№ 17
Який основний посуд використовують та як його готують для якісного аналізу?
У якісному аналізі (в основному напівмікроаналізі) застосовують такий посуд: колби, пробірки, чашки, стакани, скляні лійки, скляні палички, промивалки, бюкси, кухлі, ступки,ексикатори. Піпетки градуйовані та бюретки застосовують тільки в кількісному аналізі. Застосовуваний для якісного аналізу посуд має бути чистим. Його слід мити відразу після вживання. Для миття посуду застосовують теплий насичений розчин соди, теплий лужний розчин KMnO4 або розчин хромової суміші. Посудина вважається чистою, якщо після виливання з неї води внутрішні стінки змочуються водою рівномірно і на них не залишається крапель. Добре вимитий посуд, перекинутий догори дном, має здаватись сухим. Після миття посуд споліскують 2–3 рази невеликою кількістю дистильованої води, що є також способом перевірки чистоти посудини.
№ 18
Чим дистильована вода відрізняється від звичайної питної води? Чому посуд для аналітичних визначень обов’язково споліскують дистильованою водою?
Головна відмінність дистильованої води від питної – практично нульовий рівень концентрації солей кальцію і магнію та інших речовин, які обов’язково присутні в питній воді. Вимитий посуд двічі споліскують невеликою кількістю дистильованої води. Мета споліскування – перевірка чистоти посудини. Посудина вважається чистою, якщо при обмиванні внутрішньої поверхні дистильованою водою остання рівномірно стікає, не залишаючи краплин.
№ 19
Розкрити суть дробного та систематичного методів якісного аналізу. Чи можливе виконання аналізу речовини з використанням лише одного з цих методів?
Дробний метод аналізу передбачає виявлення кожного іона певними, характерними реакціями в присутності всіх інших іонів. У складніших випадках спочатку відділяють даний іон від тих, які заважають визначенню.
Систематичний аналіз полягає в тому, що складну суміш іонів спочатку розділяють за допомогою групових реактивів на кілька окремих груп, потім у межах кожної групи виявляють окремі іони певними, характерними реакціями. Розділяють іони на групи і виявляють їх в кожній групі в цілком певній послідовності, що виключає помилки, які часто роблять недосвідчені хіміки, проводячи аналіз дробним методом.
Використання лише одного з цих методів (дробного) можливе тільки у випадку високоспецифічних реакцій (таких, наприклад, як визначення іона амонію за допомогою лугу), та у випадку, коли визначуваний іон вдається без проблем відділити від іонів, які заважають визначенню.
№ 20
Які хімічні реагенти належать до групових, селективних, специфічних? Навести приклади. Написати рівняння реакцій
Груповими називають реактиви, якими визначають певну групу катіонів або аніонів. Наприклад, розчин сульфіду амонію є груповим реактивом на катіони 3-ї аналітичної групи. Розчин хлориду барію є груповим реактивом на аніони 1-ї аналітичної групи, і т. п.
Селективними називають реактиви, що визначають ті чи інші іони за певних умов. Так, фероціанід калію дає з іонами Ca2+ осад K2Ca[Fe(CN)6]. Якщо в розчині немає зовсім або є незначна концентрація іонів Ba2+, даний реактив “віддає перевагу” іонам Ca2+. Якщо ж має місце значна концентрація іонів Ba2+, фероціанід калію вже не буде селективним на іони Ca2+, тому що іони Ba2+ в значних концентраціях утворюють аналогічний осад.
Специфічними називають реактиви, дії яких не заважає жоден сторонній іон. Так, в одній з небагатьох високоспецифічних реакцій визначення іону амонію
NH4Cl + NaOH → NH4OH + NaCl
↕
NH3↑ + H2O
гідроксид натрію можна вважати специфічним на іон амонію. Специфічних реактивів, рівно як і специфічних реакцій, дуже мало.
№ 21
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: NH 4 + , Ca 2+ , Fe 3+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) груповий реактив на іони амонію відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;
2) CaCl2 + (NH4)2CO3 → CaCO3↓ + 2NH4Cl
Ca2+ + CO32– → CaCO3↓
білий аморфний осад, розчинний в кислотах;
3) Fe2(SO4)3 + 3(NH4)2S → Fe2S3↓ + 3(NH4)2SO4
2Fe3+ + 3S2– → Fe2S3↓
чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах.
