йодида калия прибавляют 1-2 капли раствора соляной кислоты и 1-2 капли раствора нитрита натрия. Появляется бурое окрашивание.
5NaNO2 +2KI+4HCl(2NO+2NaCl +2KCl+I2(бурый) +2H2O
2I-1 -2
·(I20 (1 - восстановитель
N+3 +1
· (N+2 (2 - окислитель


Бромиды не окисляются нитритами.
Реактив дифениламин в концентрированной серной кислоте.
К 1-2 каплям раствора нитрита натрия прибавляют 1 каплю реактива ДФА появляется синее окрашивание, быстро исчезающее.

3. Aцетаты- CH3COO-
Реактив сильная минеральная кислота
К 2-3 каплям ацетата натрия прибавить 1-2 капли раствора серной или соляной кислоты. Ощущается характерный запах уксуса. (Запах усиливается при нагревании).
CH3COONa +HCl (t CH3COOH((запах) +NaCl

Реакция образования этилацетата
К 2-3 каплям ацетата натрия прибавить по 3-4 капли концентрированной серной кислоты и этилового спирта. Смесь нагреть на водяной бане в течении 2-3 минут. Образуется этил ацетат, обладающий характерным приятным запахом.
CH3COOH + C2H5OH (H2SO4 H2O + CH3-C=O
OC2H5((запах)


Реактив хлорид железа (III)
К 2-3 каплям раствора ацетата натрия прибавляют 1-2 капли раствора соли железа (III). Появляется красно-бурая окраска. При разбавлении раствора водой и нагревании выпадает осадок основной соли.
3CH3COONa +FeCl3 ( (CH3COO)3Fe +3NaCl
(CH3COO)3Fe +2H2O(t Fe(OH)2CH3COO((Бурый) + 2CH3COOH



















Занятие 12
Анализ смеси анионов I-III аналитических групп


Задачи
Научиться разделять анионы по эффекту реакции с групповым реактивом.
Закрепить знания по теме: «Анионы».

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
действие BaCl2, AgNO3 на анионы, эффект реакций, свойства образовавшихся осадков;
анионы-восстановители, взаимодействие с перманганатом калия, эффект реакции;
анионы-окислители, взаимодействие с йодидом калия, эффект реакции, продукты реакции;
действие сильной минеральной кислоты на анионы I, II, III групп, эффект реакции.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
- растворы солей: BaCl2, AgNO3, Pb(NO3)2, KMnO4, FеSO4;
- растворы кислот: HCl, HNО3, H2SO4 (конц.), - раствор аммиака NH4OH; - куркумовая бумага; - хлороформ.
б) посуда, оборудование
- пробирки
- водяные бани
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
таблица растворимости










Анализ смеси анионов

1. BaCl2 2. AgNO3 3. KMnO4 + H2SO4 4. KI + HCl


























Анализ смеси анионов I-III групп

Действие KI в присутствии HCl
(определение анионов окислителей)




















Действие сильных минеральных кислот




Анализ смеси анионов I-III групп

Действие KMnO4 в присутствии H2SO4
(определение анионов-восстановителей)





СНCl3











SO42- SO32- S2O32- S2- NO2- CO32- PO43- C2O42- BO33- Cl- Br- I- NO3- CH3COO-

Растворы мутные






Анализ смеси анионов I-III групп

Действие раствора AgNO3


















SO42- SO32- S2O32- CO32- PO43- C2O42- BO33- Cl- Br- I- S2- NO3- NO2- CH3COO-







Анализ смеси анионов

Действие раствора BaCl2

















SO42- SO32- S2O32- CO32- PO43- C2O42- BO33- Cl- Br- I- S2- NO3- NO2- CH3COO-








Анализ смеси анионов
Предварительные испытания:
SO42-, SO32-, S2O32-, CO32-, PO43-, C2O42-, BO33-, Cl-, Br- , I-, S2-, NO3-, NO2- CH3COO- CrO42-.
Проба на реакцию среды.

Если раствор задачи бесцветны, то отсутствует CrO42-.

Проба на анионы I группы и обнаружение аниона - SO42-. К 2-3 каплям нейтрального или слабощелочного раствора прибавляют 1-2 капли раствора BaCl2. 1) Образование осадка указывает на присутствие анионов I группы. Часть этого осадка пробуют растворить в растворе HCl или HNO3. Если осадок не растворился, то присутствует анион SO42-, а если растворился полностью, то SO42- отсутствует. 2) Если осадка от действия BaCl2 не образуется, то анионы I группы отсутствуют, кроме S2O32-, BO33-. Присутствие S2O32- доказывается пробой с AgNO3, а BO33- куркумовой бумажкой.

Проба на анионы II группы, а также обнаружение анионов S2O32-, PO43-. К 3-4 каплям раствора AgNO3 прибавляют 1-2 капли исследуемого раствора. 1) Если образовался осадок черного цвета, это указывает на присутствие S2-. 2) Если образовался осадок белого цвета, который на воздухе быстро желтеет, буреет и чернеет, то присутствует S2O32-. 3) Если выпадает осадок желтого цвета, то на осадок действуют раствором HNO3 и нагревают. Если осадок полностью растворился в растворе HNO3, то возможно наличие PO43-. Чтобы подтвердить присутствие PO43- нужно сделать пробу магнезиальной смесью. Выпадение белого осадка подтверждает присутствие PO43-. 4) Если выпал осадок белого или желтого цвета и не растворился в HNO3, то присутствуют анионы II группы: Cl-, Br- , I-. а) если осадок белый, то присутствует Cl-. Тогда к 1-2 каплям исследуемого раствора прибавляют 1-2 капли раствора AgNO3. Полученный осадок растворяют в растворе NH4OH, а затем добавляют НNO3 до кислой реакции среды. Образование белого осадка или мути говорит о присутствии Cl-. б) Если осадок желтоватый, то Br-, а если желтый, то I-. Окончательно убеждаются в их присутствии в пробе на анионы восстановители (одновременно Br- , I- в задаче не дают). 5) Если с AgNO3 образовался осадок белого цвета и полностью растворился в НNO3, то это какой-то анион I группы и его обнаруживают в других пробах.
Проба на анионы восстановители: SO32-, S2O32-, S2-, I-, Br-, C2O42-. Для этого к 4-5 каплям раствора задачи прибавляют 2-3 капли раствора H2SO4 и 2 капли раствора KMnO4 (избытка следует избегать, т.к может выпасть черно-бурый осадок маскирующий изменение окраски). 1) Если при этом фиолетовая окраска KMnO4 обесцвечивается, то это говорит о присутствии какого-то аниона восстановителя или S2-, SO32-, S2O32-. 2) Если фиолетовая окраска исчезает и появляется желтая или буроватая, то присутствуют I- или Br-. Для этого, чтобы определить присутствие I- или Br- к желтому или бурому раствору прибавляют несколько капель CH3Cl и энергично взбалтывают. Если хлороформный слой окрасился в желтый цвет , то Br-, если в фиолетовый, то I-. 3) Если раствор KMnO4 не обесцветился при обычных условиях, то раствор нагревают. Если при этом происходит обесцвечивание, то вероятно присутствует C2O42-. Для подтверждения присутствия C2O42- проделывают следующие реакции: к 2 каплям раствора задачи прибавляют 1-2 капли раствора CaCl2 или BaCl2, если при этом выпадает белый осадок, то это значит, что присутствует C2O42-. Обе реакции должны быть положительными. Примечание: в задаче одновременно анионы восстановители и окислители быть не могут. Если проба на анионы восстановители отрицательна, то переходят к пробе на анионы окислители.

Проба на присутствие анионов окислителей: CrO42-, NO3-. Для этого к 3-4 каплям задачи прибавляют 1-2 капли раствора H2SO4 и 2-3 капли раствора KI (легкое нагревание усиливает реакцию). Появление желтой окраски, выделяющегося свободного I2 указывает на присутствии какого-то аниона окислителя. Если проба с KI оказалась положительной и даже отрицательной, то необходимо проделывать реакцию «бурого кольца» на NO3-. Для этого к 2-3 каплям раствора задачи прибавляют 2 капли насыщенного раствора FeSO4 перемешивают и осторожно по стенкам пробирки прибавляют 2 капли концентрированной H2SO4 . Если на границе слоев образуется «бурое кольцо», то присутствует анион NO3-.

