П.П. Коростелев - Химический анализ в металлургии (1110111), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Для приготовления нормальных растворов берут эквивалентную массу вещества (или часть его) и поступают точно так же, как и при приготовлении молдрных растворов. Например, для приготовления 0,5 л 0,1 н, раствора нитрата серебра АдХОз нужно 169,87 0,5 0,1=8,4945 г соли растворить н воде и в мерной колбе вместимостью 0,5 л разбавить водой до метки. Концентрация выражается и другими способами. Часто выражают концентрацию при помощи плотности (например, кислот, щелочей). Зависимость концентрации раствора от его плотности приводится в справочных таблицах.
Контрольные вопросы 1, Кзк выражастся концентрация растворов? 2. Квк приготовить молярный раствор? 3. Кзк приготовить нормальный раствор? 4. Как выражается концентрация растворов кислот? Глава КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ 2 Качественный анализ устанавливает химический состав вещества по определенным специфичным аналитическим признакам.
Реакции в качественном анализе проводятся сухим и мокрым способами в растворах. Аналитическими признаками в растворах служат образование осадка, появление окрашивания и выделение газов. В зависимости от количества исследуемого вещества различают макро-, полумикро- и микроанализ, При макро- анализе используют -0,1 г вещества; для проведения реакций применяют обычные пробирки, взяв 1 — 2 мл раствора. При микроанализе используют менее 0,01 г вещества, пользуются специальной микроаналитической посудой.
Полу. микроанализ занимает промежуточное положение между макро- и микроанализом. Широко распространен капельный анализ, когда реакции проводятся с отдельными каплями исследуемого раствора и раствора реактива па предметном стекле или, фарфоровой пластинке. Микрокристаллоскопи- ческие реакции проводят на предметном стекле, а результа- ты реакции наблюдают под микроскопом, рассматривая образование характерных для данного соединения кристал- лов. Реакции сухим способом проводятся по окрашиванию пламени при введении исследуемого вещества в пламя го- релки, а также сплавлецием вещества для получения окра- шенных перлов, например с бурой (тетраборатом натрия), в ушке платиновой проволочки.
Сухие реакции проводят также путем растирания порошков вещества и реактива в агатовой ступке, где получают характерное окрашива- нне. Реакции, применяемые для проведения качественных об- наружений, должны удовлетворять определенным требова- ниям: а) протекать быстро, практически мгновенно; б) об- разовывать характерные осадки, газы или давать появле- ние окрашивания; в) быть практически необратимыми, т. е. ', протекать в одном направлении; г) быть специфичными 1 и высокочувствительными. Различают реакции групповые (общие) и частные. Груп- ' новыми реакциями называют такие, в которых реактив ~ осаждает несколько ионов.
В частных реакциях реактив об- ~! разует характерное соединение только с каким-либо одним иояом. Групповые реакции нстюльзуются для группового ! разделения ионов, частные — для распознавания отдельных ' ионов. Для обнаружения отдельных ионов чаще используют специфические или избирательные реакции, которые дак>т возможность открывать нужный нон в присутствии других ионов.
Нацрпмер, молекулы свободного иода дают с крах- малом характерное синее окрашивание, исчезающее прн кипячении раствора н снова появляющееся при охлаждении. Чувствительность реакции определяют наименьшим ко- личеством вещества, которое может быть обнаружено дан- ным реактивом (открываемый минимум), Реакция тем чувствительнее, чем меньше открываемый минимум. Напри- мер, ион Кэ можно обнаружить с помощью хлороплатината в виде Ке!'Р1С1к! при разбавлении раствора до 1: 10000 (от- крываемый минимум).
