Jakościowe oznaczanie tabeli jonów. Zastosowanie metod jonometrycznych w analizie. a) Oznaczanie za pomocą siarczku sodu

Metody analizy jakościowej opierają się na reakcjach jonowych, które pozwalają na identyfikację pierwiastków w postaci określonych jonów. Podczas reakcji powstają związki trudno rozpuszczalne, kolorowe związki złożone, utlenianie lub redukcja następuje wraz ze zmianą koloru roztworu.

Do identyfikacji poprzez utworzenie trudno rozpuszczalnych związków stosuje się zarówno grupowe, jak i indywidualne środki strącające. NaCl służy jako środek strącający grupy dla jonów Ag+, Pb2+ i Hg2+; dla kationów Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ - (NH 4) 2 CO 3, dla jonów Al 3+, Cr 3+, Fe 3+, Fe 2+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2 + , Zn 2+ - (NH 4) 2 S.

Istnieje wiele odczynników organicznych i nieorganicznych, które tworzą osady lub kolorowe kompleksy z kationami (tabela):

Lotne związki metali barwią płomień palnika na taki czy inny kolor. Dlatego jeśli dodasz badaną substancję na drucie platynowym lub nichromowym do bezbarwnego płomienia palnika, płomień zabarwi się w obecności pewnych pierwiastków w substancji, na przykład w następujących kolorach: jasnożółty (sód), fioletowy (potas), ceglasty (wapń), karminowy (stront), żółto-zielony (miedź, bor), bladoniebieski (ołów, arsen).

Aniony są zwykle klasyfikowane według ich rozpuszczalności w soli lub właściwości redoks. Tak wiele anionów (SO 4 2 -, SO 3 2 -, CO 3 2 -, SiO 3 2 -, F -, PO 4 3 -, CrO 4 2 - itp.) ma odczynnik grupowy BaCl 2 w stanie neutralnym lub lekko kwaśne środowisko, ponieważ sole baru i te aniony są słabo rozpuszczalne w wodzie. Odczynnikiem grupowym w roztworze HNO 3 dla jonów Cl - , Br - , I - , SCN - S 2 - , ClO - , 4 - i innych jest AgNO 3 . Jeśli chodzi o kationy, istnieją odczynniki dla niektórych anionów (tabela):

Klasyfikację anionów według ich właściwości redoks podano w tabeli:

Identyfikacja chemiczna substancji opiera się głównie na reakcjach wytrącania, kompleksowania, utleniania i redukcji, neutralizacji, w wyniku których tworzy się barwny osad, zmiany barwy roztworu lub uwolnienia substancji gazowych.

Wyobraźmy sobie taką sytuację:

Pracujesz w laboratorium i zdecydowałeś się przeprowadzić eksperyment. Aby to zrobić, otworzyłeś szafkę z odczynnikami i nagle na jednej z półek zobaczyłeś poniższy obrazek. Dwa słoiki z odczynnikami miały odklejone etykiety i bezpiecznie leżały w pobliżu. Jednocześnie nie da się już dokładnie określić, który słoik odpowiada której etykiecie, a zewnętrzne oznaki substancji, po których można je rozróżnić, są takie same.

W takim przypadku problem można rozwiązać za pomocą tzw reakcje jakościowe.

Reakcje jakościowe Są to reakcje, które pozwalają odróżnić jedną substancję od drugiej, a także poznać skład jakościowy nieznanych substancji.

Wiadomo np., że kationy niektórych metali dodane do płomienia palnika ich soli powodują jego zabarwienie na określony kolor:

Metoda ta może zadziałać tylko wtedy, gdy wyróżniane substancje w różny sposób zmieniają barwę płomienia lub jedna z nich w ogóle nie zmienia barwy.

Ale, powiedzmy, los chciał, że oznaczane substancje nie zabarwiają płomienia ani nie zabarwiają go na ten sam kolor.

W takich przypadkach konieczne będzie rozróżnienie substancji za pomocą innych odczynników.

W jakim przypadku możemy rozróżnić jedną substancję od drugiej za pomocą dowolnego odczynnika?

