Welcome Visitor: Login to the siteJoin the site

Chemiczna analiza jakosciowa

Article By: barmertarawa
Action and adventure


Chemiczna analiza jakościowa związków nieorganicznych
[edytuj]
Z Wikipedii
Skocz do: nawigacji, szukaj

Klasyczna chemiczna analiza jakościowa związków nieorganicznych to przede wszystkim analiza jonów występujących w roztworze. Do roztworu dodaje się różnych odczynników i obserwuje się zmiany koloru roztworu, wytrącanie osadów, oraz inne charakterystyczne reakcje, które świadczą o obecności pewnych jonów oraz grup jonów. W skład klasycznej analizy jakościowej wchodzi też barwienie płomienia palnika. Różne jony barwią płomień na różne i zwykle łatwo rozróżnialne kolory.

Ze względu na właściwości jony zostały pogrupowane. Zwykle najpierw określa się występowanie w roztworze jonów danej grupy, a dopiero po stwierdzeniu że występują przystępuje się do testów na obecność konkretnych jonów. Podziały na grupy różnią się nieznacznie u różnych autorów. Ponieważ grupy są wydzielone na podstawie zachodzących reakcji, większość rzadziej występujących jonów można z łatwością przyporządkować do którejś z istniejących grup po przeprowadzeniu zaledwie kilku reakcji.
Spis treści
[ukryj]

* 1 Wykrywanie kationów
o 1.1 I grupa kationów
+ 1.1.1 Srebro (Ag+)
+ 1.1.2 Ołów (Pb2+)
+ 1.1.3 Rtęć (Hg22+)
+ 1.1.4 Rozdzielanie kationów I grupy w toku analizy chemicznej
o 1.2 II grupa kationów
o 1.3 III grupa kationów
o 1.4 IV grupa kationów
o 1.5 V grupa kationów
* 2 Wykrywanie anionów
o 2.1 I grupa anionów
o 2.2 II grupa anionów
o 2.3 III grupa anionów
o 2.4 IV grupa anionów
o 2.5 V grupa anionów
o 2.6 VI grupa anionów
o 2.7 VII grupa anionów
* 3 Bibliografia

Wykrywanie kationów [edytuj]

Kationy zostały podzielone na 5 grup. Do roztworu dodaje się odpowiedni odczynnik grupowy. Jeśli nastąpiło strącenie osadu, oznacza to że jakieś kationy z danej grupy są obecne w roztworze.

Po wykryciu kationów z danej grupy dalsze reakcje to zwykle alkalizacja roztworu, dodanie amoniaku oraz barwienie płomienia. W pewnych przypadkach użyteczne może być też odbarwianie MnO4-.

I grupa kationów [edytuj]

Pierwsza grupa kationów zawiera Ag+, Pb2+ i Hg22+, Tl+, Cu+, Au+.

Chlorki tych kationów są trudnorozpuszczalne i białe, tylko chlorek ołowiu(II) rozpuszcza się częściowo w wodzie, więc dlatego jest umieszczony zarówno w I jak i w II analitycznej grupie kationów, podczas gdy prawie wszystkie inne chlorki są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Odczynnikiem grupowym jest więc kwas solny.

Srebro (Ag+) [edytuj]

Kwas solny (HCl) i rozpuszczalne chlorki
Cl- wytrącają z obojętnych lub kwaśnych roztworów zawierających jony Ag+ biały, serowaty osad chlorku srebra AgCl, fioletowiejący na świetle – rozpad związku pod wpływem światła na srebro i chlor:

Ag+ + Cl- → AgCl

Osad AgCl jest nierozpuszczalny w wodzie i w rozcieńczonych kwasach, rozpuszcza się natomiast dość znacznie w stężonym HCl, jak również w stężonych roztworach chlorków metali alkalicznych na gorąco:

AgCl + Cl- → AgCl2-

Podobnie może powstać jon kompleksowy AgCl32-, AgCl43-. Łatwo rozpuszcza się w amoniaku, tworząc jon kompleksowy:

AgCl + 2NH3 → Ag(NH3)2+ + Cl-

Po zakwaszeniu amoniakalnego roztworu ponownie wydziela się biały osad AgCl:

Ag(NH3)2+ + Cl- + 2H+ → AgCl + 2NH4+

Rozpuszcza się w roztworze tiosiarczanów, powstaje jon kompleksowy:

AgCl + 2S2O32- → Ag(S2O3)23- + Cl-

Rozpuszcza się również w roztworze cyjanku metalu alkalicznego:

AgCl + 2CN- → Ag(CN)2- + Cl-

Bromek potasu i jodek potasu (KBr i KI)
Jony Br- i I- wytrącają z roztworów soli srebra trudno rozpuszczalny słomkowy AgBr, słabo rozpuszczalny w amoniaku i żółtawy AgI, który zielenieje pod wpływem światła, a w amoniaku bieleje, lecz się nie rozpuszcza. Są one natomiast rozpuszczalne w KCN i Na2S2O3. Jodek srebra AgI częściowo rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika, tworząc jon kompleksowy AgI2-.

Ag+ + I- → AgI
AgI + 2CN- → Ag(CN)2- + I-

Chromian potasu (K2CrO4)
Jony CrO42- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag + czerwonobrunatny osad chromianu srebra Ag2CrO4, słabo rozpuszczalny w kwasie octowym, dobrze rozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym i w roztworze amoniaku.

2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4

Siarkowodór (H2S) i rozpuszczalne siarczki
Jony S2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag+ czarny osad siarczku Ag2S.

