- •Химического анализа неорганических веществ Введение
- •Поэтому качественный анализ неорганических веществ подразделяется на анализ катионов и анализ анионов сложного вещества.
- •Способы выполнения аналитических реакций
- •Классификация методов по количеству вещества
- •Техника выполнения реакций
- •Условия выполнения реакций
- •Дробный и систематический анализ
- •Классификация катионов в качественном кислотно-основном химическом анализе
- •Методика выполнения основных операций полумикроанализа
- •Требования к правилам и умениям
- •Деление катионов на аналитические группы по кислотно- основной классификации
- •Первая группа катионов
- •1. Общая характеристика катионов первой группы
- •1.1. Степень окисления
- •1.2. Свойства гидроксидов
- •1.3. Гидролиз солей
- •1.4. Комплексообразование
- •1.5. Техника безопасности
- •Лабораторная работа №1 «Изучение свойств катионов I аналитической группы и анализ их смеси»
- •1.6. Общие реакции катионов I группы
- •2. Реакции обнаружения катионов первой группы
- •2.1. Серебро
- •2.2. Свинец
- •2.3. Ртуть
- •3. Анализ смеси катионов I аналитической группы
- •Вопросы для повторения
- •Вторая группа катионов
- •Лабораторная работа №2 «Изучение свойств катионов II аналитической группы и анализ их смеси»
- •5. Реакции обнаружения катионов второй группы
- •5.1. Барий
- •5.2. Кальций
- •5.3. Стронций
- •6. Анализ смеси катионов II аналитической группы
- •7. Анализ смеси катионов II группы с сульфатами
- •Вопросы для повторения
- •8. Анализ раствора смеси I и II аналитических групп (без сульфатов)
- •8.1. Внешний вид смеси:
- •8.2. Отделение катионов I аналитической группы от II
- •Третья группа катионов
- •(Без сульфатов)
- •9. Общая характеристика катионов третьей группы
- •9.1. Степень окисления
- •9.2. Свойства гидроксидов
- •9.3. Гидролиз солей
- •Лабораторная работа № 3 «Изучение свойств катионов III аналитической группы и анализ их смеси»
- •10. Реакции обнаружения катионов третьей группы
- •10.1. Алюминий
- •10.2. Цинк
- •10.3. Хром
- •11. Анализ смеси катионов III группы
- •11.1. Обнаружение хрома
- •11.3. Обнаружение цинка
- •Вопросы для повторения
- •12. Анализ смеси катионов I, II и III групп
- •Четвёртая группа катионов
- •13. Общая характеристика катионов четвёртой группы
- •13.1. Степень окисления
- •13.2. Свойства гидроксидов
- •13.3. Гидролиз солей
- •Лабораторная работа № 4 «Изучение свойств катионов IV аналитической группы и анализ их смеси»
- •14. Реакции обнаружения катионов четвёртой группы
- •14.1. Магний
- •14.2. Марганец
- •14.3. Железо (II)
- •14.4. Железо (III)
- •14.5. Висмут
- •15. Анализ смеси катионов IV группы
- •Вопросы для повторения
- •16.12. Анализ раствора 2 - дробное обнаружение катионов III группы:
- •16.13. Анализ осадка 3
- •Пятая группа катионов
- •17. Общая характеристика катионов пятой группы
- •17.1. Степень окисления
- •17.2. Свойства гидроксидов
- •Лабораторная работа № 5
- •18. Реакции обнаружения катионов V группы
- •18.1. Медь
- •18.2. Кобальт
- •18.3. Никель
- •19. Анализ смеси катионов V группы
- •Вопросы для повторения
- •Шестая группа катионов
- •20. Общая характеристика катионов шестой группы
- •Лабораторная работа № 6 «Изучение свойств катионов VI аналитической группы и анализ их смеси»
- •21. Реакции обнаружения катионов шестой группы
- •21.1. Калий
- •21.2. Аммоний
- •22. Анализ раствора смеси катионов
- •V и VI аналитических групп
- •22.1. Внешний вид
- •22.3. Открытие иона калия
- •22.4. Открытие иона никеля
- •22.5. Открытие иона меди
- •22.6. Открытие иона кобальта
- •23. Анализ смеси катионов IV, V и VI аналитических групп
- •24. Анализ смеси катионов шести групп
- •Вопросы для повторения
- •Лабораторная работа № 7 «Изучение свойств анионов и анализ их смеси»
- •25. Реакции обнаружения анионов
- •25.1. Сульфат-ион so42-
- •25.2. Карбонат-ион со32-
- •25.3 Фосфат-ион ро43-
- •25.4. Хлорид-ион Cl-
- •25.5. Иодид ион I-
- •25.6. Сульфид ион s2-
- •25.7. Нитрат-ион no3-
- •Общие и аналитические реакции анионов
- •26. Анализ смеси анионов I, II, III групп
- •Вопросы для повторения
- •27. Анализ индивидуальной соли
- •27.1. Анализ раствора
- •27.1.1. Проба на катионы VI группы
- •27.2. Анализ сухой соли
- •28. Контрольные задачи
- •Произведение растворимости некоторых малорастворимых электролитов при 25 0с
- •Общие константы нестойкости некоторых комплексных ионов
- •Криоскопические и эбуллиоскопические константы
- •Степень гидролиза и рН 0,1м раствора некоторых солей (при 18-250с)
- •Растворимость солей и оснований в воде (18-25 0с)
- •Константы диссоциации некоторых кислот и оснований при 25 0с
- •Библиографический список
- •Аналитическая химия Качественный кислотно-основной полумикроанализ
- •450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов,1
13.2. Свойства гидроксидов
Все гидроксиды IV аналитической группы имеют основные свойства.