Проба на выделение газов. К 3-4 каплям раствора задачи прибавляют 2-3 капли раствора H2SO4 и слегка встряхивают, при этом следует установить состав газов, доказывающих присутствие некоторых анионов. 1) Бесцветный газ без запаха СО2 - присутствует анион СО32-. 2) Бесцветный газ с запахом горящей серы SO2 – присутствует анион SO32-3) Бесцветный газ с запахом горящей серы и одновременно наблюдается помутнение раствора вследствии выделения S( - присутствует анион S2O32- (нагревание ускоряет реакцию). 4) Газ с запахом тухлых яиц H2S вызывающий почернение фильтровальной бумажки смоченной Pb(NO3)2 – присутствие S2-. 5) Запах уксусной кислоты- присутствует анион СН3СОО-. 6) Газ бурого цвета NO2 – присутствует анион NO2-. Примечание: эту пробу можно использовать для открытия аниона ВО33-. Для этого в подкисленном растворе смачивают куркумовую бумажку, затем подсушивают. Если сухая куркумовая бумажка порозовела , то это говорит о присутствии ВО33-.







































Занятие № 13
Кислотно–основное титрование
Тренировка с мерной посудой
Приготовление тетрабората натрия

Задачи
Освоить навыки работы с мерной посудой (бюреткой, пипеткой, мерной колбой).
Освоить технику взвешивания на ручных весах и аналитических весах.
Освоить технику приготовления растворов с титром приготовленным (стандартные растворы).
Научиться рассчитывать концентрацию раствора с титром приготовленным.
Научиться рассчитывать поправочный коэффициент титрованных растворов.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
назначение мерной посуды;
техника приготовления растворов с титром приготовленным;
поправочный коэффициент и способы его расчета;
расчет концентрации раствора с титром приготовленным;
титр и способы его расчета.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
кристаллический тетраборат натрия.
б) посуда, оборудование
бюретки;
пипетки;
мерные колбы;
колбы для титрования;
бюксы;
воронки;
ручные весы;
разновес;
аналитические весы;
флаконы на 100 мл;
крахмал;
плитки.
в) наглядные пособия, таблицы
таблицы работы с мерной посудой

Приготовление 100 мл раствора тетрабората натрия с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л условных частиц Ѕ Na2B4O7(10H2O

Тетраборат натрия – исходное вещество, из него готовят раствор с титром приготовленным, отвечает требованиям для исходных веществ.

Рассчитывает навеску:
C(f Na2B4O7) (f Na2B4O7 (M Na2B4O7(Vколбы 0,1(1/2 (381,44 (100
Q Na2B4O7 =T(V= 1000 = 1000 = 1,9072 ((1,91).
f Na2B4O7= 1/2 ; M. м. Na2B4O7= 381,44 г/моль.

Отвешивают на технических весах навеску тетрабората натрия 1,91 грамм, высыпают в сухой и чистый бюкс и взвешивают на аналитических весах. Навеску осторожно пересыпают через сухую воронку в мерную колбу на 100 мл. Бюкс с останком навески взвешивают на аналитических весах.

масса бюкса с тетраборатом натрия ..,..
масса пустого бюкса ..,..
Q практическая ..,..

Воронку ополаскивают горячей водой, смывая остатки тетрабората натрия и наливаем 50 мл горячей воды, перемешивают до полного растворения навески. Охлаждают полученный раствор до комнатной температуры и доводят водой до метки (по нижнему мениску). Раствор тщательно перемешивают, переливают во флакон, закрывают пробкой, наклеивают этикетку.

Расчеты: Q пр.
К раствора Na2B4O7 (10 Н2О = Q теор. = 1,9072 = ..

С(f Na2B4O7(10 Н2О)= С теор.((f Na2B4O7(10 Н2О)(К= 0,1(К =.,.













Занятие №14
Определение молярной концентрации эквивалента раствора хлористоводородной кислоты по раствору тетрабората натрия

Задачи
Закрепить на практике теоретические знания.
Освоить методику титрования.
Определение точки эквивалентности по индикатору м/ор.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
способы приготовления титрованных растворов в зависимости от свойств растворенных веществ;
способы расчета титра растворов с титром приготовленным и титром приготовленным.
Способы фиксации точки эквивалентности и подбора индикаторов в зависимости от значения рН раствора в точке эквивалентности.

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
раствор HCl c С(f HCl) =0,1моль/л;
раствор тетрабората натрия c С(f Na2B4O7(10 Н2О) ( 0,1 моль/л;
индикатор метилоранж.
б) посуда, оборудование
бюретки;
пипетки;
колбы для титрования;
штативы.
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Таблица молярных масс
Таблицы:
техники работы с пипетками;
отсчеты по бюретке;
техника работы с бюретками.








Определение молярной концентрации эквивалента хлористоводородной кислоты по стандартному раствору тетрабората натрия с С(f Na2B4O7(10 Н2О)=0,1 моль/л условных частиц Ѕ Na2B4O7(10 Н2О

Na2B4O7 + 2HCl + 5H2O ( 2NaCl + 4H3BO3
pH=7 pH<7

Техника выполнения: бюретку ополаскивают и заполняют титрованным раствором хлористоводородной кислоты. Набирают пипеткой 10 мл стандартного раствора тетрабората натрия, выливают в колу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора метилоранжа. Раствор приобретает желтую окраску. Титруют хлористоводородной кислотой на белом фоне до перехода желтой окраски в оранжевую, титруют 2-3 раза. Разница в титровании не должна превышать 0,1 мл.

I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3
C(f HCl) ·V HCl = C(f Na2B4O7)· V Na2B4O7

C(f Na2B4O7)· V Na2B4O7
C(f HCl) = V ср. HCl = .

C(f Na2B4O7) смотри работу №13.

Q пр. C(f пр. HCl)
К= Q теор. = 0,1 = .
















Занятие №15
Приготовление 100 мл раствора щавелевой кислоты с С(f H2C2O4)=0,1 моль/л условных частиц Ѕ Н2С2О4

Задачи
Закрепить на практике теоретические знания.
Закрепить навыки работы с аналитическими весами.
Закрепить навыки работы с мерной посудой.
Закрепить навыки приготовления стандартных растворов.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
назначение мерной посуды;
требования, предъявляемые к исходным веществам;
техника приготовления растворов с титром приготовленным и установленным;
техника определения поправочного коэффициента и его расчеты;

Материальное обеспечение:
а) реактивы:
кристаллическая щавелевая кислота Н2С2О4·2Н2О

б) посуда, оборудование
мерные колбы;
воронки;
бюксы;
разновес;
ручные и аналитические весы;
флаконы.
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Таблица «Техника работы с мерной посудой».











Приготовление 100 мл раствора щавелевой кислоты с С(f H2C2O4)=0,1 моль/л условных частиц Ѕ Н2С2О4

Щавелевая кислота – отвечает требованиям для исходных веществ, поэтому из нее готовят раствор с титром приготовленным.

Н2С2О4 + 2NaOH ( Na2C2O4 + 2H2O
f Н2C2O4 =1/2

Расчет навески:
Q ( Q=T(V
1) Т= V

C(f Н2C2O4) (f Н2C2O4 (M Н2C2O4 (Vколбы 0,1(1/2 (126 (100
2) Qтеор.Н2C2O4 =T(Vкол = 1000 = 1000 = 0,63 г.
M.м. Н2C2O4=126 г/моль.

На технических весах отвешивают 0,63 грамма щавелевой кислоты, высыпают в сухой и чистый бюкс и взвешивают на аналитических весах. Навеску осторожно пересыпают из бюкса через сухую чистую воронку в мерную колбу. Бюкс с остатком навески взвешивают на аналитических весах.

масса бюкса с щавелевой кислотой ..,..
масса пустого бюкса ..,..
Q практическая Н2C2O4 ..,..