2Ag+ + S2- → Ag2S

Ag2S jest jedynym siarczkiem oprócz siarczku arsenowego, wytrącającym się pod wpływem AKT już na zimno. Rozpuszczalność siarczku srebra w wodzie jest bardzo mała. Jest on nierozpuszczalny również w rozcieńczonych mocnych kwasach nieorganicznych, amoniaku i w roztworze tiosiarczanu. Ag2S rozpuszcza się w 2 molowym roztworze kwasu azotowego z wydzieleniem siarki:

3Ag2S + 2NO3- + 8H+ → 6Ag+ + 2NO + 3S + 4H2O

Rozpuszcza się również w 1 molowym roztworze cyjanku metalu alkalicznego:

Ag2S + 2CN- → Ag(CN)2- + S2-

Wodorotlenek sodowy i potasu (NaOH i KOH)
Jony OH- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag+ nietrwały wodorotlenek srebra AgOH, który szybko rozpada się na tlenek srebra Ag2O:

2Ag+ + 2OH- → 2AgOH → Ag2O +H2O

Osad nie rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika. Rozpuszcza się w

* amoniaku:

Ag2O + 4NH3 + H2O → 2Ag(NH3)2+ + 2OH-

* rozcieńczonym kwasie azotowym
* roztworach węglanu amonu
* roztworach tiosiarczanów
* roztworach KCN

Amoniak (NH3•H2O)
Amoniak wytrąca z roztworów soli srebra biały, brunatniejący osad, rozpuszczalny w nadmiarze amoniaku z utworzeniem jonu kompleksowego.

2Ag+ + 2OH- → Ag2O +H2O
4(NH3•H2O)+Ag2O → 2Ag(NH3)2++2OH-+3H2O

Roztworu zawierającego amoniakalny kompleks srebra nie powinno się dłużej przechowywać lub odparowywać do sucha, gdyż tworzy się łatwo wybuchający czarnobrunatny osad "srebra piorunującego" (NH3)Ag – O – Ag(NH3)

Węglan sodu (Na2CO3)
Jony węglanowe CO32- wytrącają z roztworów zawierjących jony Ag+ biały osad węglanu srebra Ag2CO3, przechodzący w żółtawy od powstającego tlenku srebra Ag2O.

2Ag+ + CO32- → Ag2CO3
Ag2CO3 → Ag2O +CO2

Podczas ogrzewania reakcja ta zachodzi szybciej i łatwo można zauważyć ciemnobrunatny tlenek srebra.

Jony wodorofosforanowe (HPO42-)
wytrącają z roztworów srebra żółty osad fosforanu srebra:

3Ag+ + HPO42- → Ag3PO4 + H+

który jest rozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym, amoniaku i kwasie octowym.

Cyjanki metali alkalicznych
wytrącaja z roztworu zawierającego jony srebra biały osad rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika, ale nierozpuszczalny w amoniaku.

AgCN + CN- → Ag(CN)2-

Metale
Sole srebra ulegają stosunkowo łatwo redukcji i pod wpływem mniej szlachetnych metali wytrąca się z ich roztworu, obojętnego lub słabo kwaśnego, czarny osad srebra metalicznego.

2Ag+ + Zn0 → 2Ag0 + Zn2+
2Ag+ + Cu0 → 2Ag0 + Cu2+

Reduktory
redukują jony srebra i wytrącają z roztworów szaroczarne srebro metaliczne. Hydrazyna i hydroksyloamina redukują jony srebra w środowisku obojętnym lub słabo amoniakalnym. Reakcja redukcji srebra ma zastosowanie w reakcji Tollensa wykrywającej związki redukujące.

Rodanki
strącają z roztworów zawierających jony Ag+ biały osad – AgSCN, rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika:

AgSCN + SCN- → Ag(SCN)2-

Osad jest nierozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym. Rozpuszcza się w amoniaku:

AgSCN + 2NH3 → Ag(NH3)2+ + SCN-

Tiosiarczany
kiedy dodaje się je powoli do roztworów soli srebra, strącają biały osad tiosiarczanu srebra:

2Ag+ + S2O32- → Ag2S2O3

Po pewnym czasie osad brunatnieje, a w końcu czernieje na skutek tworzenia się siarczku srebra:

Ag2S2O3 + H2O → Ag2S + 2H+ + SO42-

Nadmiar roztworu tiosiarczanu rozpuszcza osad, tworząc trwały tiosiarczanowy kompleks srebra:

Ag2S2O3 + 3S2O32- → 2Ag(S2O3)23-

Podczas ogrzewania zakwaszonego roztworu tiosiarczanowego kompleksu srebra, wydziela się czarny osad – Ag2S, na który rozkłada się kompleks.

Ditizon (zielony 0,002% roztwór w tetrachlorku węgla)
zmienia zabarwienie na pomarańczowe, kiedy wytrząsa się go z kwaśnym roztworem zawierającym jony Ag (


Submitted:May 1, 2009    Reads: 2,999    Comments: 0    Likes: 0   


Chemiczna analiza jakościowa związków nieorganicznych
[edytuj]
Z Wikipedii
Skocz do: nawigacji, szukaj

Klasyczna chemiczna analiza jakościowa związków nieorganicznych to przede wszystkim analiza jonów występujących w roztworze. Do roztworu dodaje się różnych odczynników i obserwuje się zmiany koloru roztworu, wytrącanie osadów, oraz inne charakterystyczne reakcje, które świadczą o obecności pewnych jonów oraz grup jonów. W skład klasycznej analizy jakościowej wchodzi też barwienie płomienia palnika. Różne jony barwią płomień na różne i zwykle łatwo rozróżnialne kolory.