Гидроксид магния Mg(OH)2 – белый аморфный осадок, легко растворяется в солях аммония. Например:
Mg(OH)2 + 2NH4Cl 2NH4OH +MgCl2
В присутствии ионов аммония концентрация ионов ОН- в растворе над осадком Mg(OH)2 значительно понижается, так как избыток ионов NH4+ связывает ионы ОН-, находящиеся в равновесии с осадком Mg(OH)2 (NH4++ОН- NH4ОН), и вследствие этого произведение концентраций [Mg2+] и [OH-] становится меньше ПР Mg(OH)2 = 5·10-12, т.е. раствор по отношению к Mg(OH)2 становится ненасыщенным и осадок растворяется.
В щелочной среде серо- зеленый осадок Fe(OH)2окисляется кислородом воздуха или перекисью водорода до бурого Fe(OH)3.
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 + OH- - e Fe(OH)3
1 O2 + 2H2O + 4e 4OH-
2Fe(OH)2 +H2O2 2Fe(OH)3
Fe(OH)2 + OH- - e Fe(OH)3
H2O2 + 2e 2OH-
Гидроксид марганца Mn(OH)2 – амфотерный осадок телесного цвета. На воздухе или при действии Н2О2 быстро окисляется до MnO(OH)2 или (MnO2) – осадок бурого цвета, который плохо растворяется в кислотах – это используется для отделения его от остальных гидроксидов.
MnSO4 + H2O2 + 2NH4OH MnO(OH)2 + (NH4)2SO4 + H2O
бурый
Mn2+ + H2O2 + 2OH- MnO(OH)2 + H2O
2MnSO4 + O2 + 4NH4OH 2MnO(OH)2 + 2(NH4)2SO4
воздух бурый
2Mn2+ + O2 +4OH- 2MnO(OH)2
MnO2 или MnO(OH)2 – соединения Mn4+ - имеют амфотерный характер, но плохо растворяются и в кислотах. и в щелочах.
Гидроксид висмута Bi(OH)3 – белый осадок, растворяется в кислотах, но не растворяется в щелочах. На воздухе и при действии Н2О2 не окисляется.
В щелочной среде легко восстанавливается ионом Sn2+ до металлического висмута. Эта реакция применяется для открытия иона Bi3+.
2Bi(OH)3 + 3SnCl2 + 6NaOH 2Bi + 3H2SnO3 + 6NaCl + 3H2O
чёрный
При нагревании гидроксид висмута (III) переходит в нерастворимый гидроксид висмутила (BiО+ - висмутил-ион):
t0
Bi(OH)3 BiOOH + H2O
жёлтый
13.3. Гидролиз солей
Все растворимые соли сильных кислот катионов четвёртой группы подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию. Сильнее других гидролизуются соли висмута – это обстоятельство используется для его обнаружения. Значения рН солей IV аналитической группы:
pH(Bi3+) = 1; pH(Fe3+) = 2; pH(Mg2+) = 5;pH(Mn2+) = 6; pH(Fe2+) = 3.
Например:
BiCl3 + 2H2O Bi(OH)2Cl + 2HCl - II ступень гидролиза
Эта основная соль неустойчива и по мере образования тут же выделяет молекулу воды, образуя новую основную соль BiOCl, в которой место двух гидроксильных групп занимает атом кислорода:
Bi(OH)2Cl BiOCl + H2O
13.4. Комплексообразование
Из катионов IV группы ярко выраженную способность к комплексообразованию проявляют ионы Fe2+ и Fe3+, что используется для их открытия в ходе анализа.
13.5. Окраска соединений
Растворы солей магния и висмута бесцветны; соли марганца (II) – бледно-розовые; железа (II) – бледно-зелёные; железа (III) – цвета ржавчины.
13.6. Техника безопасности
Руководствоваться общими правилами работы в химической лаборатории. Помнить, что соли висмута ядовиты.