Навеску в мерной колбе растворяют в небольшлм количестве воды до полного растворения навески, доводят водой до метки (по нижнему мениску) и тщательно перемешивают.

Q пр.
К раствора Н2С2О4·2Н2О = Q теор. = 0,63 = ..

С пр.(f Н2С2О4·2Н2О)= С теор.((f Н2С2О4·2Н2О)(К= 0,1(К =.,.











Занятие №16
Определение концентрации гидроксида натрия по раствору щавелевой кислоты

Задачи
Закрепить на практике теоретические знания.
Освоить методику титрования в методе алкалиметрии.
Освоить технику определения точки эквивалентности по индикатору фенолфталеину.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Способы выражения концентрации; молярная, молярная концентрация эквивалента;
Титр. Техника приготовления растворов с титром установленным и титром установленным;
Рабочие и стандартные растворы метода кислотно-основного титрования;
Фиксация точки эквивалентности с помощью кислотно-основного индикатора;
Определение поправочного коэффициента и способы его расчета.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
раствор NaOH ( 0,1 моль/л;
индикатор фенолфталеин;
раствор Н2С2О4·2Н2О с точной концентрацией (приготовленная студентами).
б) посуда, оборудование
бюретки;
пипетки;
воронки;
колбы для титрования
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Таблица «Техника работы с мерной посудой».








Определение молярной концентрации эквивалента гидроксида натрия по раствору щавелевой кислоты

Н2С2О4 + 2NaOH ( Na2C2O4 + 2H2O
Na2C2O4 ( 2Na+ + C2O42-
C2O42- + HOH ( HC2O4- + OH- pH (7

Техника выполнения: бюретку заполняют рабочим раствором гидроксида натрия, набирают пипеткой 10 мл стандартного раствора щавелевой кислоты точной концентрации, выливают в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора фенолфталеина, т.к. в точке эквивалентности среда щелочная (смотри уравнение реакции), титруют раствором гидроксида натрия до появления розовой окраски, неисчезающей в течение 20-30 секунд. Титрование повторяют 2-3 раза.

I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f Н2С2О4) ·V Н2С2О4 = C(f NaOH) · V NaOH

C(f Н2С2О4) · V Н2С2О4
C(f NaOH) = V ср. NaOH = .

C(f Н2С2О4) смотри работу №13.

C(f) пр. C(f пр NaOH)
К= C(f) теор. = 0,1 = .















Задание №17.
Проверить процентное содержание гидрокарбоната натрия в растворе, проверить процентное содержание гидроксида аммония, проверить процентное содержание хлористоводородной кислоты, проверить процентное содержание уксусной кислоты.


Задачи
Закрепить теоретические знания и практические умения и навыки.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Формулы расчета и определения концентрации: молярная, молярная концентрация эквивалента, титр, титр рабочего раствора по определяемому веществу.
Рабочие растворы методов кислотно-основного титрования.
Исходные вещества методов кислотно-основного титрования.
Подбор индикаторов в зависимости от рН в точке эквивалентности.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
раствор NaOH С(f NaOH) =0,1 моль/л
раствор HCl c С(f HCl) =0,1моль/л
раствор NaHCO3;
раствор NH4OH;
раствор CH3COOH;
раствор HCl;
индикатор метилоранж;
индикатор фенолфталеин;
б) посуда, оборудование
бюретки;
пипетки;
мерные колбы на 100 мл;
воронки;
колбы для титрования
в) наглядные пособия, таблицы
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева







Проверка процентного содержания (5% раствора натрия гидрокарбоната ((=1,033 г/мл).

NaHCO3 + HCl ( NaCl + H2CO3
рН=7 рН<7

f NaHCO3=1, М.м. NaHCO3=84 г/моль.

Если взять для титрования непосредственно 10 мл 5% раствора гидрокарбоната натрия, можно ли сразу оттитровать раствором HCl.
Проведем расчет ориентировочного объема титранта:
1. Сколько грамм NaHCO3 содержится в 10 мл раствора? В 100 граммах раствора содержится 5 грамм NaHCO3
10 мл (( (m=V(() – x
10(1,033 (5
x= 100 = 0,5165 г.

C(f HCl)( М. NaHCO3( f NaHCO3 0,1(84( 1
2. Расчет T HCl/NaHCO3 = 1000 = 1000 = 0,0084 г/мл.
T HCl/NaHCO3 показывает, что 1 мл раствора HCl С(f HCl) =0,1моль/л реагирует с 0,0084 г NaHCO3
х 0,5165 г
1( 0,5165
х= 0,0084 = 61,48 ( 61,5 мл
Расчет показывает, что необходимо приготовить разведение, т.к. объема бюретки (25 мл) не хватит на титрование. Будем готовить разведение объемом 100 мл раствора NaHCO3 с С(f NaHCO3) 0,1моль/л.

1. Сколько граммов NaHCO3 необходимо для приготовления 100 мл раствора с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л?
Q ( Q=T(V
Т= V

C(f NaHCO3) (f NaHCO3 (M NaHCO3 (Vколбы 0,1(1 (84(100
Q= 1000 = 1000 = 0,84 г.

2. В какой массе 5 % раствора содержится 0,84 грамм NaHCO3 В 100 граммах 5% раствора содержится 5 грамм NaHCO3
х 0,84 г
100( 0,84
х= 5 = 16,8 5% раствора NaHCO3
3. В каком объеме 5 % раствора содержится 0,84 грамма NaHCO3.
m 16,8 г
V= ( = 1,033 г/мл =16,3 мл 5 % раствора NaHCO3.
Специальную бюретку заполняют 5% раствором NaHCO3 по всем правилам и отмеряют 16,3 мл в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки по нижнему мениску, перемешивают.

Техника выполнения: рабочую бюретку заполняют раствором HCl с С(f HCl) 0,1моль/л, пипеткой из мерной колбы отмеряют 10 мл приготовленного раствора NaHCO3, переносят в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора метилоранжа (см уравнение реакции и рН в точке эквивалентности) и титруют раствором HCl с С(f HCl) 0,1моль/л до перехода желтой окраски в оранжевую. Титрование повторяют 2-3 раза.
Результаты титрования:
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f HCl)( М. NaHCO3( f NaHCO3 0,1(84( 1
T HCl/NaHCO3 = 1000 = 1000 = 0,0084 г/мл.

Vср. HCl ( K HCl( T HCl/NaHCO3 (Vколбы(100
% раствора NaHCO3= Q(Vпип. =

C(f HCl) см. задание №14
K HCl см. задание №14
Q=16,8 грамм
Vпип.= 10мл

Вывод: это значит, что в 100 граммах раствора содержится гр. NaHCO3.

Проверка процентного содержания газообразного аммиака в 10 % растворе ((=0,9575 г/мл)
Рассчитайте ориентировочный объем титранта необходимый для титрования 10 мл 10 % раствора аммиака, и убедитесь в необходимости приготовления разведения (смотрите предыдущую работу).

1. Приготовление 100 мл раствора аммиака с молярной концентрацией 0,1 моль/л. NH3 + HCl( NH4Cl f NH3=1; М. м. NH3=17 г/моль. а) Сколько граммов газообразного аммиака содержится в 100 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л.

C(f NH3) (f NH3 (M NH3 (Vколбы 0,1(1 (17,03(100
Q=T(V = 1000 = 1000 = 0,1703 г.
б) В какой массе 10% раствора аммиака содержится 0,1703 грамма NH3.
В 100 граммах 10% раствора содержится 10 грамм NH3
х 0,1703 г NH3
100( 0,1703
х= 10 = 1,703 гр.- 10% раствора NH3

в) В каком объеме 10% раствора аммиака содержится 1,703 грамма NH3
m 1,703 г
V= ( = 0,9575 г/мл =1,775 мл ( 1,8 мл 10 % раствора NH3.

Специальную бюретку заполняют по всем правилам 10 % раствором аммиака и отмеривают 1,8 мл раствора (каждое измерение начинают с нуля!), помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки и тщательно перемешивают.

