П.П. Коростелев - Химический анализ в металлургии (1110111), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Кмпо, + НаС О, + Не5О,— Мп5Оа + КаВОа + СО, + Н,О. Схема перераспределения электронов: МпО~ + ЯН вЂ” 5е = Мп'++ 4Н,О 12 СвО~ +2е =2СО, )5 Окончательно получается: 2КМпО, + 5Н,С,О, + ЗНе$0 = 2МпЯОа + + К,ЯО, + !ОСО, + 8Н,О. Есть и другие методики составления уравнений окисли-гельно-восстановительных реакций. Окцслители и восстановители отличаются друг от друга , величиной окислительно-воссганоеигельного потенчиала (подобного ряду напряжений), характеризующегося разностью потенциала, измеренного от условного нуля.
Величина его определяется с помощью гальванического элемента по отношению к стандартному электродному потенциалу, условно но принятому за <нуль». Этот электрод представляет собою специально обработанную платиновую пластинку, погруженную в 1 н. раствор кислоты, через которую пропуска кают газообразный водород. Вторую ячейку гальванического элемента заполняют исследуемым раствором окислителя или восстановителя и погружают в него платиновую ластинку. Обе ячейки гальванического элемента разделепла ны полупроницаемой перегородкой.
Во внешней цепи с о- пмощью гальванометра измеряют разность потенциалов. Этот потенциал Ео можно найти в справочнике по аналитической химии. Чем больше различие потенциалов окислителя и восстановителя, участвующих в реакции, тем больше вероятность протекания такой реакции. Прп этом у окислителя будет ббльший потенциал, а у восстановителя — меньший. Контрольные вопросы ! Какие вещества называются амфортериыми? 2.
Какими свойствами они обладают? 3. Какие реакции называются окислительно-восстановительными? 4. Какие окислители и восстановитсли применяют в анали. тической химии? 5. Найти коэффициенты е реакции окисления железа (?!! азотной кислотой; теБОз-~-НМОз+НзЯОт=Газ(ьОз)з+НОз+НзО. й 9. Коллоидные растворы При смешивании растворов нитрата серебра и хлоридиона может образоваться помутнение, которое, несмотря на превышение произведения растворимости АдС1, не образует осадка. Это объясняется образованием коллоидных растворов. Коллоидный раствор представляет собою мелкодисперсную систему, в которой взвешенные частицы настолько малы (1 — 100 мкм), что они ие способны оседать под действием собственной тяжести.
Это не истинные растворы (гомо- генные системы), когда раствор представляет собою смесь (иногда соединение) молекул или ионов растворенного вещества с молекулами растворителя. Истинные растворы совершенно однородны; под микроскопом в них при любом увеличении никаких частиц не обнаруживается, Коллоидный раствор характеризуется рассеиванием проходящего света; если освещение раствора под микроскопом проводить пе снизу, как обычно, а сбоку, то коллоидный раствор окажется мутным (эффект Тиндаля).
Коллоидные частицы способны проходить через фильтРы, что мешает разделению ионов. Каллоидные системы способны к коагуляции (свертыванию) при нагревании, под действием кислоты или какого-либо другого электролита. 2! Коллоидные частицы могут нести положительные заряды, например коллоидный раствор А1(ОН),, Ре(ОН), и др. или отрицательные заряды (коллоидный раствор кремниевои кислоты Нз510з или оловяннои кислоты Н,ЯпОз). Эти заряды обусловлены адсорбцией катионов (заряды +) или авионов (заряды — ) иа поверхности коллондных частиц, которые находятся в растворе в избытке.
Коллоидные частицы вместе с адсорбированными молекулами и ионами образуют коллоидный агрегат, называемый миь(елдой. Мицелла состоит из ядра, окруженного двойным электрически заряженным слоем: один слой, называемый адсорбционным, находится иа поверхности ядра, придавая ему определенный электрический заряд. Второй слой составляют иовы противоположного знака. В сумме мнцелла оказывается электрически нейтральной. Упрощенно формулу мицеллы хлорида серебра можно представить в виде ((АдС[1„.
пдь') "+'п[чОз ° Соединение коллоидных частиц в крупные агрегаты, способные к осаждению, называется коагуляь[иеь1. Коагуляция проходит под действием коагулянтов — электролитов, разрушающих электронейтральпость окружения ядра мицеллы. Нагревание также способствует коагуляции. В качестве коагулянта часто используют соли аммония или летучие кислоты, которые затем легко удаляются путем нагревания.
Иногда наблюдается явление, обратное коагуляцни, называемое пепгизапией Оно состоит в том, что осадок переходит в растворимое коллоидное состояние. Это явление объясняется понижением концентрации коагулирующнх ионов, окружающих частички осадка. Пептизация ведет к растворению осадков во время промывания. Для избежания пептизации осадки следует промывать не водой, а раствором подходящего электролита, иногда с добавлением раствора осадителя.
Контрольные вопросы П Какие растворы назывеются коллонднымиз 2. Чем коллондные рвстворы отличаются от истинныхт 3. Что таксе коагуляцнят 4. Что такое пептизация? 3 1О. Двойные и комплексные соли Соли, молекулы которых образованы двумя молекулами различных нейтральных солей, называются двойными. Такие соли диссоциируют в растворе на все ионы, составляющие эту соль.