№ 22
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: K + , Mn 2+ , Ca 2+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) на іон калію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;
2) MnSO4 + (NH4)2S → MnS↓ + (NH4)2SO4
Mn2+ + S2– → MnS↓
світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;
3) CaCl2 + (NH4)2CO3 → CaCO3↓ + 2NH4Cl
Ca2+ + CO32– → CaCO3↓
білий аморфний осад, розчинний в кислотах.
№ 23
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Na + , Cu 2+ , Zn 2+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;
2) CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
Cu2+ + S2– → CuS↓
чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти;
3) ZnSO4 + (NH4)2S → ZnS↓ + (NH4)2SO4
Zn2+ + S2– → ZnS↓
білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті, але розчинний в розведених міне-ральних кислотах.
№ 24
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mg 2+ , Fe 3+ , Cu 2+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) Іноді Mg2+ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу, найчастіше утворюється Mg(OH)2∙3MgCO3. Саме тому Mg2+ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;
2) Fe2(SO4)3 + 3(NH4)2S → Fe2S3↓ + 3(NH4)2SO4
2Fe3+ + 3S2– → Fe2S3↓
чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах;
3) CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
Cu2+ + S2– → CuS↓
чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти.
№ 25
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: NH 4 + , Cu 2+ , Mn 2+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) на іон амонію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;
2) CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
Cu2+ + S2– → CuS↓
чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, але розчинний в 2 н розчині HNO3 ;
3) MnSO4 + (NH4)2S → MnS↓ + (NH4)2SO4
Mn2+ + S2– → MnS↓
світло-рожевий осад, розчинний в кислотах.
№ 26
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Ca 2+ , Mg 2+ , Zn 2+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) CaCl2 + (NH4)2CO3 → CaCO3↓ + 2NH4Cl
Ca2+ + CO32– → CaCO3↓
білий аморфний осад, розчинний в кислотах;
2) іноді Mg2+ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу. Найчастіше утворюється Mg(OH)2∙3MgCO3. Саме тому Mg2+ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;
3) ZnSO4 + (NH4)2S → ZnS↓ + (NH4)2SO4
Zn2+ + S2– → ZnS↓
білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті, проте розчинний в розведених мінеральних кислотах.
№ 27
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?
Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Na + , Ba 2+ , Al 3+.
Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;
2) BaCl2 + (NH4)2CO3 → BaCO3↓ + 2NH4Cl
Ba2+ + CO32– → BaCO3↓
білий аморфний осад, розчинний в кислотах, крім сірчаної;
3) 2AlCl3 + 3(NH4)2S + 6H2O → 2Al(OH)3↓ + 6NH4Cl + 3H2S↑
2Al3+ + 3S2– + 6HOH → 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑
осад білого кольору, що має амфотерні властивості.
№ 28
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mn2+, Fe2+, Na+. Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) MnSO4 + (NH4)2S → MnS↓ + (NH4)2SO4
Mn2+ + S2– → MnS↓
світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;
2) FeSO4 + (NH4)2S → FeS↓ + (NH4)2SO4
Fe2+ + S2– → FeS↓
чорний осад, розчинний в кислотах;
3) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи.
№ 29
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mg2+, Fe3+, Cu2+. Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) Іноді Mg2+ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу, найчастіше утворюється Mg(OH)2∙3MgCO3. Саме тому Mg2+ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;
2) Fe2(SO4)3 + 3(NH4)2S → Fe2S3↓ + 3(NH4)2SO4
2Fe3+ + 3S2– → Fe2S3↓
чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах;
3) CuSO4 + H2S → CuS↓ + H2SO4
Cu2+ + S2– → CuS↓
чорний осад, нерозчинний в розведених соляній і сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти.
№ 30
Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mn2+, Ba2+, NH4+. Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи
Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:
1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;
2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;
3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;
4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;
5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.
Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.
За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.
Рівняння реакцій:
1) MnSO4 + (NH4)2S → MnS↓ + (NH4)2SO4
Mn2+ + S2– → MnS↓
світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;
2) BaCl2 + (NH4)2CO3 → BaCO3↓ + 2NH4Cl
Ba2+ + CO32– → BaCO3↓
білий аморфний осад, розчинний в кислотах (крім сірчаної);
3) на іон амонію груповий реактив відсутній через належність даного катіона до 1-ї аналітичної групи.