Ze względu na właściwości jony zostały pogrupowane. Zwykle najpierw określa się występowanie w roztworze jonów danej grupy, a dopiero po stwierdzeniu że występują przystępuje się do testów na obecność konkretnych jonów. Podziały na grupy różnią się nieznacznie u różnych autorów. Ponieważ grupy są wydzielone na podstawie zachodzących reakcji, większość rzadziej występujących jonów można z łatwością przyporządkować do którejś z istniejących grup po przeprowadzeniu zaledwie kilku reakcji.

Spis treści
[ukryj]
  • 1 Wykrywanie kationów
    • 1.1 I grupa kationów
      • 1.1.1 Srebro (Ag+)
      • 1.1.2 Ołów (Pb2+)
      • 1.1.3 Rtęć (Hg22+)
      • 1.1.4 Rozdzielanie kationów I grupy w toku analizy chemicznej
    • 1.2 II grupa kationów
    • 1.3 III grupa kationów
    • 1.4 IV grupa kationów
    • 1.5 V grupa kationów
  • 2 Wykrywanie anionów
    • 2.1 I grupa anionów
    • 2.2 II grupa anionów
    • 2.3 III grupa anionów
    • 2.4 IV grupa anionów
    • 2.5 V grupa anionów
    • 2.6 VI grupa anionów
    • 2.7 VII grupa anionów
  • 3 Bibliografia
Wykrywanie kationów [edytuj]

Kationy zostały podzielone na 5 grup. Do roztworu dodaje się odpowiedni odczynnik grupowy. Jeśli nastąpiło strącenie osadu, oznacza to że jakieś kationy z danej grupy są obecne w roztworze.

Po wykryciu kationów z danej grupy dalsze reakcje to zwykle alkalizacja roztworu, dodanie amoniaku oraz barwienie płomienia. W pewnych przypadkach użyteczne może być też odbarwianie MnO4-.

I grupa kationów [edytuj]
Pierwsza grupa kationów zawiera Ag+, Pb2+ i Hg22+, Tl+, Cu+, Au+.

Chlorki tych kationów są trudnorozpuszczalne i białe, tylko chlorek ołowiu(II) rozpuszcza się częściowo w wodzie, więc dlatego jest umieszczony zarówno w I jak i w II analitycznej grupie kationów, podczas gdy prawie wszystkie inne chlorki są dobrze rozpuszczalne w wodzie. Odczynnikiem grupowym jest więc kwas solny.