2. Проверка процентного содержания
Рабочую бюретку заполняют рабочим раствором (раствором HCl с С(f HCl) 0,1моль/л). Пипеткой из мерной колбы отмеривают 10 мл приготовленного раствора аммиака и помещают в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора метилового оранжевого (используя уравнение реакции, значение рН в точке эквивалентности, объясните, можно ли использовать индикатор фенолфталеин?) и титруют раствором хлороводородной кислоты на белом фоне до перехода желтой окраски раствора в оранжевую. Титрование повторяют 2-3 раза:
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3
NH3 + HCl( NH4Cl
NH4+ + H2O ( NH4OH + H+
pH(7

C(f HCl)( М. NH3( f NH3 0,1(17,03( 1
T HCl/NH3 = 1000 = 1000 = 0,001703 г/мл.

Vср. HCl ( K HCl( T HCl/NH3 (Vколбы(100
% раствора NH3= Q(Vпип. =

C(f HCl) см. задание №14
K HCl см. задание №14
Q=1,8 грамм
Vпип.= 10мл

Вывод: в 100 граммах раствора содержится гр. газообразного NH3.

Проверка процентного содержания хлороводорода в 8 % растворе ((=1,0376 г/мл).

HCl + NaOH (NaCl + H2O
рН=7
f HCl=1 M. м. HCl=36,46 г/моль
Определим, можно ли непосредственно оттитровать анализируемый раствор, рассчитаем ориентировочный объем раствора NaOH с молярной концентрацией 0,1 моль/л, который будет израсходован на титрование 10 мл 8 % раствора хлороводородной кислоты.

1. Сколько грамм хлородоворода содержится в 10 мл 8 % растворе.
В 100 граммах 8 % раствора содержится 8 грамм HCl
10 мл(1,0376 (m=V((( х

10( 1,0376((
х= 100 = 0,83008 ( 0,83 HCl

2. C(f NaOH)( М.HCl ( f HCl 0,1(36,46( 1
T NaOH/HCl = 1000 = 1000 = 0,003646 г/мл.

T NaOH/HCl ( 1 мл раствора NaOH 0,003646 г. HCl
х 0,83 г. HCl
1( 0,83
х= 0,003646 = 227,65 мл ( необходимо готовить разведение.

I. Приготовление 100 мл раствора кислоты хлороводородной с молярной концентрацией 0, 1 моль/л. а) Сколько граммов газообразного хлороводорода необходимо для приготовления 100 мл раствора с C(f HCl)=0,1 моль/л.

C(f HCl) (f HCl (M HCl (Vколбы 0,1(1 (36,46(100
Q=T(V = 1000 = 1000 = 0,3646 г. газообразного HCl. б) В какой массе 8 % раствора содержится 0,3646 грамм хлороводорода.
В 100 граммах 8 % раствора содержится 8 грамм HCl
х 0,3646 г HCl
100( 0,3646
х= 8 = 4,56 8 % раствора HCl

в) В каком объеме 8% раствора содержится 4,56 грамм хлороводорода
m 4,56 г
V= ( = 1,0376 г/мл =4,4 мл 8 % раствора HCl.
Специальную бюретку заполняют 8% раствором хлороводородной кислоты и отмеривают 4,4 мл (каждое измерение начинают с нуля), помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят водой до метки, тщательно перемешивают.

II. Проверка процентного содержания.
Рабочую бюретку заполняют рабочим раствором щелочи. Пипеткой отмеривают 10 мл приготовленного раствора хлороводородной кислоты и помещают в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора фенолфталеина (объясните, можно ли использовать индикатор метиловый оранжевый) и титруют раствором NaOH на белом фоне до появления розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд. Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f NaOH)( М. HCl( f HCl 0,1(36,46( 1
T NaOH/HCl = 1000 = 1000 = 0,003646 г/мл.

Vср. NaOH ( K NaOH ( T NaOH /HCl (Vколбы(100
% раствора HCl = Q(Vпип. =

C(f NaOH) см. задание №16
K NaOH см. задание №16

Вывод: в 100 граммах раствора содержится гр. хлороводорода.

Проверка процентного содержания уксусной кислоты в 8 % растворе ((=1,0097 г/мл)
СН3СООН + NaOH( CH3COONa + H2O
(CH3COO- + HOH ( CH3COOH + OH- (pH((()

Рассчитайте ориентировочный объем титранта, который может быть израсходован на титрование 10 мл 8 % раствора уксусной кислоты. Убедитесь в необходимости приготовления разведения (смотри предыдущую работу).
1. Приготовление 100 мл раствора уксусной кислоты с молярной концентрацией 0,1 моль/л. а) Сколько граммов химически чистой уксусной кислоты необходимо для приготовления 100 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л
C(f СН3СООН) (f СН3СООН (M СН3СООН (Vколбы 0,1(1 (60,05(100
Q=T(V = 1000 = 1000 = 0,6005 г. химически чистой СН3СООН.

f CH3COOH=1 M.м. CH3COOH=60,05 г/моль.

б) В какой массе 8 % раствора содержится 0,6005 грамм химически чистой CH3COOH.
В 100 граммах 8 % раствора содержится 8 грамм CH3COOH х 0,6005 г CH3COOH
100( 0,6005
х= 8 = 7,5 гр - 8 % раствора CH3COOH.

в) В каком объеме 8 % раствора содержится 0,6005 г химически чистой CH3COOH
m 7,5 г
V= ( = 1,0097 г/мл =7,4 мл 8 % раствора CH3COOH.
Специальную бюретку заполняют 8 % раствором уксусной кислоты и отмеривают 7,4 мл, помещают в мерную колбу на 100 мл, доводят объем водой до метки, тщательно перемешивают.

2. Проверка процентного содержания.
Рабочую бюретку заполняют рабочим раствором (раствор NaOH с С(f NaOH) 0,1моль/л). Пипеткой из мерной колбы отмеривают 10 мл приготовленного раствора уксусной кислоты, переносят в колбу для титрования, прибавляют 2 капли индикатора фенолфталеина (решите, можно ли использовать индикатор метиловый оранжевый?) и тируют раствором щелочи (На белом фоне!) до розовой окраски, устойчивой в течение 30 секунд. Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f NaOH)( М. CH3COOH ( f CH3COOH 0,1(60,05( 1
T NaOH/CH3COOH = 1000 = 1000 = 0,006005 г/мл.

Vср. NaOH ( K NaOH ( T NaOH /CH3COOH (Vколбы(100
% раствора СН3СООН = Q(Vпип. =


K NaOH см. задание № 16

Вывод: в 100 граммах раствора содержится гр. химически чистой уксусной кислоты.



Занятие № 18
Метод перманганатометрия
Приготовление раствора перманганата калия с примерной концентрацией 0,1 моль/л условных частиц 1/5 KMnO4.

Задачи
Закрепить теоретические знания на практике.

Продолжительность занятия: 45 минут (1 академический час).

Вопросы самоподготовки:
Написание окислительно-восстановительных реакций;
определение фактора эквивалента окислителя и восстановителя;
техника приготовления раствора KMnO4, почему нельзя приготовить из перманганата калия раствор по точной навеске;
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
кристаллический KMnO4.
б) посуда, оборудование:
воронки;
ручные весы;
разновес;
флаконы на 100 мл;
крахмал;
стеклянные пробки;
мерные цилиндры.


















Приготовление 100 мл раствора KMnO4 примерной концентрации 0,1 моль/л условных частиц 1/5 KMnO4

2KMnO4 +5H2C2O4+3H2SO4 ( 2MnSO4 +K2SO4+10CO2+8H2O

С2О4-2 -2
· (2СО20 (5 процесс: окисление; f H2C2O4=1/2
(восстановитель)

Mn+7 +5
· (Mn+2 (2 процесс: восстановление; f KMnO4=1/5
(окислитель)

М.м. KMnO4= 158 г/моль.

Приготовить титрованный раствор KMnO4 по точной навеске нельзя, так как он легко изменяется под действием даже следов восстановителей, поэтому раствор готовят примерной концентрации.
4KMnO4 + 2H2O(4MnO2+ 4KOH +3O2

Расчет навески:
C(f KMnO4) (f KMnO4 (M KMnO4 (Vколбы 0,1(1/5 (158(100
Q=T(V = 1000 = 1000 = 0,316 г.( 0,32 г.