К двойным солям относятся; соль Мора ([чНл)з504 РеЬОь 6НзО; железо-калиевые квасцы Кл50». 22 Рег(ЬО,)з 24НзО алюмо калиевые квасцы Кз504 .А[и(50л), 24Н,О; железо-аммонийные квасцы ([чН4)з50,. .Рез(504)з 24НтО и др. Комплексньзми называются молекулярные соединения, которые в узлах кристаллов имеют группы, способные к самостоятельному существованию в растворе. Эти соединения способны диссоциировать в растворе по иному типу, чем двойные соли. Например, ферроцианид калия К,Ре(СХ)е диссоциирует по уравнению: К Ре(С[Ч)з-+.4К+ + [Ге(С[Ч)е[" . Ионы Рея+ и 6СХ- устойчиво связаны в ядро комплексной соли, поэтому их заключают в квадратные скобки К,(Ре(СМ)е1.
В состав комплексных солей могут входить заряженные коны (например, СХ ), а также нейтральные молекулы ( чНз, НзО), например; АдХОз + 2ХН40Н = [Ад([ЧН )з[ Р(Оз + 2НяО или в ионной форме: Ав+ + 2[ Н4ОН [Ав(['[Н )з[+ + 2Н О, Такой аммнакат серебра не дает осадка АцС1 при добавлении раствора какой-либо соли хлорида (но не соляной кислоты!). Комплексообразование широко используется в аналитической химии. Например, присутствие ионов Ре'+ мешает открытию других ионов (М[з', Со'+, Тйь и др.), поэтому для связывания ионов Ре'+ в раствор добавля|от фосфорную кислоту или фторид-ион, при этом образуются растворимые бесцветные комилексы (Ре(РО,)з)з- или [РеРе1'-, которые не мешают проведению реакции отделения. Комплексуют Резь также добавкой лимонной или винной кислоты.
Многие органические реактивы применяют для проведения аналитических реакций по типу комвлексообразования, Некоторые органические реактивы имеют карбоксил»- пые или аминные группировки и способны к солеобразовапию с неорганическими ионами, например — СООН, — ОН, =1)ОН, =ХН, — ХН, и др.
Однако существуют органические реактивы, которые образуют сложные внутрикомплексные соединения с неорганическими ионами, обладан>шие большой устойчивостью. При этом появляются осадки илн растворимые ярко окрашенные соединения, Такова специфичная и чувствительная реакция никеля с диметилглиоксимом (реактивом Чугаева). Ализарин С и алюмиион при- 23 меняют для определения алюминия, купрон — для определения меди. Дитизон дает с Ад+ фиолетовое окрашивание, с РУ+ — кирпично-красное, с Наг+ — оранжевое, с Си'+— желтовато-бурое, с Со'+ — пурпурно-красное. Контрольные вопросец 1.
Что такое двойные соли, как онн диссоциируют? 2. Какие соединения называются комплексными? 3. Что такое комплексный ион? 4. Кзк ис. пользуется комплексообразовзние в химическом анализе? 5. Какие органические реактивы применяются в анализе в качестве комплексообразователей? 9 11. Растворы и концентрация В практике химического анализа чаще всего применяют растворы процентной, молярной и нормальной концентрации.
Процентная концентрация показывает, сколько граммов растворенного вещества находится в! 00 г раствора. Например, растворено 20г хлорида натрия в 100 мл воды. Какова процентная концентрация раствора? Общая масса раствора составляет 20+100 г, концентрация раствора, %: С = 20: (20 + 100) 100 = 2000:120 =- 16,7% или в общем виде: С = ах:(а, + а,) 100 = а,: г) 100, где а, — количество растворенного вещества, г; аг — количество растворителя, г; д — масса раствора, равная аз+аз, г. Молярная концентрация раствора, выраженная в единицах молярности, показывает, сколько молей растворенного вещества содержится в 1 л данного раствора.
Например, требуется приготовить 0,5М раствор нитрата меди из кристаллогидрата Сц(ХОз)г 6НгО. Молекулярная масса Сд()ЧОз)г 6НгО равна 295,64. Для приготовления !л 0,5М раствора требуется 295,64 0,5=147,82 г реактива растворить в воде, затем разбавить раствор до 1 л в мерной колбе. Нормальная концентрация раствора, выраженная в единицах нормальности, доказывает, сколько эквивалентов растворенного вещества находится в 1 л данного раствора. Для нахождения эквивалентной массы кислоты ее молекулярную массу делят на основность. Эквивалентная масса основания равна его молекулярной массе, деленной на число гидроксильных групп. Эквивалентная масса соли равна ее молекулярной массе, деленной на число атомов металла, наход одящихся в составе соли и на валентность этого метал.
ла. В окислительно-восстановительных реакциях эквиваленте нтную массу вещества находят делением молекулярной массы на число отдаваемых или принимаемых электродов в данной реакции. Нормальность вещества определяют всегда с учетом той реакции, в которой данное вегцество будет участвовать.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