Srebro (Ag+) [edytuj]
Kwas solny (HCl) i rozpuszczalne chlorki Cl- wytrącają z obojętnych lub kwaśnych roztworów zawierających jony Ag+ biały, serowaty osad chlorku srebra AgCl, fioletowiejący na świetle - rozpad związku pod wpływem światła na srebro i chlor: Ag+ + Cl- → AgCl Osad AgCl jest nierozpuszczalny w wodzie i w rozcieńczonych kwasach, rozpuszcza się natomiast dość znacznie w stężonym HCl, jak również w stężonych roztworach chlorków metali alkalicznych na gorąco: AgCl + Cl- → AgCl2- Podobnie może powstać jon kompleksowy AgCl32-, AgCl43-. Łatwo rozpuszcza się w amoniaku, tworząc jon kompleksowy: AgCl + 2NH3 → Ag(NH3)2+ + Cl- Po zakwaszeniu amoniakalnego roztworu ponownie wydziela się biały osad AgCl: Ag(NH3)2+ + Cl- + 2H+ → AgCl + 2NH4+ Rozpuszcza się w roztworze tiosiarczanów, powstaje jon kompleksowy: AgCl + 2S2O32- → Ag(S2O3)23- + Cl- Rozpuszcza się również w roztworze cyjanku metalu alkalicznego: AgCl + 2CN- → Ag(CN)2- + Cl- Bromek potasu i jodek potasu (KBr i KI) Jony Br- i I- wytrącają z roztworów soli srebra trudno rozpuszczalny słomkowy AgBr, słabo rozpuszczalny w amoniaku i żółtawy AgI, który zielenieje pod wpływem światła, a w amoniaku bieleje, lecz się nie rozpuszcza. Są one natomiast rozpuszczalne w KCN i Na2S2O3. Jodek srebra AgI częściowo rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika, tworząc jon kompleksowy AgI2-. Ag+ + I- → AgI AgI + 2CN- → Ag(CN)2- + I- Chromian potasu (K2CrO4) Jony CrO42- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag + czerwonobrunatny osad chromianu srebra Ag2CrO4, słabo rozpuszczalny w kwasie octowym, dobrze rozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym i w roztworze amoniaku. 2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4 Siarkowodór (H2S) i rozpuszczalne siarczki Jony S2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag+ czarny osad siarczku Ag2S. 2Ag+ + S2- → Ag2S Ag2S jest jedynym siarczkiem oprócz siarczku arsenowego, wytrącającym się pod wpływem AKT już na zimno. Rozpuszczalność siarczku srebra w wodzie jest bardzo mała. Jest on nierozpuszczalny również w rozcieńczonych mocnych kwasach nieorganicznych, amoniaku i w roztworze tiosiarczanu. Ag2S rozpuszcza się w 2 molowym roztworze kwasu azotowego z wydzieleniem siarki: 3Ag2S + 2NO3- + 8H+ → 6Ag+ + 2NO + 3S + 4H2O Rozpuszcza się również w 1 molowym roztworze cyjanku metalu alkalicznego: Ag2S + 2CN- → Ag(CN)2- + S2- Wodorotlenek sodowy i potasu (NaOH i KOH) Jony OH- wytrącają z roztworów zawierających jony Ag+ nietrwały wodorotlenek srebra AgOH, który szybko rozpada się na tlenek srebra Ag2O: 2Ag+ + 2OH- → 2AgOH → Ag2O +H2O Osad nie rozpuszcza się w nadmiarze odczynnika. Rozpuszcza się w
  • amoniaku:
Ag2O + 4NH3 + H2O → 2Ag(NH3)2+ + 2OH-
  • rozcieńczonym kwasie azotowym
  • roztworach węglanu amonu
  • roztworach tiosiarczanów
  • roztworach KCN
Amoniak (NH3•H2O) Amoniak wytrąca z roztworów soli srebra biały, brunatniejący osad, rozpuszczalny w nadmiarze amoniaku z utworzeniem jonu kompleksowego. 2Ag+ + 2OH- → Ag2O +H2O 4(NH3•H2O)+Ag2O → 2Ag(NH3)2++2OH-+3H2O Roztworu zawierającego amoniakalny kompleks srebra nie powinno się dłużej przechowywać lub odparowywać do sucha, gdyż tworzy się łatwo wybuchający czarnobrunatny osad "srebra piorunującego" (NH3)Ag - O - Ag(NH3) Węglan sodu (Na2CO3) Jony węglanowe CO32- wytrącają z roztworów zawierjących jony Ag+ biały osad węglanu srebra Ag2CO3, przechodzący w żółtawy od powstającego tlenku srebra Ag2O. 2Ag+ + CO32- → Ag2CO3 Ag2CO3 → Ag2O +CO2 Podczas ogrzewania reakcja ta zachodzi szybciej i łatwo można zauważyć ciemnobrunatny tlenek srebra. Jony wodorofosforanowe (HPO42-) wytrącają z roztworów srebra żółty osad fosforanu srebra: 3Ag+ + HPO42- → Ag3PO4 + H+ który jest rozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym, amoniaku i kwasie octowym. Cyjanki metali alkalicznych wytrącaja z roztworu zawierającego jony srebra biały osad rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika, ale nierozpuszczalny w amoniaku. AgCN + CN- → Ag(CN)2- Metale Sole srebra ulegają stosunkowo łatwo redukcji i pod wpływem mniej szlachetnych metali wytrąca się z ich roztworu, obojętnego lub słabo kwaśnego, czarny osad srebra metalicznego. 2Ag+ + Zn0 → 2Ag0 + Zn2+ 2Ag+ + Cu0 → 2Ag0 + Cu2+ Reduktory redukują jony srebra i wytrącają z roztworów szaroczarne srebro metaliczne. Hydrazyna i hydroksyloamina redukują jony srebra w środowisku obojętnym lub słabo amoniakalnym. Reakcja redukcji srebra ma zastosowanie w reakcji Tollensa wykrywającej związki redukujące. Rodanki strącają z roztworów zawierających jony Ag+ biały osad - AgSCN, rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika: AgSCN + SCN- → Ag(SCN)2- Osad jest nierozpuszczalny w rozcieńczonym kwasie azotowym. Rozpuszcza się w amoniaku: AgSCN + 2NH3 → Ag(NH3)2+ + SCN- Tiosiarczany kiedy dodaje się je powoli do roztworów soli srebra, strącają biały osad tiosiarczanu srebra: 2Ag+ + S2O32- → Ag2S2O3 Po pewnym czasie osad brunatnieje, a w końcu czernieje na skutek tworzenia się siarczku srebra: Ag2S2O3 + H2O → Ag2S + 2H+ + SO42- Nadmiar roztworu tiosiarczanu rozpuszcza osad, tworząc trwały tiosiarczanowy kompleks srebra: Ag2S2O3 + 3S2O32- → 2Ag(S2O3)23- Podczas ogrzewania zakwaszonego roztworu tiosiarczanowego kompleksu srebra, wydziela się czarny osad - Ag2S, na który rozkłada się kompleks. Ditizon (zielony 0,002% roztwór w tetrachlorku węgla) zmienia zabarwienie na pomarańczowe, kiedy wytrząsa się go z kwaśnym roztworem zawierającym jony Ag (<1mg). Tworzy się ditizonian srebra - AgHDz. Podobnie reaguje rtęć i platyna. AgHDz rozkłada się, podczas wytrząsania 10% lekko zakwaszonym HCl chlorkiem sodu. Powraca zielony kolor wolnego ditizonu w fazie tetrachlorkowej - odróżnienie od Hg. Rodanina (0,005% roztwór acetonowy) po dodaniu do słabo kwaśnego roztworu soli srebra (<1mg) powstaje czerwonofioletowa koloidalna zawiesina związku odczynnika ze srebrem.Podobnie zachodzi reakcja z jonami rtęci, złota, platyny i palladu.
