АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Использование реакций осаждения в качественном анализе

Читайте также:
  1. III. Создание и обработка комплексного информационного объекта в виде презентации с использованием шаблонов.
  2. А) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КАТЕГОРИИ ВИДА В РУССКОМ ЯЗЫКЕ
  3. Административная ответственность за нарушения прав на использование информацией
  4. Бактериофаги. Получение, титрование, использование.
  5. Балансовый способ в анализе хозяйственной деятельности
  6. Биологические ресурсы Алтайского края, их рациональное использование и охрана
  7. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Матричный характер реакций биосинтеза. Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства
  8. Быстрота простой и сложной двигательной реакций и методика их направленного развития
  9. В основном вторичная обработка заключается в статистическом анализе итогов первичной обработки.
  10. Важной задачей статистики при анализе рядов динамики является определение основной тенденции развития.
  11. Виды реакций системы кровообращения
  12. Виды эмоциональных реакций (эмоции) и эмоциональных состояний

В качественном химическом анализе для разделения и обнаружения ионов широко используются химические реакции всех типов, протекающие в растворах: реакции осаждения и комплексоообразования, кислотно-основные и окислительно-восстановительные.

Реакции осаждения очень часто применяют для обнаружения различных ионов. Образование осадков – это один из основных аналитических эффектов, именно поэтому большинство качественных реакций является реакциями осаждения. Например, ионы Mg2+ обнаруживают по выпадению белого аморфного осадка Mg(OH)2:

Mg2+ + 2OH = Mg(OH)2↓,

а ионы Ba2+ – по выпадению желтого мелкокристаллического осадка BaCrO4:

2Ba2+ + Cr2O72– + H2O = 2BaCrO4↓ + 2H+.

Важную роль играют реакции осаждения и при разделении ионов. Действительно, основа любой аналитической классификации – это осадительное действие различных реагентов на определённые группы ионов. Например, карбонат аммония (NH)4CO3 осаждает катионы II аналитической группы, что позволяет отделить их от катионов I аналитической группы. Используя реакции осаждения, проводят также разделение ионов внутри аналитических групп. Например, при обнаружении ионов Na+ в присутствии ионов Mg2+ сначала отделяют ионы Mg2+, осаждая их щелочью.


Использование кислотно-основных реакций в качественном анализе

Кислотно-основные реакции также можно использовать для обнаружения и разделения ионов, хотя с этой целью они применяются реже, чем реакции осаждения. Например, для обнаружения иона NH4+ существует специфическая кислотно-основная реакция:

NH4+ + ОН = NH3­ + Н2О.

Одна из аналитических классификаций катионов – кислотно-основная – базируется на реакциях кислотно-основного взаимодействия, с помощью которых можно разделить различные группы катионов. Некоторые разделения внутри групп проводят, используя различия в кислотно-основных свойствах соединений. Например, при действии избытка щелочи на катионы III аналитической группы ионы Zn2+ и Al3+ вследствие амфотерности их гидроксидов остаются в растворе в виде ионов [Zn(OH)4]2– и [Al(OH)6]3–, в то время как другие катионы выпадают в осадок в виде малорастворимых гидроксидов (cм. приложение):

Fe2+ + 2OH = Fe(OH)2↓,

Fe3+ + 3OH = Fe(OH)3↓,

Mn2+ + 2OH = Mn(OH)2↓,

Cr3+ + 6OH = [Cr(OH)6]3–,

Zn2+ + 4OH = [Zn(OH)4]2–,

Al3+ + 6OH = [Al(OH)6]3–.

Гораздо чаще кислотно-основные реакции используют для регулирования значения рН растворов при разделении и обнаружении. Ход многих аналитических химических реакций зависит от рН среды, поэтому для поддержания необходимого значения рН используют буферные растворы. В особенности это касается следующих реакций:

ü с участием анионов слабых кислот или катионов слабых оснований. Например, при действии K2Cr2O7 на ионы Ba2+ осадок BaCrO4 может не образоваться, если не поддерживать рН с помощью ацетатного буфера;

ü цветных качественных реакций с органическими реагентами. Например, при обнаружении ионов Al3+ капельной реакцией с ализарином необходимо, помимо анализируемого раствора и реактива, нанести на полоску фильтровальной бумаги HCl и поместить её над ёмкостью с конц. NH4OH (первый компонент аммиачного буфера). При взаимодействии кислоты и слабого основания образуется второй компонент буфера – NH4Cl, и тем самым создаются необходимые условия для протекания цветной реакции.