При меньшей концентрации ион К+ этон реакцией определить уже невозможно, Различают систематический анализ, когда соблюдается строго определенный порядок разделения ионов на группы и определения ионов в каждой группе. Дробный анализ проводят дробными реакциями в отдельных порциях раство- ра. Дробный анализ применяют, когда требуется определять 2б не более одного — пЯти ионов в РаствоРе; если же в РаствоРе находится много ионов, то применяют систематический ход анализа с групповым разделением ионов Для изучения качественного анализа катионов в СПТУ применяется кислотно-щелочная классификация катионов для избежания применения в лаборатории сероводорода (ядовит!) . КАЧЕСТНЕННЫИ АНАЛИЗ КАТИОНОВ б 12.
Реакции катионов первой группы (К+ ) ! "Нее) Групповою реагеита группа не имеет, так как катионы не осаждаются все одновременно каким-либо одним реактивом. Реакции катиииа калия К+ Г и д р о т а р т р а т натрия 1чаНС4НзОк. Отбирают в пробирку 2 — 3 капли раствора соли Кз., прибавлякгг 0,5 мл раствора гидротартрата (кислого винпокнслого) натрия и потирают стеклянной палочкой о стенки пробирки. Через некоторое время выпадает белый кристаллический осадок гндротартрата калия: КС! + 5)аНС Н,Ое — «,КНСеН,Оа + 5)аС1. Реакция протекает только в нейтральной среде.
Ион ХНзобразует такой же осадок, поэтому он мешает реакции. Реакцию можно проводить и с винной кислотой с добавлением 2 — 3 капель раствора ацетата натрия. Потирание стенляниой палочкой ускоряет образование осадка, так как он способен образовывать перенасыщенные растворы, Оптимальный рН осаждения 4 — 5. Гексанитрокобальтат (кобальтини грит) натрия г!а,[Со(КО,)к1.
Отбирают в пробирку 1 — 2 капли раствора соли К+, добавляют к ним 3 — 5 капель раствора гексанитрокобальтата (П1) натрия и потирают стенку пробирки стеклянной палочкой. Выпадает желтый кристаллический осадок: 2КС) + Хаа(Со(ХОа)и) =(Кк5(а(Со (г(Ок)а) + 2г(аС1. Реактив применяют свежеприготовленный: его готовят смешиванием равных объемов 30 %-ного раствора интрига натрия Ха5)Оа н 10 %-ного раствора нитрата кобальта Со(ХОз)з и добавлением небольшого количества уксусной( кислоты, после чего через смесь продувают кислород.
Реакция протекает в нейтральной или слабоуксуснокислой среде (оптимальный рН 4 — 5). Осадок нерастворим в уксусной кислоте, но Растворим в сильных кислотах при нагревании. Осадок растворим в растворах щелочей с образованием темно-бурого осадка гидроксида кобальта Со(ОН),. Иоп х;И+образует такой же осадок, Как реакции не мешает. Р е а кц и я о кр а ш на а н и я пл а м е и и. Прокаленную петельку нз платиновой проволоки смачивают раство- ром соли калия и вносят в несветм тящееся пламя газовой горелки. оу Пламя горелки окрашивается в яа фиолетовый цвет. ф~ Реакции катиона натрия Ма Дигидроантимонат ка- кй' Ю Ч,,Р; ~"~,б л и я КН,5ЬО,. В пробирку поме- ~> ' ~, шают 5 — б капель раствора соли -~ Л 1Р Ыа4- и добавляют к ним столько же капель раствора дигидроантиРяо, ь Кроо~ялом т яякл.
моната калия, пОтирают стекляи- каетктк натрия сйзсЕОм» ной палочкой о стенку пробирки. . ~сн,сооьоо, < л л иккроокооои) Выпадает белый кристалличес- кий осадок: ХаС1 + КН,ВЬО = !)т)аНе5ЬО4 + КС!. Реакция проводится в нейтральной или слабощелочпой среде. Из кислого раствора может выпасть белый осадок: метасурьмяной кислоты НВЬО,. Ионы ХН4+ мешают реакции. Ур а н и л а ц е т а т (СНзСОО) е(ЗОь На предметное стекло отбирают каплю раствора соли )тае и выпаривают почти досуха при нагревании над горелкой нли электроплиткой. Рядом помещают каплю раствора уранилацетата. Смешивают каплю реактива с сухим остатком. Образуется желтый кристаллический осадок тетраэдров и октаэдров двойной соли уранилацетата натрия, который следует рассматривать под микроскопом (рнс.