Ołów (Pb2+) [edytuj]
Kwas solny HCl i rozpuszczalne chlorki Jony Cl- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb2+ biały, krystaliczny, opadający na dno probówki osad chlorku ołowiu (II) - PbCl2, który tworzy się jedynie w zimnym i niezbyt rozcieńczonym roztworze. Pb2+ + 2Cl- → PbCl2 PbCl2 jest rozpuszczalny w gorącej wodzie (33,4g/l w temp. 100°C. Po oziębieniu roztworu wytrąca się w postaci igieł. PbCl2 jest także rozpuszczalny w stężonym HCl, wskutek tworzenia się jonów kompleksowych: PbCl2 + Cl- → PbCl3- PbCl2 + 2Cl- → PbCl42- Rozcieńczając roztwór zawierający jony kompleksowe, powoduje się ponowne wytrącanie PbCl2. Obecność HNO3 powoduje niecałkowite wytrącanie się PbCl2. Chlorek ołowiu(II) nie rozpuszcza się w amoniaku. Rozpuszcza się w roztworach mocnych zasad tworząc kompleks wodorotlenkowy: PbCl2 + 4OH- → Pb(OH)42- + 2Cl- Jodek potasu (KI) Jony I- wytrącają jony Pb2+ żółty osad jodku ołowiu(II), znacznie mniej rozpuszczalny aniżeli PbCl2. Przy ogrzewaniu pewna ilość PbI2 przechodzi do roztworu, przy ochładzaniu wydziela się w postaci błyszczących blaszek. PbI2 jest rozpuszczalny w nadmiarze KI. Pb2+ + 2I- → PbI2 PbI2 + 2I- → PbI42- Chromian potasu (K2CrO4) i dwuchromian potasu (K2Cr2O7) Jony CrO42- i Cr2O72- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb2+ żółty osad chromianu ołowiu(II) PbCrO4, nierozpuszczalny w kwasie octowym i w roztworze amoniaku, rozpuszczalny w wodorotlenkach z utworzeniem ołowiu oraz w kwasie azotowym. Pb2+ + CrO42- → PbCrO4 PbCrO4 + 4 OH- → Pb(OH)42- + CrO42- Z dwuchromianem potasu wydziela się wolny kwas, który częściowo rozpuszcza osad: 2Pb2+ + 2Cr2O72- + H2O → 2PbCrO4 + 2H+ Dlatego też reakcja z chromianem potasowym jest czulsza. Siarkowodór (H2S) i rozpuszczalne siarczki Jony S2- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb2+ czarny osad siarczku ołowiu(II). Z roztworów o dużym stężeniu kwasu solnego siarkowodór albo nie wytrąca osadu PbS, albo tworzy czerwony osad siarczkochlorku ołowiu(II ) Pb2SCl2, który stopniowo przy rozcieńczaniu roztworu i przepuszczaniu H2S przechodzi w PbS. Pb2+ + S2- → PbS Siarczek ołowiu(II) jest rozpuszczalny w gorącym rozcieńczonym kwasie azotowym z wydzieleniem siarki: 3PbS + 2NO3- + 8H+ → 3Pb2+ + 3S + 2NO + 4H2 Wodorotlenek sodu i potasu (NaOH i KOH) Jony OH- wytrącają z roztworów zawierających jony Pb2+ biały osad amfoterycznego wodorotlwnku ołowiu(II) Pb(OH)2, rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika z utworzeniem ołowinu. Pb2+ + 2OH- → Pb(OH)2 Pb(OH)2 + 2OH- → Pb(OH)42- Amoniak (NH3 • H2O) Wytrąca biały osad mieszaniny wodorotlenku i zasadowej soli nierozpuszczalnej w nadmiarze odczynnika. W obecności kwasów organicznych (kwas octowy, kwas winowy i wobec dużego stężenia soli amonowych osad nie wytrąca się. Kwas siarkowy (H2SO4) i rozpuszczalne siarczany Jony SO42- wytrącają z roztworu zawierających jony Pb2+ biały osad siarczanu ołowiu(II) PbSO4, nierozpuszczalnego w H2O, rozpuszczalny w stężonym H2SO4, w stężonym roztworze octanu amonowego i winianu amonowego (odróżnienie od innych trudno rozpuszczalnych siarczanów, jak BaSO4, SrSO4): Pb2+ + SO42- → PbSO4 PbSO4 + CH3COO- → Pb(CH3COO)+ + SO42- Jon Pb(CH3COO)+ jest trwały w obecności nadmiaru jonów CH3COO-. Siarczan ołowiu(II) rozpuszcza się w stężonych zasadach przy podgrzaniu, tworząc ołowin: PbSO4 + 4OH- → Pb(OH)42- + SO42-
Rtęć (Hg22+) [edytuj]
Kwas solny HCl i rozpuszczalne chlorki Jony Cl- wytrącają z roztworów zawierających jony Hg22+ biały osad chlorku rtęci I Hg2Cl2 (kalomel, nierozpuszczalny w gorącej wodzie i zimnych, rozcieńczonych kwasach: Hg22+ + 2Cl- → Hg2Cl2↓ Hg2Cl2 jest rozpuszczalny w wodzie królewskiej. W stężonych roztworach chlorków metali alkaicznych rozpuszcza się z utworzeniem jonu kompleksowego HgCl42-. Pod wpływem działania NH3 • H2O na Hg2Cl2 powstaje HgNH2Cl- aminochlorek rtęci II (biały) i rtęć metaliczna, wobec czego osad czernieje. Wydzielanie się metalicznej rtęci i czernienie osadu Hg2Cl2 pod wpływem amoniaku i alkaidów jest charakterystyczne dla soli rtęci I w przeciwieństwie do soli rtęci II: Hg2Cl2 + 2(NH3 • H2O) → HgNH2Cl↓ + Hg0↓ + NH4+ + Cl- + H2O W tej reakcji jeden atom rtęci z +I stopnia utlenienia w Hg2Cl2redukuje się do Hg0, drugi natomiast z +I utlenia się do +II stopnia utlenienia w HgNH2Cl. Mamy tu więc przykład redukcji i utleniania, mimo że dodany odczynnik NH3 • H2O nie jest ani reduktorem ani utleniaczem. Tego typu reakcje nazywamy reakcjami samoutleniania i samoredukcji (dysproporcjonowanie). Aminochlorek rtęci II HgNH2Cl i rtęć metaliczna są rozpuszczalne w wodzie królewskiej: 3Hg + 2NO3- + 8H+ + 12Cl- → 3HgCl42- + 2NO↑ + 4H2O