Техника приготовления: На ручных весах отвешивают 0,32 грамма KMnO4, помещают во флакон, тщательно перемешивают до растворения навески, закрывают стеклянной пробкой, наклеивают этикетку. Раствор оставляют на 7-10 дней, чтобы имеющиеся в растворе восстанавливающие вещества полностью окислились. После этого приготовленный раствор KMnO4 отфильтровывают через стеклянный фильтр от образовавшейся двуокиси марганца, а затем его титр устанавливают по исходному веществу - H2C2O4.
















Занятие № 19
Метод перманганатометрия
Определение точной концентрации перманганата калия по раствору щавелевой кислоты
Задачи
Закрепить теоретические знания на практике.
Освоить технику работы с окрашенными растворами.
Освоить методику фиксирования точки эквивалентности в методе перманганатометии.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Окислительно – восстановительные реакции, лежащие в основе метода;
расчет фактора эквивалентности KMnO4 при проведении реакции в кислой, щелочной и нейтральной среде;
рабочий раствор метода перманганатометрии;
исходные вещества метода перманганатометрии;
требования, предъявляемые к исходным веществам;
техника приготовления растворов из исходных веществ;
техника приготовления рабочего раствора;
условия титрования, определение точки эквивалентности в методе перманганатометрии.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
раствор KMnO4 с С(f KMnO4) (0,1моль/л условных частиц 1/5 KMnO4;
раствор Н2С2О4 С(f Н2С2О4)=0,1моль/л условных частиц 1/2 Н2С2О4;
25 % раствор H2SO4;
горячая вода.
б) посуда, оборудование:
бюретки;
пипетки;
колбы для титрования;
мерные цилиндры;
плитки.










Определение концентрации KMnO4 по раствору Н2С2О4.

2KMnO4 +5H2C2O4+3H2SO4 ( 2MnSO4 +K2SO4+10CO2+8H2O
f KMnO4=1/5; f H2C2O4=1/2

Техника определения: Бюретку ополаскивают и заполняют приготовленным раствором KMnO4 по верхнему мениску, набирают пипеткой 10 мл раствора Н2С2О4 точно известной концентрации, выливают в колбу для титрования, туда же мерным цилиндром прибавляют 10 мл 25 % раствор H2SO4 и равное количество горячей воды. Раствор KMnO4 приливают медленно, по каплям, при непрерывном перемешивании жидкости. Каждую последующую каплю прибавляют лишь после того, как обесцветится предыдущая. Титрование продолжают до образования устойчивого бледно-розового окрашивания. Титрование повторяют 2-3 раза.

I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f KMnO4) ·V KMnO4 = C(f Н2С2О4) · V Н2С2О4

C(f Н2С2О4) · V Н2С2О4
C(f KMnO4) = V ср. KMnO4 = .

C(f Н2С2О4) смотри работу №15- метод кислотно-основного титрования.
V Н2С2О4= 10 мл

C(f) пр.
К= C(f) теор. = 0,1 = .















Занятие № 20
Метод перманганатометрия
Определение процентного содержания безводного FeSO4 в препарате FeSO4 (7H2O
Определение процентного содержания перекиси водорода в растворе

Задачи
Закрепление знаний и умений по теме «Метод перманганатометрии».

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Основное уравнение метода, условия титрования;
в каких случаях используют данный метод;
уметь определять фактор эквивалентности окислителя и восстановителя в окислительно-восстановительной реакции;
уметь фиксировать конец титрования в методе перманганатометрии;
знать технику приготовления растворов.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
раствор KMnO4 с С(f KMnO4) (0,1моль/л условных частиц 1/5 KMnO4;
кристаллический FeSO4 (7H2O;
25 % раствор H2SO4.
б) посуда, оборудован
бюретки;
пипетки;
мерные колбы;
воронки;
колбы для титрования;
ручные весы;
аналитические весы.
в) Наглядные пособия:
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева.
Таблица молярных масс.
Таблица «Работа с мерной посудой».









Определение % содержания FeSO4 в препарате FeSO4 (7H2O.

2KMnO4 + 8H2SO4 + 10FeSO4 (2MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 8H2O
Mn+7 +5
· (Mn+2 (1 (2 – окислитель f =1/5
Fe2+ -
· (Fe3+ (5 (10 – восстановитель f =1

М.м FeSO4 = 152 г/моль.
М.м. FeSO4 (7H2O =278 г/моль.

Т FeSO4 (7H2O =

Для определения % содержания FeSO4 в препарате FeSO4 (7H2O необходимо приготовить 100 мл раствора с С (f FeSO4)=0,1 моль/л условных частиц FeSO4 1.

Расчет навески:
Q =T (V=0,0278 г/мл ( 100 мл =2,78 гр.

На ручных весочках отвешивают 2,78 грамм FeSO4 (7H2O, пересыпают в бюкс и взвешивают на аналитических весах.
масса бюкса с FeSO4 (7H2O ...,..
масса пустого бюкса ..,..
Q практическая FeSO4 (7H2O ..,..

Навеску из бюкса через сухую воронку переносят в мерную колбу на 100 мл, в которую предварительно помещают 15 мл 25 % раствора H2SO4 (отмеривают цилиндром).
Взятую навеску растворяют в H2SO4, хорошо перемешивая содержимое колбы, добавляют воду до метки, еще раз тщательно перемешивают.

Техника определения:
Бюретку ополаскивают, а затем заполняют титрованным раствором KMnO4. Пипетку ополаскивают раствором FeSO4 (7H2O, затем отмеривают ею 10 мл анализируемого раствора и переносят в колбу для титрования. Прибавляют 10 мл 25 % раствора H2SO4 (отмеривают цилиндром) и титруют раствором KMnO4, прибавляя его по каплям при перемешивании, до появления розовой окраски.
Результаты титрования:
На титрование 10 мл раствора FeSO4 (7H2O израсходовано 0,1 моль/л KMnO4.
титрование -V1 = V1+V2+ V3
титрование - V2 = V ср KMnO4 =
титрование - V3 =










т.е. 1 мл 0,1 моль/л раствора KMnO4 окисляет 0,0152 грамма FeSO4.

Вывод: В 100,0 граммах препарата FeSO4 (7H2O содержится .. грамм б/в FeSO4.

Определение процентного содержания перекиси водорода в растворе

Дан 3 % раствор перекиси водорода.
Это раствор весо-объемной концентрации, т.е в 100 мл раствора содержится 3,0 грамма раствора Н2О2.

1. Расчет ориентировочного объема титранта. - сколько грамм Н2О2 содержится в 10 мл раствора
3 % ( 100 мл раствора – 3,0 грамма Н2О2
10 мл - 0,3 грамма Н2О2

- сколько мл раствора KMnO4 С(f KMnO4)=0,1 моль/л условных частиц 1/5 KMnO4 требуется на окисление 10 мл 3% раствора Н2О2.

С(f KMnO4) (M Н2О2 ( f Н2О2 0,1 ( 34,01 (1/2
Т KMnO4 / Н2О2 = 1000 = 1000 = 0,0017 г/мл

1 мл раствора KMnO4 реагирует с 0,0017 грамма Н2О2
х с 0,3

100( 0,3
х= 0,0017 = 176,47 мл раствора KMnO4 С(f KMnO4)=0,1 моль/л условных частиц 1/5 KMnO4 .
эта цифра указывает на то, что непосредственно 3 % раствор Н2О2 оттитровать раствором KMnO4 нельзя ( надо готовить разведение.

Приготовление 100 мл раствора Н2О2 с С(f Н2О2)=0,1 моль/л условных частиц 1/2 Н2О2.
1. Сколько грамм химически чистой Н2О2 требуется для приготовления 100 мл раствора с С(f Н2О2)=0,1 моль/л условных частиц 1/2 Н2О2.
C(f Н2О2) (f Н2О2 (M Н2О2 (Vколбы 0,1(1/2 (34(100
Q=T(V = 1000 = 1000 = 0,17 г.

