Вариант 2

Вариант 2

Что такое групповой реактив? Перечислите групповые реактивы на катионы II, III, IV аналитических групп (по кислотно-основной классификации катионов). Напишите уравнения реакций взаимодействия группового реактива с катионами Ba+2, Fe+2, Pb+2.

Ответ.

Групповой реактив – реактив, который может перевести в осадок или выделить определенную группу ионов. Применение групповых реактивов упрощает анализ сложных многокомпонентных смесей. При отсутствии осадка под действием группового реактива делают вывод об отсутствии всей группы целиком. Наличие обильного осадка указывает на значительное количество одного или многих ионов.

У катионов II группы растворимы в воде сульфиды и хлориды, но нерастворимы карбонаты. Групповой реактив — . В эту группу входят катионы , , и др.

У катионов III группы сульфиды нерастворимы в воде, но растворимы в разбавленных кислотах. Вместо сульфидов при действии группового реактива могут в осадке образоваться нерастворимые в воде гидроксиды. Групповой реактив . В эту группу входят катионы и др.

У катионов IV группы сульфиды и сернистые соединения нерастворимы в воде и разбавленных кислотах. Групповой реактив в присутствии .

Ионы этой группы разделены на две подгруппы. Катионы первой подгруппы не образуют тиосолей при действии полисульфида аммония . В первую подгруппу входят и др.

Сернистые соединения (сульфиды) второй подгруппы растворимы в растворе и образуют при этом тиосоли. Во вторую подгруппу входят и др.

Ион относится к катионам II группы. Групповой реактив:

или:

Ион относится к катионам III группы. Групповой реактив :

или:

Ион относится к V группе катионов. Групповой реактив :

или:

Перечислите катионы, относящиеся к III аналитической группе. Дайте общую характеристику данных катионов. Напишите уравнения основных реакций катионов данной группы.

К III аналитической группе катионов относятся и др.

Большинство соединений катионов III группы мало растворимо в воде и многие из них окрашены. В водных растворах бесцветны . Растворы солей имеют желтую окраску, - бледно-зеленую, - бледно-розовую, а разбавленные растворы бесцветны., - зеленую или фиолетовую. К малорастворимым солям в воде относят сульфиды, фосфаты, цианиды, гексацианоферраты, карбонаты и др. Хорошо растворяются в воде сульфаты, хлориды, бромиды, иодиды, нитраты, ацетаты, роданиды.

Катионы данной группы образует слабые основания, малорастворимые в воде. Соли их в водных растворах подвергается гидролизу, соли, образованные сильными кислотами, имеют кислую реакцию.

Катионы образуют амфотерные гидроксиды. Амфотерные свойства гидроксидов используют при анализе для отделения от большинства других катионов третьей группы.

Сульфиды катионов III группы в отличие от сульфидов катионов I и II групп малорастворимы в воде, но растворяются в кислотах в отличие от сульфидов катионов IV и V групп.

Катионы проявляют способность к образованию комплексных аммиаков. Большое значение имеет образование комплексных цианидов, тиоцианатов, ртутьцианатов при обнаружении катионов . Широко используют для анализа реакции образования комплексов с органическим основанием пиридином и др.

Осаждение III группы катионов проводят с помощью группового реактива , действие которого на катионы III группы различно.

При осаждении ионов выделяются осадки сульфидов:

При растворении соли в растворе соляной кислоты ионы частично восстанавливаются и выпадает свободная сера:

При действии на двухзарядные ионы реакция протекает по уравнению:

При осаждении ионов образуются осадки гидроксидов :

Приведите классификацию анионов. Напишите уравнения реакций открытия карбонат-иона.

Ответ.

Анионы – отрицательно заряженные ионы. Анионы классифицируют на основании растворимости солей бария и серебра соответствующих кислот.

I аналитическая группа анионов: и др. Эта группа анионов образует с ионами соли, малорастворимые в воде, но растворимые в кислотах (за исключением ). С ионами они образуют соли, растворимые в воде или разбавленных кислотах.

Групповой реактив в нейтральном или слабощелочном растворе.

II аналитическая группа анионов: и др. Эта группа анионов образует с ионами соли, малорастворимые в воде и в разбавленной азотной кислоте, благодаря чему анионы II группы осаждаются в воде солей серебра и азотнокислого раствора. С ионами они образуют соли, хорошо растворимые в воде.

Групповой реактив в присутствии разбавленной азотной кислоты.

III аналитическая группа анионов: и др. Эта группа образует с ионами и растворимые соли, вследствие чего и не осаждают анионов III группы.

III группа анионов не имеют группового реактива.

Открытие карбонат-ионов.