'Jodek potasu (KI) : Jony I- wytrącają z roztworów zawierających jony Hg22+ żółtawozielony osad jodku rtęci (I) Hg2I2, rozpuszczalny w nadmiarze odczynnika z wydzieleniem metalicznej rtęci oraz z utworzeniem bezbarwnego kompleksowego jonu jodortęcianowego - HgI42-.

Hg22+ + 2I- → Hg2I2↓ Chromian potasu (K2CrO4) Jony CrO42- wytrącają z roztworów zawierających jony Hg22+ brunatny osad chromianu rtęci (I) Hg2CrO4 (na zimno), przechodzący w czasie gotowania w czerwony osad krystaliczny: Hg22+ + CrO42- → Hg2CrO4↓ Siarkowodór (H2S) i rozpuszczalne siarczki Jony S2- wytrącają z roztworów zawierających jony Hg22+ czarny osad siarczku rtęci (II) z wydzieleniem metalicznej rtęci. Hg22+ + S2- → Hg2S → HgS + Hg Siarczek rtęci (II) jest słabo rozpuszczalny w wodzie i w rozcieńczonych kwasach. Rozpuszcza się w wodzie królewskiej: 3HgS + 2NO3- + 8H+ + 12Cl- → 3HgCl42- + 2NO↑ + 4H2O + 3S↓ Wodorotlenek sodu i potasu (NaOH i KOH) Jony OH- wytrącają z roztworów zawierających jony Hg22+ czarny osad tlenku rtęci (I) Hg2O, nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika: Hg22+ + 2OH- → Hg2O + H2O → HgO + Hg + H2O Amoniak (NH3 • H2) Roztwór amoniaku wytrąca z roztworów zawierających jony Hg22+ czarny osad składający się z białej aminortęciowej soli i rtęci metalicznej: 2Hg2(NO3)2 + 4(NH3 • H2O) → OHg2NH2NO3 + 2Hg↓ + 3NH4NO3 + 3H2O Chlorek cyny (II) (SnCl2) Chlorek cyny (II) powoduje szybkie ciemnienie białego kalomelu Hg2Cl2 na skutek redukcji do metalicznej rtęci. Hg2Cl2 + Sn2+ → 2Hg + SnCl62- Poszczególne jony można rozróżnić po kolorach różnych ich soli. Np. fosforan srebra jest żółty, podczas gdy fosforany Pb2+ i Hg22+ są białe.
Rozdzielanie kationów I grupy w toku analizy chemicznej [edytuj]
Do 0,5 ml badanego roztworu dodaje się około 10 kropel 3M HCl i po sprawdzeniu całkowitego wytrącenia odwirowuje.
Osad I: AgCl, PbCl i Hg2Cl2.
Osad przemywa się rozc. HCl; gotuje się z 1 ml wody i odwirowuje na gorąco.
Roztwór I:
O ile nie zawiera kationów grup II-V, wylewa się.
Osad II: Hg2Cl2, AgCl.
Dodaje się około 40 kropel stężonego amoniaku i odwirowuje.
Roztwór II: PbCl2.

Bada się następująco:
1) oziębia się - wytrącenie kryształów PbCl2,
2) dodaje się H2SO4 - wytrącenie białego PbSO4,
3) dodaje się K2CrO4 - wytrącenie żółtego PbCrO4,
4) dodaje się KI - wytrącenie żółtego PbI2, rozpuszczalnego w nadmiarze KI.

Osad III: HgNH2Cl + Hg.

Ciemny osad, który wskazuje na obecność Hg, rozpuszcza się w mieszaninie 6 kropel 6n HCl i 2 kropel 6n HNO3, (woda królewska), ogrzewa się do rozpuszczenia osadu i odparowuje prawie do sucha.Po rozpuszczeniu osadu w paru kroplach wody dodaje się 2-3 krople SnCl2. Biały osad Hg2Cl2 lub szary (Hg2Cl2 + Hg) wskazuje na obecność Hg22+.

Roztwór III: zawiera jony Ag(NH3)2+ + Cl- i nadmiar NH3∙H2O.
Dodaje się rozcieńczony HNO3 do zakwaszenia wobec papierka lakmusowego. Wytrącanie się białego osadu AgCl wskazuje na obecność jonu Ag+.
II grupa kationów [edytuj]
Druga grupa to Cd2+, Bi3+, Cu2+,As3+, As5+, Sb3+, Sb5+, Sn2+, Sn4+ oraz Hg2+.

Tworzą one siarczki nierozpuszczalne w wodzie i w kwasach. Odczynnikiem grupowym może być dowolne źródło anionów S2- w środowisku kwaśnym, przy czym najwygodniejszym jest AKT (tioacetamid - CH3CSNH2) w środowisku rozcieńczonego HCl. Dzielą się one na podgrupę miedzi i siarkosoli. Odróżniamy te podgrupy przez dodanie KOH. Do osadu przechodzi podgrupa miedzi, czyli Hg2+, Cu2+, Cd2+ oraz Bi3+. Natomiast podgrupa siarkosoli pozostaje w roztworze, głównie As3+ i As5+.

Rozdzielanie kationów II grupy w toku analizy chemicznej Do roztworu dodaje się 10 kropel 3n H2SO4 i odparowuje w parowniczce porcelanowej prawie do sucha (w celu usunięcia HCl). Odparowywanie należy przeprowadzać na siatce izolacyjnej, na bardzo małym płomieniu palnika (w celu uniknięcia rozprysków), pod wyciągiem. Po ostygnięciu, do pozostałości dodaje się 3-4 ml wody i całość przenosi do probówki wirówkowej. Parowniczkę popłukuje się 3-5 kroplami 3 n H2SO4 i zawartość dołącza do całości. Odwirowuje się: Roztwór I: zawiera kationy grup III-V.
Pozostawia się do dalszego badania.
Osad I: BaSO4, SrSO4, CaSO4 i ewent. PbSO4.