№ 35-36-37
Відповідно до номеру завдання вказати, які з катіонів
NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cu2+, Zn2+
та за допомогою яких специфічних реактивів визначають дробним аналізом. Напи-сати молекулярні та іонні рівняння відповідних реакцій, казати умови виконання та зовнішній ефект для катіонів 2-ї аналітичної групи
Характерна реакція на іон Ba2+:
К2Сr2O7 + 2ВаСl2 + H2O + 2NaCH3COO → 2ВаСrO4 + 2КСl + 2NaСl + 2CH3COOН
Основна умова – присутність ацетату натрію. Хромати стронцію і кальцію, розчиняючись в оцтовій кислоті, не заважають виявленню іона Ba2+. Спостерігатиметься жовтий осад у присутності вказаного іона.
Характерна реакція на іон Ca2+:
CaSO4 + K4[Fe(CN)6] → K2Ca[Fe(CN)6]↓ + K2SO4
2K+ + Ca2+ + [Fe(CN)6]4– → K2Ca[Fe(CN)6]↓
В даному випадку утворюється білий осад фероціаніду калію і кальцію K2Ca[Fe(CN)6]. У присутності солей амонію утворюється менш розчинна сіль фероціаніду кальцію, калію і амонію змінного складу. Ця реакція виявляє іон кальцію у присутності іона Sr2+, але іони Ba2+ в значних концентраціях можуть утворити аналогічні осади. Користуватись даною реакцією для виявлення іонів кальцію в присутності іонів барію небажано.
Катіон Cu2+ теж можна виявити дробним аналізом за допомогою надлишку гідроксиду амонію, проте вказаний катіон не належить до 2-ї аналітичної групи.
№ 38-39-40
Відповідно до номеру завдання вказати, які з катіонів
NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cu2+, Zn2+
та за допомогою яких специфічних реактивів визначають дробним аналізом? Написати молекулярні та іонні рівняння відповідних реакцій, вказати умови виконання та зовнішній ефект для катіонів 3-ї аналітичної групи. Характерні реакції на катіони Fe2+ та Fe3+:
3FeSO4 + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 3K2SO4
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3– → Fe3[Fe(CN)6]2↓
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KCl
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4– → Fe4[Fe(CN)6]3↓
В обох випадках у присутності вказаних іонів випаде темно-синій осад, який відповідно має назву “турнбульова синь” та “берлінська лазур”.
Характерна реакція на катіон Mn2+:
2MnSO4 + 5NaBiO3 + 16HNO3 → 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 2Na2SO4 + NaNO3 + 7H2O
2Mn2+ + 5BiO3‾ + 14H+ → 2MnO4‾ + 5Bi3+ + 7H2O
Умови: холодний азотнокислий розчин. Зовнішній ефект – малиново-фіолетове забарвлення у присутності іонів Mn2+.
Інша характерна реакція на цей же катіон:
2MnSO4 + 5(NH4)2S2O8 + 8H2O → 2HMnO4 + 5(NH4)2SO4 + 7H2SO4
2Mn2+ + 5S2O82– + 8HOH → 2MnO4‾ + 12SO42– + 16H+
Умови: присутність AgNO3. Зовнішній ефект: малиново-фіолетове забарвлення у присутності іонів Mn2+. Буре забарвлення при надлишку вказаних іонів.
Характерна реакція на катіон Zn2+:
ZnSO4 + H2S + 2CH3COONa → ZnS↓ + 2CH3COOH + Na2SO4
Zn2+ + H2S + 2CH3COO‾ → ZnS↓ + 2CH3COOH
Умови: повне осадження тільки за присутності ацетату лужного металу; середовище з РН 2–3. Зовнішній ефект – білий осад ZnS у присутності іонів Zn2+.
Характерна реакція на катіон Al3+:
NaAlO2 + NH4Cl + 2H2O → Al(OH)3↓ + NH4OH + NaCl
AlO2‾ + NH4+ + 2H2O → Al(OH)3↓ + NH4OH
Умови: присутність твердої солі NH4Cl. Зовнішній ефект – білий осад Al(OH)3 у присутності іонів Al3+.
Катіон Cu2+ теж можна виявити дробним аналізом за допомогою надлишку гідроксиду амонію, проте вказаний катіон відносять не до 3-ї, а до 4-ї аналітичної групи.
