Strona główna

Laboratorium chemii


Pobieranie 39.62 Kb.
Data19.06.2016
Rozmiar39.62 Kb.


STUDIA MIĘDZYKIERUNKOWE

INŻYNIERIA MECHANICZNA I MATERIAŁOWA

I ROK

Ćwiczenie 1, 2



Analiza jakościowa

LABORATORIUM CHEMII



Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z podstawami klasycznej analizy jakościowej nieorganicznych roztworów wodnych. Zidentyfikowanie kationów I, IV i V grupy w roztworach wodnych.



Wstęp

Podstawą klasycznej (nieinstrumentalnej) analizy jakościowej jest wprowadzenie do analizowanego roztworu, zawierającego nieznane jony, odczynników, które powodują wytrącenie lub rozpuszczenie charakterystycznego osadu, zmianę barwy roztworu lub wydzielanie gazu.



W przypadku analizy kationów nieorganicznych występujących w roztworach wodnych wprowadza się podział na pięć grup. Podział ten jest oparty o reakcje charakterystyczne zachodzące pod wpływem odczynnika grupowego. Reakcje te polegają na wytrąceniu trudno rozpuszczalnych osadów kationów danej grupy analitycznej. Przynależność najczęściej występujących kationów do poszczególnych grup oraz odczynniki grupowe przedstawiono w Tabeli 1.

Tabela 1. Podział kationów na grupy analityczne.

Grupa

Odczynnik grupowy

Kationy

Osad powstający przy działaniu odczynnika grupowego

I

3 M HCl

Ag+, Pb2+, Hg22+

AgCl, PbCl2, Hg2Cl2

II

H2S w roztworach kwaśnych

Hg2+, Cu2+, Cd2+, Bi3+, As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+

HgS, CuS, CdS, Bi2S3, As2S3, As2S5, Sb2S3, Sb2S5, SnS, SnS2

III

(NH4)2S w środowisku buforu amonowego1

Ni2+, Co2+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Al3+, Cr3+

NiS, CoS, FeS, Fe2S3, MnS, ZnS, Al(OH)3, Cr(OH)3

IV

(NH4)2CO3 w środowisku buforu amonowego1

Ca2+, Sr2+, Ba2+

CaCO3, SrCO3, BaCO3

V

brak

Na+, K+, NH4+, Mg2+




Po ustaleniu, do której z grup analitycznych należy kation obecny w roztworze przeprowadza się dalsze testy, polegające na obserwacji produktów reakcji charakterystycznych lub próbie barwienia płomienia, które pozwalają odróżnić kationy wewnątrz każdej z grup. Szczegółowe informacje o reakcjach charakterystycznych kationów z grup I, IV i V należy zaczerpnąć z tabel 2-4 oraz z podanej literatury.

Tabela 2. Reakcje charakterystyczne kationów grupy I

Kation

barwa roztworu

HCl

NaOH lub KOH

KI

Ag+

bezb.

AgCl (biały), rozp. w NH3(aq)

Ag2O (brunatny), rozp. w NH3(aq)

AgI (żółtawy)

Pb2+

bezb.

PbCl2 (biały), rozp. w gorącej wodzie, nrozp. w NH3

Pb(OH)2 (biały), rozp. w nadmiarze NaOH lub KOH (amfoteryczny)

PbI2 (żółty), rozp. w gorącej wodzie

Hg22+

bezb.

Hg2Cl2 (biały)  NH3(aq)  czernieje

mieszanina HgO i Hg (czarny osad)

Hg2I2 (żółtozielony), rozp. w nadmiarze KI

Tabela 3. Reakcje charakterystyczne kationów grupy IV

Kation

barwa roztworu

barwa płomienia

chromian(VI) potasu K2CrO4

szczawian amonu (NH4)2C2O4

Ca2+

bezb.

ceglastoczerwony

brak osadu

CaC2O4 (biały), nierozp. w CH3COOH

Sr2+

bezb.

karminowy

SrCrO4 (żółty), rozpuszcz. w CH3COOH

SrC2O4 (biały), rozp. na gorąco w CH3COOH

Ba2+

bezb.

zielony

BaCrO4 (żółty), nierozp. w CH3COOH

BaC2O4 (biały), rozp. na gorąco w CH3COOH

Tabela 4. Reakcje charakterystyczne kationów grupy V .

Kation

barwa roztworu

barwa płomienia

NaOH

inne

Mg2+

bezb.

-----

Mg(OH)2 (biały, galaret.)

8-hydroksychinolina w obecn. NH4OH (ogrzew.)  zielonożółty osad

Na+

bezb.

żółty

-----

-----

K+

bezb.

różowo-fioletowy

-----

kwas winowy w obecności CH3COONa  biały osad

NH4+

bezb.

-----

po ogrzaniu  zapach NH3

Odczynnik Neslera: NaOH +K2[HgI4]  brun.-pomar. osad lub pomarańcz. zol

Aby poprawnie zidentyfikować kation na podstawie reakcji charakterystycznej należy stosować odpowiednie ilości odczynników, odpowiedni zakres pH roztworu oraz odpowiednią temperaturę.

Wykonanie ćwiczenia

Zidentyfikować kationy w pięciu roztworach przygotowanych przez laborantów. Każdy z roztworów zawiera tylko jeden rodzaj kationów należących do I, IV lub V grupy analitycznej.



Opracowanie wyników

Opisać przeprowadzone procedury prowadzące do wykrycia analizowanych kationów. Opisać cechy charakterystyczne zachodzących reakcji. We wszystkich przypadkach zapisać zachodzące rekcje chemiczne za pomocą równań stechiometrycznych.



Literatura

  1. Wybrane zagadnienia z chemii analitycznej. Analiza jakościowa. Red. A. Kozłowska-Róg. Wydawnictwa AGH, Kraków 2001.

  2. Ćwiczenia z podstaw chemii i analizy jakościowej. Red. Anna Reizer. Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego. Kraków 2000.



1 Bufor amonowy jest to roztwór wodny NH3aq i NH4Cl stabilizujący pH w zakresie 8 – 11 w zależności od proporcji składników.



©snauka.pl 2016
wyślij wiadomość