Na początku należy stwierdzić, czy wytrącony osad zawiera PbSO4. W tym celu dodaje się do osadu 1-2 ml 6n NaOH, dokładnie miesza bagietką i odwirowuje. Roztwór znad osadu zlewa się i po zakwaszeniu kwasem octowym sprawdza na obecność jonów Pb2+ przez dodanie roztworu K2CrO4. Żółty osad PbCrO4 świadczy o obecności jonów Pb2+. Jeżeli obecność jonów Pb2+ została stwierdzona, osad (I) siarczanów ponownie przepłukuje się 3 ml 6n NaOH. Odwirowuje się. Roztwór wylewa się.
Pozostały osad, zawierający siarczany wapniowców, przepłukuje się kilkoma kroplami 3n H2SO4 i przeprowadza w węglany w następujący sposób: do osadu dodaje się 5 ml stężonego roztworu Na2CO3 i ogrzewa w probówce na wrzącej łaźni wodnej przez 7-10 minut, często mieszając bagietką. Odwirowuje się, roztwór wylewa, a do osadu dodaje nową porcję (5 ml) roztworu Na2CO3 i znów ogrzewa się 7-10 min. na wrzącej łaźni wodnej, mieszając często bagietką. Czynność tę powtarza się jeszcze raz z nową porcją Na2CO3. Roztwór wylewa się.

Osad II: BaCO3, SrCO3, CaCO3, i ewentualnie PbCO4.
Osad rozpuszcza się w 6n CH3COOH. W próbce roztworu (1-2 krople) sprawdza się obecność jonów Ba2+ przy użyciu K2CrO4. Jeżeli obecność jonów Ba2+ nie została stwierdzona, całość roztworu bada się jak roztwór III. Jeśli jony Ba2+ są obecne, do roztworu dodaje się K2CrO4. Odwirowuje się.
Osad III: BaCrO4 i ewent. PbCrO4.

Dodaje się 3n NaOH w nadmiarze (dla ewent. rozpuszczenia PbCrO4), osad odwirowuje się. Przemywa się wodą i rozpuszcza w 3n HCl. Bada się na obecność jonów Ba2+:
1) w płomieniu palnika na druciku platynowym zabarwienie żółtozielone,
2) dodaje się 1 kr. 3n H2SO4 - biały osad nierozp. w kwasach mineralnych świadczy o obecności jonów Ba2+.

Roztwór II: Sr2+, Ca2+ i Cr2O72-.
Dodaje się NH3∙H2O (do zmiany zabarwienia na żółte) i roztwór (NH4)2CO3. Ogrzewa się na wrzącej łaźni wodnej. Osad węglanów rozpuszcza się w 6n CH3COOH.
Roztwór III: Sr2+ i Ca2+.

Dodaje się kilka kropel roztworu NH4Cl i 8-10 kropel K4[Fe(CN)6]. Czeka się 5 minut. Wytrącenie się białego krystalicznego osadu świadczy o obecności jonów Ca2+. Odwirowuje się. Do roztworu dodaje się ok. 1 ml (NH4)2SO4. Biały osad (może wytrącić się dopiero po 5 min.) świadczy o obecności jonów Sr2+.
Osad przemywa się gorącą wodą, zwilża stęż. HCl i bada na zabarwienie płomienia. Sole strontu barwią płomień na kolor karminowy.

III grupa kationów [edytuj]
Trzecia grupa to Zn2+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Al3+ oraz Cr3+.

Tworzą one siarczki nierozpuszczalne w wodzie, ale rozpuszczalne w kwasach. Podobnie jak w grupie II, odczynnikiem grupowym może być dowolne źródło anionów S2- w środowisku obojętnym lub słabo kwaśnym. Często stosuje się tioacetamid.

Rozdzielanie kationów III grupy w toku analizy chemicznej Do roztworu, po oddzieleniu II grupy, dodać ok. 15 kropel AKT. Probówkę zatkać korkiem z pipetką, umieścić ją we wrzącej łaźni wodnej i ogrzać przez 15 minut (nie krócej). Zamiast roztworu AKT można użyć wody siarkowodorowej lub wytrącać bezpośrednio gazowym H2S. W tym przypadku roztwór ogrzewać (do temp. ok. 70°) i przepuszczać przez niego gazowy H2S przez co najmniej 3 minuty. Osad odwirować i po stwierdzeniu zupełności wytrącenia po dodatkowym zakwaszeniu, oddzielić od roztworu. Osad I: HgS, Bi2S3, CuS, CdS, As2S3, As2S5, Sb2S3, SnS, SnS2 i S.

Osad przemyć kilkoma kroplami ogrzanego do wrzenia roztworu zawierającego NH4Cl i AKT lub H2S. Do osadu dodać około 1 ml 1n KOH i 5 kropel 3% H2O2, zamieszać. Ogrzewać na łaźni wodnej ok. 3 minuty i wirować. Oddzielić osad od roztworu. Osad dwukrotnie przemyć 6 kroplami wody i wodę z przemycia dołączyć do roztworu.

Roztwór I:
Zawiera kationy grupy IV i V. Zachować do dalszego badania.
Osad II: zawiera podgrupę III A: HgS, Bi2S3, CuS, CdS.
Do osadu dodać około 1 ml 6 n HNO3, i gotować około 2 min, następnie wirować.
Roztwór II: Zawiera kation/podgrupy III B Osad III: HgS (brunatny) lub HgS∙Hg(NO3)2 (biały) + S.