№ 41
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гідроксиду калію чи натрію (при нагріванні) виділяється газ з різким запахом, в присутності якого синіє червоний лакмусовий папірець, змочений водою. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання
Це означає, що в досліджуваному розчині присутні катіони амонію:
NH4Cl + KOH → NH4OH + KCl
↨
NH3↑ + H2O
NH4+ + OH– ↔ NH3↑ + H2O
Умови – нагрівання. Червоний лакмусовий папірець, змочений водою, синіє у присутності пари аміаку, оскільки утворює з водою луг:
NH3 + H2O → NH4OH
№ 42
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується:
дихромату калію (у присутності ацетату натрію) утворюється жовтий осад.
Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання.
Це означає, що у досліджуваному розчині присутні катіони Ва2+:
K2Cr2O7 + 2BaCl2 + H2O + 2NaCH3COO → 2BaCrO4↓ + 2KCl + 2NaCl + 2CH3COOH
2Ba2+ + Cr2O72– + 2CH3COO– + H2O → 2BaCrO4↓ + 2CH3COOH
Основна умова – присутність ацетату натрію. Хромати стронцію і кальцію, розчиняючись в оцтовій кислоті, не заважають виявленню іона Ba2+.
№ 43-44
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гексаціаноферату (ІІІ) калію утворюється темно-синій осад. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання
Це означає, що досліджуваний розчин містить катіони Fe 2+:
3FeSO4 + 2K3[Fe(CN)6] → Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 3K2SO4
3Fe2+ + 2[Fe(CN)6]3– → Fe3[Fe(CN)6]2↓
Осад має назву “турнбульова синь”.
Умови: нелужне середовище (нейтральне або слабокисле), оскільки вказаний осад розчинний в лугах.
№ 45-46
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гексаціаноферату (ІІ) калію утворюється темно-синій осад. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання
Це означає, що досліджуваний розчин містить катіони Fe 3+:
4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] → Fe4[Fe(CN)6]3↓ + 12KCl
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4– → Fe4[Fe(CN)6]3↓
Осад має назву “берлінська лазур”.
Умови: не додавати надлишок реактиву; не додавати щавелеву кислоту (осад в ній розчинний); нейтральне середовище.
№ 47-48
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: вісмутату натрію в присутності HNO3 розчин забарвлюється в малиново-фіолетовий колір. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання
Це означає присутність у досліджуваному розчині катіонів Mn 2+:
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 14HNO3 → 2NaMnO4 + 3NaNO3 + 5Bi(NO3)3 + 7H2O
2 Mn2+ + 4H2O – 5е– → MnO4– + 8H+
5 BiO3– + 6H+ + 2е– → Bi3+ + 3H2O
2Mn2+ + 5BiO3– + 14H+ → 2MnO4– + 5Bi3+ + 7H2O
Умови: реакцію виконувати на холоді.
№ 49-50
Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: надлишку гідроксиду амонію утворюється розчин координаційної сполуки інтенсивно-синього кольору. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання
Це означає присутність у досліджуваному розчині катіонів Cu 2+:
2Cu2+ + 2SO42– + 2NH4OH → [Cu(OH)]2SO4 + 2NH4+ + SO42–
[Cu(OH)]2SO4 + 2NH4+ + 6NH3 → 2[Cu(NH3)4]2+ + SO42– + 2H2O
Умови виконання реакції – непідкислений розчин.
№ 51
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Ca2+, Al3+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
CaCl2 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + 2NH4Cl
Ca2+ + C2O42– → CaC2O4↓
Іони барію та стронцію заважають виявленню іона Ca2+, так як дають з оксалатом амонію аналогічні осади.
CaCl2 + K4[Fe(CN)6] → K2Ca[Fe(CN)6]↓ + 2KCl
2K+ + Ca2+ + [Fe(CN)6]4– → K2Ca[Fe(CN)6]↓
Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, так як утворюють аналогічний осад.
NaAlO2 + NH4Cl + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaCl + NH4OH
AlO2‾ + NH4+ + 2HOH → Al(OH)3↓ + NH4OH
Реакція йде за присутності твердого хлориду амонію. Визначенню іонів Al3+ заважають іони Cr3+.
№ 52
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів K+, Ca2+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
KCl + NaHC4H4O6 → KHC4H4O6↓ + NaCl
K+ + HC4H4O6‾ → KHC4H4O6↓
Умови: нейтральний або оцтовокислий холодний розчин, велика концентрація іонів К+. Заважають іони амонію.
2KNO3 + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2NaNO3
2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3– → K2Na[Co(NO2)6]↓
Умови: нейтральний чи оцтовокислий розчин. Заважають іони амонію.
CaSO4 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + (NH4)2SO4
Ca2+ + C2O42– → CaC2O4↓
Заважають іони барію та стронцію, які з оксалатом амонію дають аналогічні осади.
CaCl2 + K4[Fe(CN)6] → K2Ca[Fe(CN)6]↓ + 2KCl
2K+ + Ca2+ + [Fe(CN)6]4– → K2Ca[Fe(CN)6]↓
Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, оскільки утворюють аналогічний осад.
№ 53
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Na+, Zn2+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
NaCl + K[Sb(OH)6] → Na[Sb(OH)6]↓ + KCl
Na+ + [Sb(OH)6]‾ → Na[Sb(OH)6]↓
Умови: нейтральне або слабколужне середовище, досить висока концентрація солі натрію, холодний розчин. Солі амонію заважають даній реакції тому що гідролізують, результуючи іони водню. Реактив K[Sb(OH)6] у присутності солей амонію розкладається так само, як при дії кислот.
Na+ + Zn[(UO2)3(CH3COO)8] + CH3COO‾ + 9H2O →
→ NaZn[(UO2)3(CH3COO)9]∙9H2O↓
Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин.
ZnSO4 + H2S + 2CH3COONa → ZnS↓ + 2CH3COOH + Na2SO4
Zn2+ + H2S + 2CH3COO‾ → ZnS↓ + 2CH3COOH
Осад ZnS розчинний в мінеральних кислотах. В даній реакції присутність ацетату натрію необхідна тому що сильна кислота HCl, яка утворюється без його присутності, замінюється на слабку CH3COOH, в якій ZnS не розчиняється. Заважають іони Co2+ та Ni2+ якщо рН розчину не дорівнює 2.
№ 54
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Mg2+, Al3+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
MgSO4 + 2NH4OH ↔ Mg(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Mg2+ + 2NH4OH ↔ Mg(OH)2↓ + 2NH4+
Іони амонію заважають визначеннню іонів магнію.
NaAlO2 + NH4Cl + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaCl + NH4OH
AlO2‾ + NH4+ + 2HOH → Al(OH)3↓ + NH4OH
Умови: присутність твердого хлориду амонію. Іони Cr3+ заважають визначенню іонів Al3+.
№ 55
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Na+, Al3+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
NaCl + K[Sb(OH)6] → Na[Sb(OH)6]↓ + KCl
Na+ + [Sb(OH)6]‾ → Na[Sb(OH)6]↓
Умови: нейтральне або слабколужне середовище, досить висока концентрація солі натрію, холодний розчин.
Солі амонію заважають даній реакції тому що гідролізують, результуючи іони водню. Реактив K[Sb(OH)6] у присутності солей амонію розкладається так само, як при дії кислот.
Na+ + Zn[(UO2)3(CH3COO)8] + CH3COO‾ + 9H2O →
→ NaZn[(UO2)3(CH3COO)9]∙9H2O↓
Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин.
NaAlO2 + NH4Cl + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaCl + NH4OH
AlO2‾ + NH4+ + 2HOH → Al(OH)3↓ + NH4OH
Реакція йде за присутності твердого хлориду амонію. Визначенню іонів Al3+ заважають іони Cr3+.
№ 56
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Ca2+, Zn2+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
CaSO4 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + (NH4)2SO4
Ca2+ + C2O42– → CaC2O4↓
Виявленню іонів кальцію заважають іони барію та стронцію, які дають з оксалатом амонію аналогічні осади.
CaCl2 + K4[Fe(CN)6] → K2Ca[Fe(CN)6]↓ + 2KCl
2K+ + Ca2+ + [Fe(CN)6]4– → K2Ca[Fe(CN)6]↓
Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, оскільки дають аналогічні осади.
ZnSO4 + H2S + 2CH3COONa → ZnS↓ + 2CH3COOH + Na2SO4
Zn2+ + H2S + 2CH3COO‾ → ZnS↓ + 2CH3COOH
Осад ZnS розчинний в мінеральних кислотах. В даній реакції присутність ацетату натрію необхідна тому що сильна кислота HCl, яка утворюється без його присутності, замінюється на слабку CH3COOH, в якій ZnS не розчиняється.
Заважають іони Co2+ та Ni2+ якщо рН розчину не дорівнює 2.