2. В каком объеме 3 % раствора содержится 0,17 грамм Н2О2.
3 % ( 100 мл раствора – 3,0 грамма Н2О2
х - 0,17

100( 0,17
х= 3 = 5,67 мл Н2О2.
Т.к. раствор Н2О2 нестабилен, то для приготовления разведения навеску Н2О2 берут с помощью пипетки ( округляют до 10 мл.

2KMnO4 + 5Н2О2 + 3H2SO4 (2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O
Mn7+ +5
·(Mn2+ (1 (2 – процесс восстановления f KMnO4 =1/5
(окислитель)

О2-2 - 2
· (О20 (5 (10 – процесс окисления f Н2О2=1/2
(восстановитель)

Техника определения: 10 мл анализируемого раствора отмеривают пипеткой, помещают в мерную колбу емкостью 100 мл и доводят объем раствора водой до метки, тщательно перемешивают. 10 мл, полученного раствора переносят пипеткой в колбу для титрования, прибавляют 5 мл 25% раствора H2SO4 (отмеривают мерным цилиндром). Бюретку заполняют титрованным раствором KMnO4, содержимое колбы титруют раствором KMnO4 до слабо розового окрашивания раствора. Титруют 2-3 раза.
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f KMnO4)( М. Н2О2 ( f Н2О2 0,1(34,01( 1/2
T KMnO4/Н2О2 = 1000 = 1000 = 0,0017 г/мл.

Vср. KMnO4( K KMnO4 ( T KMnO4/ Н2О2 (Vколбы(100
% раствора Н2О2= Q(Vпип. =


K KMnO4 см. работа № 19
М.м. Н2О2= 34,01 г/моль

Вывод: в 100 мл препарата содержится гр. химически чистой Н2О2.


Занятие № 21
Метод йодометрии
Приготовление 100 мл раствора K2Cr2O7 с C(f K2Cr2O7)=0,1 моль/л условных частиц 1/6 K2Cr2O7

Задачи
Закрепить на практике теоретических знаний.
Закрепить методику приготовления стандартного раствора.
Закрепить навыки работы с окрашенными растворами.

Продолжительность занятия: 90 минут (2 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
реакции, лежащие в основе йодометрического титрования;
расчет фактора эквивалента окислителя и фактора эквивалентности восстановителя;
требования к исходным веществам;
методика приготовления растворов из исходных веществ;
определение поправочного коэффициента и способы его расчета;
определение титра и способы его расчета.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
кристаллический K2Cr2O7.
б) посуда, оборудование:
ручные весы;
аналитические весы;
разновес;
мерные колбы;
воронки;
флаконы.
в) Наглядные пособия:
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева.












Приготовление 100 мл раствора K2Cr2O7 с C(f K2Cr2O7)= 0,1 моль/л условных частиц 1/6 K2Cr2O7


K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl (2CrCl3 + 3I2 + 8KCl + 7H2O
Cr+6 +6
·(Cr+3 (1 ( – процесс восстановления f K2Cr2O7 =1/6
(окислитель)

2I- - 2
· (I20 (3 ( – процесс окисления f KI=1
(восстановитель)

M.м. K2Cr2O7=294 г/моль

Рассчитываем навеску:

C(f K2Cr2O7) (f K2Cr2O7 (M K2Cr2O7 (Vколбы 0,1(1/6 (294 (100
Q теор. =T(V = 1000 = 1000 = 0,49 г.

Техника выполнения:
На ручных весах отвешивают 0,49 грамм дихромата калия, высыпают в бюкс и взвешивают на аналитических весах. Навеску пересыпают в мерную колбу на 100 мл, а бюкс с остатками навески взвешивают на аналитических весах.
масса бюкса с навеской ..,..
масса пустого бюкса ..,..
Q практическая K2Cr2O7 ..,..

Воронку ополаскивают небольшим количеством воды, растворяют навеску, доводят водой объем до метки по верхнему мениску, т.к. жидкость окрашенная, перемешивают.

Q пр.
К раствора K2Cr2O7= Q теор. = 0,49 = ..

С пр.(f K2Cr2O7)= С теор.((f K2Cr2O7)(К= 0,1(К =.,. моль/л











Занятие № 22
Метод йодометрии
Определение молярной концентрации эквивалента раствора тиосульфата натрия по раствору дихромата калия
Определение процентной концентрации йода в анализируемом растворе

Задачи
Закрепить на практике знания, полученные на теоретических занятиях.
Закрепить навыки иодометрического титрования.
Освоить методику косвенного титрования.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Рабочие растворы метода иодометрии, исходные вещества метода иодометрии;
Техника приготовления титрованных растворов;
Условия йодометрического титрования.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
K2Cr2O7 0,1 моль/л условных частиц 1/6 K2Cr2O7;
Na2S2O3 0,1 моль/л условных частиц 1 Na2S2O3;
Анализируемый раствор I2;
HCl C(f HCl)= 2 моль/л
крахмал.
б) посуда, оборудование:
бюретки;
пипетки;
воронки;
колбы для титрования.
в) Наглядные пособия:
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева;
Таблица молекулярных масс.











Определение C(f Na2S2O3) по раствору K2Cr2O7

Na2S2O3 не является исходным веществом, поэтому его растворы готовят с титром установленным, а точная концентрация определяется путем титрования по раствору исходного вещества, т.е.по раствору K2Cr2O7.

K2Cr2O7 + 6KI + 14HCl (2CrCl3 + 3I2 + 8KCl + 7H2O
Cr+6 +6
·(Cr+3 (1 ( – процесс восстановления f K2Cr2O7 =1/6
(окислитель)

2I- - 2
· (I20 (3 ( – процесс окисления f KI=1

I2 + 2Na2S2O3 ( 2NaI + Na2S4O6
2S2O3-2 - 2
· ( S4O6-2 (1- процесс окисления f Na2S2O3=1
(восстановитель)
I20 + 2
· ( 2I- ( 1- процесс восстановления f I2=1/2
(окислитель)

Техника выполнения: Бюретку ополаскивают раствором Na2S2O3 и заполняют этим раствором по нижнему мениску. В склянку с притертой пробкой на 250 мл отмеривают пипеткой 10 мл стандартного раствора K2Cr2O7, прибавляют 5 мл 5 % раствора KI (мерным пальчиком), и 5 мл раствора HCl 2 моль/л (мерным пальчиком). Смеси дают постоять 5 минут в темном месте. Затем разбавляют смесь до 100 мл водой и титруют раствором Na2S2O3 до получения светло-желтой окраски раствора при постоянном интенсивном перемешивании. Затем добавляют 20 капель раствора крахмала. Раствор приобретает синюю окраску. Продолжают титровать раствором Na2S2O3 до обесцвечивания раствора (раствор может иметь слегка голубовато-зеленоватую окраску, которую придает Cr+3). Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3
C(f K2Cr2O7) ·V K2Cr2O7 = C(f Na2S2O3)· V Na2S2O3

C(f K2Cr2O7)· V K2Cr2O7
C(f Na2S2O3) = V ср. Na2S2O3 = .

C(f пр. Na2S2O3)
К раствора Na2S2O3= C(f теор. Na2S2O3) = 0,1 = .

C(f К2Cr2O7) смотри работу №21.



Определение процента йода в растворе йода

I2 + 2Na2S2O3 ( 2NaI + Na2S4O6
2S2O3-2 - 2
· ( S4O6-2 (1- процесс окисления f Na2S2O3=1
(восстановитель)
I20 + 2
· ( 2I- ( 1- процесс восстановления f I2=1/2
(окислитель)

М.м. I2= 253,8 г/моль


С(f Na2S2O3) (M I2( f I2 0,1 ( 253,8 (1/2
Т Na2S2O3 / I2 = 1000 = 1000 = 0,01269 г/мл

Бюретку ополаскивают и заполняют раствором тиосульфата натрия (рабочий раствор, концентрация которого определена по раствору K2Cr2O7). Отбирают пипеткой 10 мл испытуемого раствора йода, помещают его в колбу для титрования.
Титрование ведут раствором тиосульфата натрия до появления светло-желтой (соломенной) окраски раствора, затем прибавляют 10 капель крахмала и продолжают титрование по каплям до исчезновения синей окраски раствора.