Istnieją dwie opcje:

• Jedna substancja reaguje z dodanym odczynnikiem, natomiast druga nie. W tym przypadku musi być wyraźnie widoczne, że reakcja jednej z substancji wyjściowych z dodanym odczynnikiem faktycznie miała miejsce, to znaczy zaobserwowano jej jakiś zewnętrzny znak - utworzył się osad, uwolnił się gaz, nastąpiła zmiana koloru itp.

Na przykład nie można odróżnić wody od roztworu wodorotlenku sodu za pomocą kwasu solnego, mimo że zasady dobrze reagują z kwasami:

NaOH + HCl = NaCl + H2O

Wynika to z braku jakichkolwiek zewnętrznych oznak reakcji. Przezroczysty, bezbarwny roztwór kwasu solnego po zmieszaniu z bezbarwnym roztworem wodorotlenku tworzy ten sam przezroczysty roztwór:

Ale z drugiej strony wodę można odróżnić od wodnego roztworu zasady, na przykład za pomocą roztworu chlorku magnezu - w tej reakcji tworzy się biały osad:

2NaOH + MgCl2 = Mg(OH)2 ↓+ 2NaCl

2) substancje można także rozróżnić, jeśli obie reagują z dodanym odczynnikiem, ale robią to w różny sposób.

Na przykład można rozróżnić roztwór węglanu sodu od roztworu azotanu srebra za pomocą roztworu kwasu solnego.

z węglanem sodu kwas chlorowodorowy reaguje wydzielaniem bezbarwnego, bezwonnego gazu - dwutlenku węgla (CO 2):

2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2

i azotanem srebra, tworząc biały, tandetny osad AgCl

HCl + AgNO 3 = HNO 3 + AgCl↓

Poniższe tabele przedstawiają różne możliwości wykrywania określonych jonów:

Jakościowe reakcje na kationy

Jakościowe reakcje na aniony

Anion	Uderzenie lub odczynnik	Znak reakcji. Równanie reakcji
SO 4 2-	Ba 2+	Wytrąca się biały osad, nierozpuszczalny w kwasach: Ba 2+ + SO 4 2- = BaSO 4 ↓
NIE 3-	1) Dodać H2SO4 (stężony) i Cu, ogrzać 2) Mieszanka H 2 SO 4 + FeSO 4	1) Powstanie niebieskiego roztworu zawierającego jony Cu 2+, uwolnienie brązowego gazu (NO 2) 2) Pojawienie się koloru siarczanu nitrozo-żelaza (II) 2+. Zakres kolorów od fioletu do brązu (reakcja brązowego pierścienia)
PO 4 3-	Ag+	Wytrącanie się jasnożółtego osadu w środowisku obojętnym: 3Ag + + PO 4 3- = Ag 3 PO 4 ↓
CrO 4 2-	Ba 2+	Tworzenie się żółtego osadu, nierozpuszczalnego w kwasie octowym, ale rozpuszczalnego w HCl: Ba 2+ + CrO 4 2- = BaCrO 4 ↓
S 2-	Pb2+	Czarny osad: Pb2+ + S2- = PbS↓
CO 3 2-		1) Wytrąca się biały osad, rozpuszczalny w kwasach: Ca 2+ + CO 3 2- = CaCO 3 ↓ 2) Uwolnienie się bezbarwnego gazu („wrzącego”) powodującego zmętnienie wody wapiennej: CO 3 2- + 2H + = CO 2 + H 2 O
CO2	Woda wapienna Ca(OH) 2	Wytrącanie się białego osadu i jego rozpuszczanie przy dalszym przejściu CO2: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 ↓ + H 2 O CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca(HCO 3) 2
SO 3 2-	H+	Emisja gazu SO 2 o charakterystycznym ostrym zapachu (SO 2): 2H + + SO 3 2- = H 2 O + SO 2
F-	Ca2+	Biały osad: Ca 2+ + 2F − = CaF 2 ↓
Cl-	Ag+	Wytrąca się biały, tandetny osad, nierozpuszczalny w HNO 3, ale rozpuszczalny w NH 3·H 2 O (stężony): Ag + + Cl - = AgCl↓ AgCl + 2(NH3·H2O) = ) Nie znalazłeś odpowiedzi na swoje pytanie? Spójrz tutaj Lekcja-studium „Morfologia Słownik rosyjsko-cerkiewno-słowiański online Lista operacji ręcznych w 1 z 8