Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Января 2013 в 22:45, доклад
Analizinė chemija sprendžia du uždavinius: iš kokių cheminių elementų sudarytos medžiagos ir kokiais kiekiniais santykiais cheminiai elementai arba jonai yra jose. Pagal tai cheminė analizė skirstoma į kokybinę ir kiekybinę. Kokybine analize nustatoma, kokie atomai, elementai, jonai ar jų grupės sudaro analizuojamą medžiagą, o kiekybine analize sužinomas kiekybinis atomų, jonų ar jų grupių santykis tiriamoje medžiagoje.
CaCO3 + 2 CH3COOH ® Ca(CH3COO)2 + H2CO3
Taip gauti kalcio ir bario acetatai yra tirpūs vandenyje ir disocijavę:
Ba(CH3COO)2 ® Ba2+ + 2 CH3 COO-
Ca(CH3COO)2 ® Ca2+ + 2 CH3COO-
Dabar jau galima tirpale surasti bario ir kalcio jonus.
Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami kelis lašai taip gauto tirpalo ir paveikiama 2 – 3 lašais K2Cr2O7 tirpalo. Geltonos spalvos nuosėdos rodo BaCrO4 susidarymą:
2 Ba2+ + Cr2O72- + H2O ® 2 BaCrO4 ¯ + 2 H +
Radus barį, į konusinį mėgintuvėlį
Ca2+ + SO42- +2H2O ® CaSO4×2H2O
Jeigu tirpale nebuvo rastas baris, kalcio jonus galima rasti veikiant acetatinį tirpalą amonio oksalato tirpalu. Išsiskiria baltos CaC2O4¯ nuosėdos:
III – IV grupės katijonų pavienės reakcijos
Šioms grupėms priskiriami Ag+, Hg22+, Pb2+ (III grupė), Zn2+, Cr3+, Al3+ (IV grupė) jonai.
Reakcija su praskiesta druskos rūgštimi. Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami keli lašai sidabro jonų, turinčio tirpalo ir 3 – 5 lašai 2M HCl. Susidaro baltos kaip varškė, šviesoje juoduojančios nuosėdos:
AgNO3 + HCl ® AgCl ¯+ HNO3
Išbandomas AgCl nuosėdų tirpumas. AgCl nuosėdos, jas maišant stikline lazdele paveikiamos keliais lašais amoniako tirpalo. Nuosėdos ištirpsta, susidaro tirpus amoniakinis sidabro kompleksas:
AgCl + 2 NH4OH ® [ Ag(NH3)2] Cl + 2 H2O
Gautas tirpalas padalijamas į dvi dalis. Į pirmąjį tirpalą įlašinami keli lašai KJ tirpalo. Iškrinta šviesiai geltonos AgJ nuosėdos:
[ Ag(NH3)2] Cl + KJ + H2O ® AgJ ¯ + 2 NH4OH + KCl
Į antrąjį tirpalą sulašinami keli 3 N azoto rūgšties tirpalo lašai. Iškrinta baltos AgCl nuosėdos:
[ Ag(NH3)2] Cl + 2 HNO3 ® AgCl ¯ + 2 NH4NO3
a) Reakcija su praskiesta druskos rūgštimi.
Chloridai gyvsidabrio (I) jonų Hg22+
2 HgNO3 + 2HCl ® Hg2Cl2 ¯ + 2 HNO3
Į mėgintuvėlį įlašinami keli lašai Hg22+ druskos tirpalo ir tiek pat HCl tirpalo.
b) Reakcija su amoniako tirpalu. NH4OH. Tirpalai, sąveikaudami su Hg22+ druskų tirpalais, išskiria baltas gyvsidabrio amido nuosėdas:
Hg2(NO3)2 + 2NH4OH ® [ NH2Hg2] NO3 ¯ + NH4NO3 + 2 H2O
Nuosėdos skyla ir tamsėja, nes susidaro laisvas gyvsidabris:
[ NH2Hg2 ] NO3 ® [NH2Hg ] NO3 + Hg ¯
Reakcijai į mėgintuvėlį įpilami keli lašai gyvsidabrio (I), druskos tirpalo ir tiek pat lašų amoniako tirpalo.