1 мл раствора тиосульфата натрия реагирует с 0,01269 граммами кристаллического химически чистого йода.
Результаты титрования:
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

( I2=1,001 г/мл

Vср. Na2S2O3( K Na2S2O3 ( T Na2S2O3/ I2 (100
% I2= ( I2(Vпип. =


Вывод: в 100,0 граммах раствора содержится . г. I2.







Занятие № 23
Метод комплексометрии
а) Приготовление раствора MgSO4, точной концентрации.
б) Определение точной концентрации раствора трилона-Б по раствору сульфата магния.
в) Определение процентного содержания CaCl2 в анализируемом растворе.

Задачи
Закрепить теоретические знания.
Закрепить практическое умение и навыки.
Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Рабочие вещества метода (класс соединений, формула, название), техника приготовления рабочих растворов;
Исходные вещества метода, техника приготовления растворов;
Индикаторы, их названия, требования к индикаторам, способ их добавления;
Основное уравнение метода;
Механизм количественного определения;
Типы химических связей в соединении катиона металла с трилоном-Б.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
Кристаллический MgSO4(7H2O;
раствор трилона-Б с C(f)( 0,01 моль/л;
раствор аммиачного буфера;
индикатор эриохром черный.
б) посуда, оборудование:
бюксы;
мерные колбы на 100 мл;
воронки;
пипетки;
бюретки;
колбы для титрования;
ручные весы;
аналитические весы,
разновес.
в) Наглядные пособия:
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева;
Таблицы-схемы механизма количественного определения в методе трилонометрии.


Работа №1
Приготовление 100 мл раствора MgSO4 C(f MgSO4)=0,01 моль/л условных частиц 1/2 MgSO4.

М.м. MgSO4(7H2O=246,48 г/моль.
C(f) (f (M ( V
Q ( Q=T(V ( Q= 1000
Т= V C(f) (f (M
Т= 1000


0,01 (246,48 (1(100
Q MgSO4(7H2O =T(Vкол = 1000(2 = 0,12324 (0,12 гр.

На ручных весах взвешивают 0,12 грамм MgSO4(7H2O.
Переносят навеску в бюкс и взвешивают на аналитических весах.
масса бюкса с навеской ..,..
масса пустого бюкса ..,..
Q практическая ..,..

После взвешивания навеску из бюкса переносят в мерную колбу и растворяют в небольшом количестве воды. После полного растворения объем водой в мерной колбе доводят до метки.
Перемешивают. Рассчитывают концентрацию.
Q пр.
К = Q теор. = ..

С пр.(f )= С теор.((f)(К= 0,01(К =.,. моль/л.

Работа №2
Определение точной концентрации раствора трилона-Б по раствору MgSO4.

CH2-COONa CH2-COONa
CH2-COOH CH2-COO
СН2-N CH2-N
( ( ( ( Mg
( ( + MgSO4( ( ( + H2SO4
СН2-N CH2-N
CH2-COOH CH2-COO
CH2-COONa CH2-COONa

Бюретку заполняют раствором трилона-Б.
В колбу для титрования пипеткой помещают 10 мл раствора MgSO4, 5 мл мерным цилиндром раствора аммиачного буфера и 0,02-0,03 грамма индикатора эриохрома черного. Титруют трилоном-Б на белом фоне до перехода красной окраски раствора в синюю. Титруют 2-3 раза.
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

C(f MgSO4) · V MgSO4
C(f трилона-Б) = V ср. трилона-Б = .

C(f) пр.
К трилона-Б= C(f) теор. = .
+
C(f MgSO4) смотри задание №23 работу 1.

Работа №3
Определение процента CaCl2 в анализируемом растворе.

В мерной колбе на 100 мл дана навеска анализируемого раствора массой 10 грамм.
Определить процент CaCl2 в растворе.
Полученный раствор в мерной колбе на 100 мл доводят водой до метки.
Бюретку заполняют раствором трилона-Б, в колбу для титрования помещают 10 мл приготовленного разведения (пипеткой), 5 мл раствора аммиачного буфера (мерным цилиндром) и 0,02-0,03 грамма индикатора эриохром черный.
Раствор в колбе титруют трилоном-Б до перехода красной окраски раствора с синюю.
Титрование повторяют 2-3 раза.
I-е титрование V1-
II-е титрование V2 -
III-е титрование V3 -
V1·V2 ·V3
V ср. = 3

Ca2+ +Ind ( Ca2+(Ind
б/ц синий красный

Са2+ + Трилон-Б ( Са2+(Трилон-Б
б/ц б/ц б/ц

В точке эквивалентности: Ca2+(Ind + Трилон-Б( Са2+(Трилон-Б + Ind
красный б/ц синий



0,01( 219 ( 1
T Тр-Б/СаCl2 = 1000( 2 = 0,001095 г/мл

Vср. Тр-Б( К ( T Тр-Б / СаCl2 (Vколбы(100
% СаCl2= Q(Vпип. = %

Вывод: в 100 гр. раствора содержится г. СаCl2.



































Занятие № 24
Методы осаждения
а) Приготовление раствора хлорида натрия точной концентрации.
б) Определение точной концентрации раствора нитрата серебра по хлориду натрия.
в) Определение процентного содержания NaCl в растворе методом Мора.
г) Определение процентного содержания KI в растворе методом Фаянса.

Задачи
Закрепить теоретические знания на практике.
Закрепить практические умения и навыки.
Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:
Требования к реакциям в методах осаждения;
Исходные вещества методов осаждения, техника приготовления растворов, расчет концентрации;
Рабочие вещества методов осаждения, техника приготовления растворов, расчет концентрации;
Индикаторы методов осаждения, особенности их приготовления;
Реакции, протекающие в точке эквивалентности в методе Мора, методе Фольгарда.
Материальное обеспечение:
а) реактивы:
Кристаллический NaCl;
раствор AgNO3 с C(f)( 0,1 моль/л;
раствор разведенной СН3СООН;
индикатор K2CrO4;
индикатор раствор эозината натрия.
б) посуда, оборудование:
бюксы;
мерные колбы на 100 мл;
воронки;
пипетки;
бюретки;
колбы для титрования;
ручные весы;
аналитические весы,
разновес.
в) Наглядные пособия:
Периодическая система элементов Д.И. Менделеева;



Работа №1
Приготовление 100 мл раствора NaCl C(f NaCl)=0,1 моль/л.

М.м. NaCl=58,46 г/моль.

C(f) (f (M ( V
Q ( Q=T(V ( Q= 1000
Т= V C(f) (f (M
Т= 1000


0,1 (58,46 (1(100
Q NaCl =T(Vкол = 1000 = 0,5846 (0,59 гр.

На ручных весах взвешивают 0,59 грамм хлорида натрия. Переносят навеску в бюкс и взвешивают на аналитических весах.
масса бюкса с навеской ..,..
масса пустого бюкса ..,..
масса навески ..,..
После взвешивания навеску из бюкса переносят в мерную колбу и растворяют в небольшом количестве воды. После полного растворения объем водой в мерной колбе доводят до метки. Перемешивают.

m пр.
C(f NaCl)= M( f (V(л) = 58,46( 1( 0,1 = 0, .. моль/л

C(f) пр.
К NaCl = C(f) теор. = 0,1 = .,..

Работа №2
Определение точной концентрации раствора AgNO3 по раствору NaCl

AgNO3 + NaCl( AgCl( + NaNO3
(С(f) =C(f) белый

В точке эквивалентности: 2AgNO3 + K2CrO4( Ag2CrO4( + 2KNO3
желто-розовый

Бюретку заполняют раствором AgNO3 приблизительной концентрации. В колбу для титрования пипеткой помещают 10 мл раствора хлорида натрия точной концентрации и 1-2 капли индикатора хромата калия. Титруют раствором нитрата серебра до желто-розовой окраски осадка (смотри уравнение реакции). Титрование повторяют 1 раз.