1): Ха+ + (СНзСОО)яДОе + СН,СОО = СН,СООМа(СН СОО),()Ого Реакция протекает в нейтральной или слабоуксусиокис- лой среде. еде. Ионы К+ и МН+ не мешают реакции. Реакцию 4 можно проводить и пробирным методом с потиранием стеклянной палочкой. Реакция окрашивания пламени. Платиновую проволочку сначала прокалива|от в пламени горелки беждаются, что она не дает желтого окрашивания. Смаиу е М чивают ют ее раствором соли натрия и снова вносят в пла.
я. Бесцветное пламя горелки окрашивается в желтый цвет. реакции катиона аммония ХН4 + Щ е л о ч и. Отбирают в пробирку 3 — 5 капель раствосоли ХН+, добавляют 5 капель раствора щелочи (КОН нли ХаОН) и подогревшот содержимое пробирки. Выделившийся аммиак обнаруживают по запаху или по посинению красной лакмусовой бумажки, смоченной дистиллированной водой и внесенной в пары над раствором: )т(Н4С1+ )т)аОН = !ХНа+ ХаС1+ Н,О. Реакция протекает в сильнощелочной среде при нагревании до кипения. Индикаторную бумажку смачивают водой н держат так, чтобы она не касалась жидкости. Реакция является специфической.
Реактив Нессл ер а Кт(Нп14)+КОН, К капле разбавленного раствора соли аммония добавляют ! — 2 капли раствора реактива Несслера. Образуется красно-бурый осадок. При наличии следов аммония образуется желтое окрашнвание: )т)Н4С! + 2Кя(Нй14) + 2КОН = 1(НЯе)еЫНе) 1+ + КС1 + 5К1 + 2Н,О. Осадок растворим в кислотах и щелочах. Реакция специфична и обладает высокой чувствительностью.
Анализ смеси катионов первой группы Об н ар уж ение катион а ХН44..К отдельной порции анализируемого раствора (1 — 2 мл) добавляют равный объем раствора КОН или ХаОН и нагревагот до кипения. При наличии ХН~+ появляется газообразный ХН„который определяют по запаху или по посинению красной лакмусовой бУмажки. Можно провести реакцию с реактивом Несслера: берут 1 — 2 капли раствора и добавляют несколько капель Раствора реактива Несслера. Появление красно-бурого осадка нлп желтого окрашивання указывает на наличие иона ЫН+, Так как соли аммония мешают определению ионов К+ и г(а+, то их следует удалить до проведения реакций на Кс н Ыа-в. Для этого раствор кипятят с раствором щелочи до пре-1 крашения выделения аммиака (отсутствие запаха) или выпаривают раствор досуха в фарфоровой чашке на асбест рованной сетке и затем слабо прокаливают остаток до пр крашения выделения белого дыма.
Обнаружение катиона Ь(а+. К 1 — 2мл раствора добавляют 1 — 2 капли раствора КОН и несколько капель раствора дигидроантимопата калия. Появление белого кристаллического осадка указывает на наличие в растворе иона ?чае. Реакцию можно провести с ураннлацетатом. На пред-~ метпое стекло наносят каплю раствора и упаривают досуха. При смачивании сухого остатка раствором уранилацетатв появляются желтые кристаллы урапилацетата натрия, которые следует рассматривать под микроскопом (см. рис. 1). Обнаружение катиона К+. Реакцию проводят с гексаннтрокобальтатом натрия или с гидротартратом натрия, как описано выше. Если в растворе обнаружены катионы НН+, то часть раствора (3 — 5 мл) переносят в фарфоровую чашку (или тигель) и выпаривают раствор. Сухо остаток прокаливают па слабом пламени горелки до пре крашения выделения белого дыма солей аммония.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