a) Reakcija su praskiesta druskos rūgštimi. Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami keli lašai švino druskos tirpalo ir 3 – 5 lašai 2M HCl. Susidaro baltos nuosėdos, tirpios karštame vandenyje (išbandykite):
Pb(NO3)2 + 2 HCl ® PbCl2 ¯ + 2 HNO3
Šviną sodinant druskos rūgštimi, reikia vengti pastarosios didelės koncentracijos, nes gali susidaryti tirpus junginys:
PbCl2 + 2 HCl ® H2 [PbCl4]
b) Reakcija su kalio chromatu arba dichromatu. Pb2+jonai su K2CrO4 sudaro geltonos spalvos švino chromatą:
Pb(NO3)2 + K2CrO4 ® PbCrO4 ¯+ 2 KNO3
Švino chromatas gaunamas ir veikiant Pb2+ druskos tirpalą kalio dichromatu:
2 Pb (NO3)2 + K2Cr2O7 + H2O ® 2 PbCrO4 ¯ + 2 KNO3 + 2 HNO3
Reakcijos atliekamos mėgintuvėliuose įlašinant 4 – 5 lašus Pb2+ druskos tirpalo ir pridedant kelis lašus kalio chromato (arba dichromato tirpalo).
Mikrokristaloskopine reakcija. Ant objektinio stiklelio užlašinamas acto rūgštimi parūgštintas
Zn 2+ jonų turinčio tirpalo lašas ir (NH4)2
[Hg (CNS)4 ]
ZnSO4 + (NH4)2[Hg (CNS)4] ® Zn [Hg (CNS)4 ] ¯ + (NH4)2SO4
Reakcija su vandenilio arba natrio peroksidu.
Šarminėje terpėje Cr3+ jonai oksiduojasi vandenilio
peroksidu H2O2 arba natrio peroksidu
Na2O2 susidarant geltonam CrO42-
2 KCrO2 + 3 H2O2 + 2 KOH® 2 K2CrO4 + 4 H2O
Į mėgintuvėlį lašinami keli lašai Cr3+ druskos tirpalo, sulašinami keli lašai 2M KOH, 2 – 3 lašai 3% H2O2 tirpalo (arba truputis Na2O2 miltelių) ir maišant pašildoma, kol žalsva tirpalo spalva pereina į geltoną.
Reakcija su alizarinu S. Reagentas su Al3+ jonais sudaro raudonai violetinės spalvos junginį. Reakcija atliekama ant filtravimo popieriaus juostelės. Užlašinamas tiriamojo tirpalo su Al3+ jonais lašas ir 1- 2 minutes dėmė laikoma virš indo, kuriame yra koncentruotas amoniako tirpalas. Po to greta dėmės dedamas alizarino S spiritinio tirpalo lašas. Vėl palaikoma amoniako garuose. Esant Al3+ , abiejų dėmių susiliejimo vietoje atsiranda raudonai violetinė dėmė:
Al3++ NH4OH + alizarinas S® aliuminio alizarinatas (raudona dėmė).
Analizuojamame tirpale ( X-e) gali būti Ag+,Hg22+,Pb2+
(III grupė) ir Zn2+,Cr3+, Al3+
Tirpalas nuo nuosėdų nupilamas į kitą mėgintuvėlį. Jame yra ketvirtos grupės katijonai (tirpalas Nr.1). Nuosėdos praplaunamos šaltu distiliuotu vandeniu. Plovimo vanduo išpilamas lauk. Nuosėdos apipilamos distiliuotu vandeniu, maišomos ir šildomos. PbCl2 karštame vandenyje visiškai ištirpsta. Neištirpusios nuosėdos atskiriamos nuo tirpalo centrifuguojant. Keliuose gauto tirpalo lašuose atliekamos švino radimo reakcijos, pvz.:
2 Pb(NO3)2 + K2 Cr2O7 + H2O ® 2 PbCrO4 ¯ + 2 KNO3 + 2 HNO3
Gyvsidabriui ir sidabrui rasti likusios nuosėdos apipilamos dešimčia lašų 6N amoniako tirpalo, gerai sumaišomos ir centrifuguojamos. Nuosėdų pajuodavimas rodo esant gyvsidabrio:
Hg2Cl2 + 2 NH4OH ® [ Hg2NH2 ] Cl + NH4Cl + H2O
[Hg2NH2 ] Cl ® [HgNH2 ] Cl + Hg ¯
Nuosėdos atskiriamos nuo tirpalo ir išmetamos. Tirpale ieškoma sidabro. Dalis tirpalo parūgštinama azoto rūgštimi, vėl iškrinta baltos AgCl nuosėdos:
[Ag (NH3)2 ] Cl + 2 HNO3 ® AgCl ¯ + 2 NH4NO3
Kita dalis tirpalo paveikiama KJ tirpalu. Susidaro gelsvos spalvos AgJ nuosėdos:
[ Ag (NH3)2 ] Cl + KJ + H2O ® AgJ ¯ + 2 NH4OH + KCl
Tirpalo Nr1. analizė. Šiame tirpale ieškoma ketvirtos grupės katijonų (Al3+, Zn2+, Cr3+).
Aliuminio jonų radimas. Ant filtravimo popieriaus dedamas lašas tirpalo Nr.1., dėmė palaikoma amoniako garuose, greta dėmės dedamas lašas alizarino S tirpalo. Esant Al3+ susidaro raudona dėmė:
Al3+ +NH3 +H2O + alizarinas S ® aliuminio alizarinatas (raudona dėmė)
Cinko jonų radimas. Ant objektinio stiklelio dedamas lašas tirpalo Nr.1. ir lašas (NH4)2[Hg(CNS)4] tirpalo. Esant Zn2+ susidaro charakteringos formos kristalai:
Zn2+ +(NH4)2 [Hg(CNS)4] ®Zn[Hg(CNS)4]¯ +2 NH4+
Chromo (III) jonų radimas. Į mėgintuvėlį supilama apie 0,5ml tirpalo Nr.1., pridedama truputis 3%-tinio H2O2 tirpalo arba Na2O2 miltelių ir keli lašai 6 N NaOH. Šildoma vandens vonioje. Jei tirpale yra Cr3+ jonų, atsiranda geltona CrO42- jonams būdinga spalva:
2 NaCrO2 + 3 H2O2 + 2 NaOH ® 2 Na2CrO4 + 4 H2O
Šioms grupėms priskiriami Fe3+ , Mn2+,
Mg2+ (V grupė) ir Co2+, Cu2+, Ni2+
a) Reakcija su kalio heksaciano feroatu. K4[Fe(CN)6] su Fe3 jonais sudaro mėlynos spalvos Berlyno mėlynojo nuosėdas:
2 Fe2(SO4)3 + 3 K4[Fe(CN)6] ® Fe4 [ Fe (CN)6 ]3 ¯ + 2 K2SO4
Reakcija atliekama kūginiame mėgintuvėlyje. Imami keli lašai Fe3+ jonų tirpalo, lašas K4[Fe(CN)6] ir sumaišoma.
vandenyje tirpų raudonos spalvos junginį:
FeCl3 + 3 KCNS ® Fe(CNS)3 + 3 KCl
Reakcija atliekama kūginiame mėgintuvėlyje, prie Fe3+ jonų tirpalo prilašinant kelis lašus KCNS ar NH4CNS tirpalo.
Reakcija su natrio bismutatu. Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami 1 – 2 lašai Mn2+ jonų tirpalo, pridedami 2 – 3 lašai 6N HNO3 tirpalo ir 5 – 8 lašai vandens, po to mentele įberiama truputis NaBiO3 miltelių, sumaišoma ir paliekama stovėti. Jei yra mangano, po kelių minučių tirpalas pasidaro raudonai violetinis dėl jame esančių MnO4- jonų:
2 Mn(NO3)2 + 5 NaBiO3 + 16 HNO3 ® 2 HMnO4 + 5 Bi(NO3)3 + 5 NaNO3 + 7 H2O
Jeigu reakcija neįvyksta, patartina mėgintuvėlio turinį pašildyti.
Reakcija su dinatrio hidrofosfatu. Ant objektinio stiklelio užlašinami 1 – 2 lašai Mg2+ turinčio tirpalo, pridedamas lašas amonio chlorido, sumaišoma. Po to į mišinį dedamas 2M Na2HPO4 tirpalo lašas. Gautos magnio amonio fosfato kristalinės nuosėdos stebimos mikroskopu (žr.priedą). Reakcija vyksta taip:
MgCl2 + NH4Cl + Na2HPO4 ® NH4MgPO4 ¯ + 2 NaCl
CoSO4 + (NH4) [Hg(CNS)4 ] ® Co [Hg (CNS)4 ] ¯ + (NH4)2SO4
Reakcija su kalio (arba amonio) tiocianatu. Kalio (arba amonio) tiocianatai su Co2+ druskų tirpalais sudaro mėlyną kompleksą:
CoCl2 + 4 NH4CNS ® (NH4)2[ Co(CNS)4] + 2 NH4 Cl
Reakcija atliekama mėgintuvėlyje. Įlašinami 3 – 5 lašai Co2+ druskos tirpalo, pridedama keli lašai kalio (arba amonio) tiocianato tirpalo. Matoma mėlyna susidariusio junginio spalva. Ji tampa intensyvesnė, kai į reakcijos mišinį įlašinami keli lašai acetono ar etanolio.