Кроме того, кислотно-основные реакции используют для растворения проб, поскольку многие вещества, не растворимые в воде, растворяются в кислотах или щелочах.

Использование окислительно-восстановительных реакций
в качественном анализе

Существует значительное количество окислительно-восстановительных реакций (ОВР), которые успешно применяются для обнаружения ионов. Например, ионы Cr3+ сначала окисляют до хромат-ионов CrO42–, а затем проводят реакцию с бензидином. При этом хромат-ионы окисляют органический реагент с образованием продукта синего цвета – «бензидиновой сини»:

2Cr3+ + 3H2O2 + 10OH = 2CrO42– + 8H2O,

CrO42–+H2N–(C6H4)2–NH2+→Cr3++«бензидиновая синь»+H2O.

Используя ОВР, можно обнаружить многие анионы: NO2 реакцией с реактивом Грисса, I реакцией с хлорной водой:

2I +Cl2 = I2 + 2Cl.

Поскольку при изменении степени окисления меняются свойства ионов, то ОВР нашли применение также для разделения ионов. Например, если подействовать на смесь катионов III аналитической группы раствором Н2О2 в щелочной среде, то ионы Cr3+ окислятся до хромат-ионов CrO42– и останутся в растворе, а ионы Fe2+, Fe3+, Mn2+ перейдут в осадок в виде гидроксидов Fe(OH)3 и MnO(OH)2. Используя окислительно-восстановительную реакцию

2NO2 + 2H+ + CO(NH2)2 = CO2­ + 2N2­ +3H2O,

можно легко удалить ионы NO2, которые мешают обнаружению нитрат-ионов NO3 реакцией с дифениламином.

Очень часто без ОВР невозможно обойтись при растворении или разложении твёрдых проб. Так, если образец не растворяется в кислотах или щелочах, его приходится растворять в окисляющих реагентах (конц. HNO3, конц. H2SO4, царская водка) или сплавлять с такими реагентами (Na2O2, нитриты, пиросульфаты).


Использование реакций комплексообразования
в качественном анализе

Возможность использования реакций комплексообразования в качественном анализе обусловлена возникновением и интенсивностью аналитических эффектов, а также большой избирательностью реакций этого типа. Комплексные соединения обладают рядом свойств, ценных для химика-аналитика:

ü ионы центрального атома и лигандов, находясь в составе комплекса, практически отсутствуют в растворе в свободном виде, поэтому их не всегда удаётся обнаружить. Это свойство широко используется для разделения и маскирования ионов. Например, при обнаружении ионов Mn2+ в виде малиново-розового соединения H[Mn(C2O4)2] ионы Fe3+, мешающие своей окраской, легко маскируются фторид-ионами F за счёт образования бесцветного комплекса [FeF6]3–:

Fe3+ + 6F = [FeF6]3–;

ü комплексные соединения часто обладают характерными окрасками или малой растворимостью, на чём основаны многие реакции обнаружения. Например, ионы NH4+ образуют с реактивом Несслера нерастворимое комплексное соединение бурого цвета:

NH4+ + 2[HgI4]2– + 4OH = [NH2Hg2O]I ↓ + 7 I + 3H2O,

а ионы Mn2+ можно надёжно обнаружить по образованию малиново-розового комплексного соединения H[Mn(C2O4)2] при действии H2C2O4 на осадок MnO(OH)2:

2MnO(OH)2↓ + 5H2C2O4 = 2H[Mn(C2O4)2] + 2СО2 + 6H2O.

Таким образом, реакции комплексообразования, как и реакции всех других типов, широко используют для обнаружения и разделения, причём разделение часто проводят за счёт селективного осаждения или маскирования. Кроме того, реакции комплексообразования применяют для подготовки проб к анализу (разложение твёрдых веществ с помощью конц. HF, конц. HCl, царской водки), а также для перевода осадков в раствор, например

AgCl↓ + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.)