V AgNO3=.,мл

C(f AgNO3) ·V AgNO3 = C(f NaCl) · V NaCl

C(f NaCl) · V NaCl
C(f AgNO3) = V AgNO3 = 0, .моль/л

C(f) пр.
К AgNO3= C(f) теор. = 0,1 = .

Работа №3
Определение процентного содержания NaCl в растворе.

Уравнение реакции – смотри работу №2.
( раствора NaCl=1,0 г/мл.

Бюретку заполняют раствором нитрата серебра. В колбу для титрования пипеткой помещают 10 мл раствора хлорида натрия и 1-2 капли индикатора хромата калия. Титруют раствором AgNO3 на белом фоне до желто-розовой окраски осадка. Титруют 1 раз.

V AgNO3=.,мл

0,1( 58,46 ( 1
T AgNO3/NаCl = 1000 = 0,005846 г/мл

V AgNO3( К AgNO3 ( T AgNO3 / NаCl (100
% NаCl= ((Vпип. = %

Вывод: в 100 гр. раствора содержится .,..г. NаCl.

Работа №4
Определение процентного содержания KI в растворе.
( раствора KI=1,0 г/мл.
М.м. KI =166 г/моль.

KI + AgNO3 ( AgI( + KNO3
желтый


Ind розовый


I- Ag+ Ind-
I- I- в точке эквивалентности:
AgI желтый AgI розовый


Бюретку заполняют рабочим раствором нитрата серебра. В колбу для титрование пипеткой помещают 10 мл анализируемого раствора KI, мерным цилиндром прибавляют 1 мл разведенной СН3СООН (или 20 капель) и 3-4 капли индикатора эозината натрия.
Титруют раствором нитрата серебра на белом фоне до перехода желтой окраски осадка в розовую. Также в точке эквивалентности осадок коагулируется.
Титруют 1 раз.

V AgNO3=.,мл

0,1( 166 ( 1
T AgNO3/KI= 1000 = 0,0166 г/мл

V AgNO3( К AgNO3 ( T AgNO3 / KI (100
% NаCl= ((Vпип. = %

Вывод: в 100 гр. раствора содержится .,..г. KI.



























Оглавление

Занятие
Тема
Страница

1-2.
Катионы I аналитической группы
Анализ смеси катионов I аналитической группы.
5

3.
Катионы II аналитической группы
11

4.
Анализ смеси катионов I-II аналитических групп.
14

5.
Катионы III аналитической группы
Анализ смеси катионов III аналитической группы.
19

6.
Катионы IV аналитической группы.
24

7.
Катионы V аналитической группы
27

8.
Анализ смеси катионов V аналитической группы.
34

9.
Катионы VI аналитической группы.
37

10.
Анализ смеси катионов I-VI аналитических групп.
40

11.
Анионы I-III аналитических групп.
43

12.
Анализ смеси анионов I-III аналитических групп
52

13.
Приготовление стандартного раствора тетрабората натрия.
61

14.
Определение точной концентрации рабочего раствора кислоты хлористоводородной.
63

15.
Приготовление стандартного раствора щавелевой кислоты.
65

16.
Определение точной концентрации рабочего раствора гидроксида натрия.
67

17.
Определение процентного содержания в растворе NaHCO3, NH3, HCl, CH3COOH.
69

18.
Приготовление рабочего раствора калия перманганата.
76

19.
Определение точной концентрации раствора перманганата калия.
78

20.
Определение процентного содержания безводного сульфата железа (II) в кристаллогидрате.
80

21.
Приготовление стандартного раствора дихромата калия.
84

22.
Определение точной концентрации рабочего раствора тиосульфата натрия.
Определение процента йода в растворе.
88

23.
Метод комплексонометрии.
89

24.
Метод осаждения.
93


Литература
Обязательная:
Пономарев В.Д. « Аналитическая химия».
Конспект лекций.

Дополнительная:
Логинов «Аналитическая химия».










13PAGE 15


13PAGE 141315





Сгиб тетради

Проба на К+
a) реактив NaHC4H4O6
б) реактив Na3[Co(NO2)6]


Проба на Na+ реактивKH2SbO4












Определение рН рН=7

Проба (+)

Определение рН
рН=7

Растворение сухого осадка в минимальном количестве воды

Проба на полноту удаления NH4+ реактив Несслера

Удаление NH4+
выпаривание и прокаливание

Проба (-)

Проба на NH4+
Реактив Несслера

Задача

Проба на Na+ реактив KH2SbO4

Проба на К+
a) реактив NaHC4H4O6
б) реактив Na3[Co(NO2)6]

Смесь катионов I-II группы

Отделение II группы от I группы раствор HCl, спирт, охлаждение

Проба на NH4+ раствор щелочи
при температуре

Осадок №1 PbCl2, AgCl

Центрифугат №1
NH4+, K+ , Na+,

Обнаружен NH4+

Не обнаружен NH4+

Проба на К+ реактив Na3[Co(NO2)6]


Проба на Na+ реактивKH2SbO4

Нейтрализация раствора

Растворение сухого остатка в воде

Проба на полноту удаления NH4+

Удаление NH4+ выпариваем, прокаливаем

Упаривание раствора

Проба на Ag+ реактив HNO3, до кислой реакции

Растворение осадка AgCl в NH4OH

Удаление Pb2+ Проба на полноту удаления

Реактив K2CrO4

Реактив KI

Открытие PbCl2

Растворение PbCl2 в горячей воде

Получение этилацетата

Реакция «Бурого кольца»

Запах тухлых яиц

Запах уксуса

5. Действие сильной минеральной кислоты

Бурый газ

Раствор растворим в NH4OН

Раствор бурый

Раствор бурый

Слой хлороформа розовый

Слой хлороформа желтый

Раствор обесцветился после нагревания


Раствор обесцветился

Куркумовая бумага

Пузырьки газа

Газ с запахом жженых спичек и осадок

Осадок не растворился

Желтый осадок растворился

Проверка растворимости осадка в HNO3

Выпал осадок

S2O32-

SO42-

Газ с запахом жженых спичек

Осадок белый ( черный

Осадок растворился

Осадок не растворился

Проверка растворимости осадка

Выпал осадок

CO32- PO43- C2O42- BO33- Cl- Br- I- S2- NO3- NO2- CH3COO-

SO32-


Раствор побуреет

SO42- SO32- S2O32- PO43- C2O42- CO32- BO33- S2- Cl- Br- I- NO3- NO2- CH3COO-

Бурый газ

Запах уксуса

Газ с запахом тухлых яиц

Пузырьки б/ц газа

Выделяется газ с запахом жженых спичек и выпадает осадок

Выделяется газ с запахом жженых спичек

Раствор бурый

Раствор обесцветился после нагревания

Раствор сразу обесцветился

Хлороформный слой желтый

Хлороформный слой розовый

Раствор побуреет

Выпал осадок

Осадок черный

Осадок белый, светло-желтый, желтый. Не растворимый в HNO3


Осадок желтый. Растворимый в HNO3

Осадок белый(черный

Образование этилацетата

Куркумовая бумага

Реакция «Бурого кольца»

Выпал осадок

Проверка растворимости в HCl или HNO3

Осадок растворился

Осадок не растворился

Осадок не образовался



= 0,0278г/мл

С(f FeSO4) (M FeSO4(f FeSO4
1000

=

0,1(278(1
1000


3


Vср KMnO4 ( К KMnO4 (Т KMnO4 / FeSO4 (V колбы (100
% FeSO4 = Q FeSO4 (7H2O ( V пип.

= 0,0152 г/мл.


С(f KMnO4) (M FeSO4( f FeSO4 0,1 ( 152 (1
Т KMnO4 /FeSO4 = 1000 = 1000 = 0,0152 г/мл



1000





Заголовок 1 Заголовок 2 Заголовок 3 Заголовок 4 Заголовок 5 Заголовок 6 Заголовок 7 Заголовок 815

Приложенные файлы

  • doc 8823587
    Размер файла: 669 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий