Группа Эн 1 -24 Студент Никитин А

Группа: Эн 1 -24 Студент: Никитин А. А. Преподаватель: Синчурина Р. Е.

ВВЕДЕНИЕ Аналитическая химия – это наука, разрабатывающая теоретические основы и методы химического анализа. Практической задачей аналитической химии является установление химического состава веществ или их смесей. Сначала устанавливают качественный состав вещества, а затем определяют его количественный состав. Обнаружение отдельных элементов или ионов, входящих в состав веществ, является задачей качественного анализа. Качественный анализ можно проводить химическими, физическими и физикохимическими методами. В данной работе будут представлены химические методы проведения качественного анализа на катионы I аналитической группы по килотно-основной классификации.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КАТИОНОВ ПЕРВОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ. Большинство солей этих катионов хорошо растворимы в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, карбонатов, хлоридов и гидроксидов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента на I группу катионов нет. Катионы I группы, а также большинство их соединений в водных растворах бесцветны, окрашенными являются соли, например, Na 2 Cr. O 4 (анион Cr. O 42– имеет желтую окраску), KMn. O 4 (анион Mn. O 4 – имеет фиолетовую окраску). Для катиона аммония NH 4+ характерны специфические реакции и реактивы. Соли аммония NH 4 Cl, (NH 4)2 CO 3 и др. разлагаются и улетучиваются при прокаливании.

РЕАКЦИИ КАТИОНА КАЛИЯ К+. 1. Гексанитро-(III)-кобальтат натрия (кобальтинитрит натрия) Na 3[Co(NO 2)6] образует в нейтральном или уксусно-кислом растворе с катионами K+ желтый осадок комплексной соли гексанитро -(III)- кобальтат натрия-калия. (Соли аммония мешают открытию K+, так как дают с реактивом Na 3[Co(NO 2)6] аналогичный осадок. См. реакции NH 4+). 2 KCl + Na 3[Co(NO 2)6] = K 2 Na[Co(NO 2)6]↓ + 2 Na. Cl 2 K+ + Na+ + [Co(NO 2)6]3– = K 2 Na [Co(NO 2)6]↓ 2. Дробное открытие K+ в присутствии иона аммония NH 4 Ион NH 4+ мешает открытию катиона K+ с Na 3[Co(NO 2)6], так как образует с этим реактивом аналогичный осадок. Поэтому в ходе анализа ион NH 4+ предварительно разрушают формалином CH 2 O, который образует с NH 4+ гексаметилентетрамин (уротропин) (CH 2)6 N 4: 4 NH 4 Cl + 6 CH 2 O = (CH 2)6 N 4 + 6 H 2 O + 4 HCl 4 NH 4+ + 6 CH 2 O = (CH 2)6 N 4 + 6 H 2 O + 4 H+ Затем открывают катион K+ реакцией с Na 3[Co(NO 2)6].

РЕАКЦИИ КАТИОНА АММОНИЯ NH 4+. 1. Едкие щелочи Na. OH и KOH выделяют при нагревании из растворов солей аммония газообразный аммиак: NH 4 Cl + Na. OH = Na. Cl + NH 3↑ + H 2 O NH 4+ + OH– = NH 3↑ + H 2 O Выделяющийся аммиак может быть обнаружен по специфическому за- паху или по окрашиванию в малиновый цвет влажной фенолфталеиновой бумажки. 2. Реактив Несслера (K 2[Hg. J 4] и KOH) образует с раствором солей аммония характерный красно-бурый осадок. NH 4 Cl + 2 K 2[Hg. J 4] + 4 KOH = + 7 KJ + KCl + 3 H 2 O Очень малые количества (следы) солей аммония с реактивом Несслера дают желто-оранжевое окрашивание. Реакция чрезвычайно чувствительна.

3. Отношение иона NH 4+ к действию реактивов на катионы K+ и Na+. а) Na 3[Co(NO 2)6] дает с катионами NH 4+ осадок, по виду неотличимый от осадка, образуемого с катионами K +. 2 NH 4 Cl + Na 3[Co(NO 2)6] = (NH 4)2 Na[Co(NO 2)6] ↓ +2 Na. Cl 2 NH 4+ + Na+ +[Co(NO 2)6]– 3 = (NH 4)2 Na[Co(NO 2)6] ↓ б) KH 2 Sb. O 4 при взаимодействии с растворами солей аммония, которые вследствие гидролиза имеют, кислую реакцию, может выделить белый аморфный осадок HSb. O 3: NH 4 Cl + HOH ↔NH 4 OH + HCl + KH 2 Sb. O 4 = H 3 Sb. O 4 +KCl H 3 Sb. O 4 = HSb. O 3↓ + H 2 O

РЕАКЦИИ КАТИОНА НАТРИЯ Na+. 1. Действие дигидроантимоната калия (KH 2 Sb. O 4). KH 2 Sb. O 4 образует с нейтральными или слабощелочными растворами солей натрия белый кристаллический осадок дигидроантимоната натрия (Na. H 2 Sb. O 4). Na. Cl + KH 2 Sb. O 4 = Na. H 2 Sb. O 4↓ + KCl Na+ + H 2 Sb. O 4– = Na. H 2 Sb. O 4↓ Эта реакция малочувствительна, поэтому ее можно применять только при достаточно большой концентрации иона Na+ в растворе. 2. Цинк-уранил-ацетат Zn(UO 2)3(CH 3 COO)8 образует с нейтральным или уксуснокислым раствором солей натрия бледно-желтый кристаллический осадок тройной соли ацетата натрия, цинка и уранила (натрий-цинк-уранил-ацетат) Na. Zn(UO 2)3(CH 3 COO)9 · 9 H 2 O. Na. Cl + Zn(UO 2)3(CH 3 COO)8 + CH 3 COOH + 9 H 2 O= Na. Zn(UO 2)3(CH 3 COO)9 · 9 H 2 O↓ + HCl Na+ + Zn 2+ + 3 UO 22+ + 8 CH 3 COO– + CH 3 COOH + 9 H 2 O = Na. Zn(UO 2)3(CH 3 COO)9 · 9 H 2 O↓ + H+ Эта реакция значительно чувствительнее реакции с дигидроантимонатом калия. Присутствие 20 -кратных количеств многих катионов не мешает открытию катиона Na+.

Заключение Реагенты Катионы K+ Na+ NH 4+ Na 3(Co(NO 2)6) Желтый осадок - Желтый осадок KH 2 Sb. O 4 - Белый кристаллический осадок Белый аморфный осадок Zn(UO 2)3(CH 3 COO)8 + CH 3 COOH - Бледно-желтый кристаллический осадок - KOH, Na. OH - - Выделение газа аммиака, специфический запах, . Реактив Несслера K 2[Hg. J 4] + + KOH - - Красно-бурый осадок Na 2 HPO 4 + NH 4 OH + NH 4 Cl - - - (NH 4)2 CO 3 + NH 4 OH + NH 4 Cl - - - «Магнезон» - - -