CuSO4+ 4 NH4OH ® [Cu(NH3)4]SO4 + 4 H2O
Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami 4 – 5 lašai Cu2+ druskos tirpalo ir pridedami keli lašai praskiesto amoniako tirpalo. Iš pradžių skiriasi žalsvos (Cu OH)2 SO4 nuosėdos. Dedant amoniako tirpalo perteklių, nuosėdos, jas maišant, ištirpsta.
CuSO4+K4[Fe(CN)6] ®Cu2[ Fe(CN)6]¯+ K2SO4
Reakcija su dimetilglioksimu. Tai specifinė reakcija nikeliui tirpaluose rasti. Amoniaku pašarmintas nikelio druskos tirpalas su spiritiniu dimetilglioksimo tirpalu išskiria avietines nikelio dimetilglioksimato nuosėdas:
NiSO4 +2 NH4OH+ 2 C4H8N2O2® Ni(C4H7N2O2)2¯+ (NH4)2 SO4+ 2 H2O
Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami keli lašai Ni2+ jonų turinčio tirpalo, keli lašai 6N NH4OH tirpalo ir 2 – 3 lašai spiritinio dimetilglioksimo tirpalo. Jeigu reakcija nepavyksta, papildomai pridedami keli lašai amoniako tirpalo.
Analizuojamame tirpale (X-e) gali būti Fe3+,Mn2+,Mg2+
(V grupė) ir Co2+, Cu2+,Ni2+
Prieš pradedant šių katijonų mišinio analizę, atkreiptinas dėmesys į tirpalo spalvą, nes iš jos galime gauti preliminarios informacijos apie to ar kito katijono buvimą tirpale.
Pradiniame (X-so) tirpale Fe3+ jonų galime rasti tiesiogiai. Į kūginį mėgintuvėlį imami keli lašai tirpalo ir pridedama K4[Fe(CN)6] tirpalo. Berlyno mėlio nuosėdos rodo esant tirpale :Fe3+:
2 Fe2 (SO4)3 + 3 K4[Fe(CN)6] ® Fe4 [Fe(CN)6 ]3 ¯ + 6 K2SO4
Kitoje pradinio (X-so) tirpalo dalyje tiesiogiai galima rasti Mn2+ jonus. Į kūginį mėgintuvėlį įlašinami 1 – 2 Mn2+jonų tirpalo lašai, pridedama 2 – 3 lašai 6N HNO3 tirpalo, keli lašai distiliuoto vandens, įberiama truputis NaBiO3 miltelių, sumaišoma ir paliekama stovėti. Esant Mn2+ jonams, tirpalas įgyja raudonai violetinę spalvą dėl tirpale esančių MnO4- jonų:
2 Mn(NO3)2 + 5 NaBiO3 + 16 HNO3 ® 2 HMnO4 + 5 Bi(NO3)3 + 5 NaNO3 + 7 H2O
Jei reakcija neįvyktų, mėgintuvėlio turinį patartina pašildyti vandens vonioje.
Penktos analizinės grupės katijonai šarmų arba amoniako pertekliuje sudaro netirpius hidroksidus. Į tirpalą, kuriame yra Fe3+, Mn2+, Mg2+ jonų, pridėjus NH4OH ir Na2O2 susidaro raudonai rudos Fe(OH)3 , tamsiai rudos MnO(OH)2 ir baltos Mg(OH)2 nuosėdos.
Šeštos analizinės grupės katijonai amoniako pertekliuje sudaro tirpius amoniakinius kompleksus: [Cu (NH3)4 ]2+ - mėlynos, [Co(NH3)6]3+ - geltonos, [Ni(NH3)6 ]3+ - mėlynos spalvos junginius.
Analizės eiga. Į kūginį mėgintuvėlį įpilami 2 – 3 ml analizuojamo (X-inio) tirpalo ir maišant lazdele paveikiama 6N NH4OH tirpalu, pridedant dar NH4Cl tirpalo ir Na2O2 miltelių. Šildoma. Susidaro nuosėdos(I). Jos centrifuguojamos. Nuosėdose (I) gali būti Fe(OH)3, MnO(OH)2 ir Mg(OH)2 . Tirpale, likusiame atskyrus nuosėdas (tirpalas Nr.1.) bus šeštos grupės katijonai, amoniakinių kompleksų pavidale. Šiame tirpale reikėtų patikrinti Mg2+ katijonų buvimą.