№ 57
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів K+, Al3+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
KCl + NaHC4H4O6 → KHC4H4O6↓ + NaCl
K+ + HC4H4O6‾ → KHC4H4O6↓
Умови : нейтральний або оцтовокислий розчин, велика концентрація іонів К+, холодний розчин. Іони амонію заважають виявленню іонів калію.
2KNO3 + Na3[Co(NO2)6] → K2Na[Co(NO2)6]↓ + 2NaNO3
2K+ + Na+ + [Co(NO2)6]3– → K2Na[Co(NO2)6]↓
Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин. Іони амонію заважають визначенню іонів калію.
NaAlO2 + NH4Cl + 2H2O → Al(OH)3↓ + NaCl + NH4OH
AlO2‾ + NH4+ + 2HOH → Al(OH)3↓ + NH4OH
Умови: присутність твердого хлориду амонію. Іони Cr3+ заважають визначенню іонів Al3+.
№ 58
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Zn2+, Na+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
ZnSO4 + H2S + 2CH3COONa → ZnS↓ + 2CH3COOH + Na2SO4
Zn2+ + H2S + 2CH3COO‾ → ZnS↓ + 2CH3COOH
Осад ZnS розчинний в мінеральних кислотах. В даній реакції присутність ацетату натрію необхідна тому що сильна кислота HCl, яка утворюється без його присутності, замінюється на слабку CH3COOH, в якій ZnS не розчиняється.
Заважають іони Co2+ та Ni2+ якщо рН розчину не дорівнює 2.
NaCl + K[Sb(OH)6] → Na[Sb(OH)6]↓ + KCl
Na+ + [Sb(OH)6]‾ → Na[Sb(OH)6]↓
Умови: нейтральне або слабколужне середовище, досить висока концентрація солі натрію, холодний розчин.
Солі амонію заважають даній реакції тому що гідролізують, результуючи іони водню. Реактив K[Sb(OH)6] у присутності солей амонію розкладається так само, як при дії кислот.
Na+ + Zn[(UO2)3(CH3COO)8] + CH3COO‾ + 9H2O →
→ NaZn[(UO2)3(CH3COO)9]∙9H2O↓
Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин.
№ 59
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Mg2+, Na+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
MgSO4 + 2NH4OH ↔ Mg(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Mg2+ + 2NH4OH ↔ Mg(OH)2↓ + 2NH4+
Іони амонію заважають визначенню іонів магнію.
NaCl + K[Sb(OH)6] → Na[Sb(OH)6]↓ + KCl
Na+ + [Sb(OH)6]‾ → Na[Sb(OH)6]↓
Умови: нейтральне або слабколужне середовище, досить висока концентрація солі натрію, холодний розчин.
Солі амонію заважають даній реакції тому що гідролізують, результуючи іони водню. Реактив K[SB(OH)6] у присутності солей амонію розкладається так само, як при дії кислот.
Na+ + Zn[(UO2)3(CH3COO)8] + CH3COO‾ + 9H2O →
→ NaZn[(UO2)3(CH3COO)9]∙9H2O↓
Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин.
№ 60
Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Ca2+, Mg2+. Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню
CaSO4 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + (NH4)2SO4
Ca2+ + C2O42– → CaC2O4↓
Виявленню іонів кальцію заважають іони барію та стронцію, які дають з оксалатом амонію аналогічні осади.
CaCl2 + K4[Fe(CN)6] → K2Ca[Fe(CN)6]↓ + 2KCl
2K+ + Ca2+ + [Fe(CN)6]4– → K2Ca[Fe(CN)6]↓
Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, так як утворюють аналогічні осади.
MgSO4 + 2NH4OH ↔ Mg(OH)2↓ + (NH4)2SO4
Mg2+ + 2NH4OH ↔ Mg(OH)2↓ + 2NH4+
Іони амонію заважають визначенню іонів магнію.
№ 61
Принцип аналітичної класифікації аніонів. До яких аналітичних груп належать аніони SO42–, PO43–, CO32–,Cl‾, Br‾, I‾, NO2‾, NO3‾ ?
Написати молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів, якщо в розчині присутні такі аніони: SO42– , I‾, NO2‾. Зазначити колір осадів, розчинність
Поділ аніонів на аналітичні групи оснований на різній розчинності солей барію і солей срібла:
І група – аніони, солі барію яких важкорозчинні у воді;
Дата: 2019-05-29, просмотров: 213.