Przemyć 6 kroplami wody, dodać 6 kropel 6 n HCl i 2 krople 6 n HNO3. Ogrzać do rozpuszczenia się osadu. Odparować prawie do sucha, dolać kilka kropel wody, oddzielłć od wydzielonej siarki (sączyć) i dodać kilka kropel SnCl2. Powstanie białego, szarzejącego osadu wskazuje na obecność jonu Hg2+.

Roztwór III: Bi3+, Cu2+, Cd2+ oraz nadmiar HNO3.
Dodać kroplami stężonego NH3∙H2O do odczynu zasadowego, po czym kilka kropel w nadmiarze. Wirować. Osad oddzielić od roztworu.
Osad IV: Bi(OH)3 (biały).
Przemyć dwukrotnie 5 kroplami wody destylowanej. Dodać roztwór SnCl2 i alkalizować roztworem 3n NaOH. Sczernienie osadu od wydzielonego metalicznego bizmutu świadczy o obecności jonu Bi3+.
Roztwór IV: jeżeli jest niebieski, zawiera Cu(NH3)42+ i ewent. Cd(NH3)42+.
Dodać AKT, ogrzać. Wirować. Do osadu (CuS i CdS) dodać 6n HCl. Odwirować. Osad CuS odrzucić.
Roztwór V: CdCl42-
Dodać stężonego NH3∙H2O do odczynu lekko zasadowego i AKT. Ogrzewać. Żółtopomarańczowy osad CdS świadczy o obecności jonu Cd2+.
Rozdzielanie kationów podgrupy III B Roztwór po oddzieleniu podgrupy A może zawierać jony: AsO43-, SO42-, SbOS-, SbS2-, Sn(OH)62-, SnS32-, OH-. Roztwór zakwasić rozcieńczonym HCl wobec papierka lakmusowego, dodać 5-10 kropel AKT lub przepuścić H2S, ogrzewać przez parę minut i odwirować. Po sprawdzeniu całkowitości wytrącenia - ciecz znad osadu wylać. Osad I: As2S3, Sb2S3, SnS, S.
Dodać 5-10 kropel stężonego HCl, ogrzewać ostrożnie w ciągu paru minut i wirować.
Osad II: As2S3, S.

Osad przemyć wodą destylowaną.
1) Do osadu dodać stężonego HNO3, ogrzewać i oddzielić przez sączenie od wydzielone siarki. Do roztworu zawierającego jony AsO42- dodać roztworu molibdenianu amonowego (NH4)2MoO4 i ogrzewać do wrzenia. Żółty osad wskazuje na obecność As3+.
2) Dodać do osadu roztworu (NH4)2CO3. Oddzielić od siarki i dodać mieszaniny magnezowej. Biały osad świadczy o obecności As3+.

Roztwór I: Sb3+, SnCl2-, nadmiar HCl i H2S.

Ogrzewać do usunięcia H2S. Roztwór podzielić na 2 części. W pierwszej części roztworu wykryć Sn2+. W tym celu dodać opiłków żelaznych i ogrzewać. Zachodzi wówczas redukcja Sn4+ do Sn2+ oraz Sb3+ do Sb0. Odwirować i do roztworu zawierającego Sn2+ dodać 1-2 krople HgCl2. Biały lub szarzejący osad świadczy o obecności jonu Sn2+. Drugą cześć roztworu bada się na obecność jonu Sb3+:
a) jeżeli nie stwierdzono uprzednio obecności Sn2+, roztwór rozcieńczyć wodą do podwójnej objętości, dodać 5 kropel AKT lub H2S i ogrzewać; pomarańczowy osad Sb2S3, wskazuje na obecność jonu Sb3+:
b) jeżeli obecność Sn2+ została stwierdzona, roztwór zobojętnić NH3∙H2O, dodać stałego. kwasu szczawiowego H2C2O4, 5 kropel roztworu AKT lub H2S i ogrzewać; pomarańczowy osad Sb2S3, wskazuje na obecność jonu Sb3+.

IV grupa kationów [edytuj]
Czwarta grupa to Ca2+, Sr2+ i Ba2+.

Tworzą one nierozpuszczalne w wodzie węglany. Odczynnikiem grupowym jest więc węglan amonu w środowisku buforu amonowego. Ponieważ węglany kationów grup I, II i III są również nierozpuszczalne, należy je najpierw oddzielić.

Bardziej specyficzną reakcją jest strącanie siarczanów.

Siarczany baru i strontu są bardzo słabo rozpuszczalne, a siarczan wapnia słabo choć o rząd wielkości lepiej niż dwa pozostałe. Przewagą tej metody jest dobra rozpuszczalność kationów grup II i III. Wciąż jednak przeszkadzają kationy grupy I, w szczególności Pb2+.

Najłatwiej rozróżnić je metodą barwienia płomienia palnika, o ile w roztworze nie występują kationy grupy V:
  • Ca2+ barwi płomień na ceglastoczerwony
  • Sr2+ barwi płomień na karminowoczerwony
  • Ba2+ barwi płomień na żółtozielony
Węglan amonu (NH4)2CO3) i inne rozpuszczalne węglany Jony CO32- wytrącają z obojętnego lub zasadowego roztworu zawierającego jony Ba2+ biały osad węglanu baru BaCO3. Ogrzewanie i dłuższe stanie sprzyja powstaniu grubokrystalicznego osadu: Ba2+ + CO32- → BaCO3 BaCO3 łatwo roztwarza się w




0

| Email this story Email this Article | Add to reading list



Reviews

About | News | Contact | Your Account | TheNextBigWriter | Self Publishing | Advertise

© 2013 TheNextBigWriter, LLC. All Rights Reserved. Terms under which this service is provided to you. Privacy Policy.