1. Хлорид бария образует с карбонат-ионами елый осадок:

2. Кислоты разлагают карбонаты с выделением углекислого газа:

3. Углекислый газ, пропущенный через известковую или баритовую воду, образует осадок:

Дайте общую характеристику титриметрического (объемного анализа). Вычислите массу серной кислоты в растворе объемом 500 мл, если на титрование 10 мл этого раствора затрачено 8 мл 0,1 н раствора гидроксида натрия.

Ответ.

1) Характеристика титриметрического анализа.

Титриметрический анализ - совокупность методов количественного химического анализа.

Сущность анализа состоит в измерении объёма раствора реактива известной концентрации, расходуемого на реакцию с данным количеством (объёмом) определяемого вещества. В титриметрическом анализе используются реакции нейтрализации (кислотно-основное титрование), окисления-восстановления (перманганатометрия, иодометрия), осаждения (аргентометрия), комплексообразования (комплексонометрия). Титриметрический анализ осуществляется путём титрования, конечную точку которого находят при помощи химических индикаторов или по резкому изменению какой-либо физической характеристики (электропроводности, оптической плотности) исследуемого раствора.

2) Решение задачи.

1) Составим уравнение реакции:

2) Объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны нормальным концентрациям растворам:

3) Тогда нормальность раствора серной кислоты:

н

4) Молярность рассчитывается по формуле:

, где

- масса серной кислоты,

- молярная масса эквивалентов серной кислоты,

- объем раствора, л

5) Тогда масса серной кислоты:

г

Ответ. 1,96 г.

Каковы условия образования кристаллических и аморфных осадков. Назовите основные виды загрязнения осадков.

Для аналитических целей лучше работать с крупнокристаллическими осадками. Такие осадки легко отфильтровываются. Кроме того, они меньше адсорбируют посторонние вещества. Мелкие кристаллы способны проходить через поры фильтра, что ведет к потере осадка и искажает результаты анализа.

Условия получения крупных осадков. Более крупные кристаллы образуются в таком растворе, который содержит меньше зародышевых кристаллов. Это возможно при осаждении разбавленных растворов при медленном добавлении осадителя (в начальной стадии – по каплям).

Для уменьшения степени пересыщения раствора нужно повысить растворимость осадка. Для этого осаждение проводят при нагревании из горячих растворов. Повышение температуры способствует быстрому растворению мелких кристаллов, и за счет этого увеличению крупных кристаллов.

Используют еще один фактор повышения растворимости, а именно понижение рН раствора (повышение кислотности).

Несмотря на перечисленные условия, некоторая часть осадка выпадает в виде мелких кристаллов, способных проходить через поры фильтра. Но если осадок выдержать в течение нескольких часов или сутки, то при этом он претерпевает созревание, в ходе которого мелкие кристаллы растворяются и за счет этого увеличиваются более крупные. Созреванию способствует повышенная температура и помешивание.

Условия осаждения аморфных осадков.

Аморфные осадки возникают за счет слипания коллоидных частиц в крупные агрегаты, а последние оседают из раствора в виде хлопьев. Поэтому при работе с аморфными осадками очень важно предотвратить пептизацию и вызвать коагуляцию. Для этого осаждение ведут в присутствии соответствующего электролита-коагулятора. Эту роль очень часто выполняют различные соли аммония и кислоты.

Коагуляции также способствует также повышение температуры раствора, так как при этом разрушается гидратная оболочка коллоидных частиц и одновременно уменьшается адсорбция ионов, которые придают частицам электрический заряд. За счет этого заряда и за счет гидратной оболочки коллоидные частицы удерживаются во взвешенном состоянии и не выпадают в осадок. Учитывая это осаждение аморфных осадков ведут из нагретого анализируемого раствора горячим раствором осадителя.

Главной причиной загрязнения осадков является так называемое сопряженное осаждение.
Сопряженное осаждение (соосаждение) обусловливается склонностью некоторых хорошо растворимых в данном растворителе соединений осаждаться совместно с выпадающими в осадок трудно растворимыми соединениями. Так, например, относительно хорошо растворимая соль соосаждается вместе с трудно растворимой солью, a - с и т. д.
Основные виды загрязнения осадков:

1) соосаждение в результате образования химических соединений между осаждаемым веществом и присутствующими в растворе примесями;
2) образование смешанных кристаллов, состоящих из примесей и основного соединения, кристаллизующихся в одной и той же кристаллической форме;
3) адсорбция - захват примесей во время роста кристаллов основного осаждаемого вещества на поверхности осадка или внутри его частиц (окклюзия) и др..

Напишите уравнение реакции дихромата калия и сульфита натрия в кислой среде. Рассчитай эквивалент окислителя и восстановителя.

Ответ.

1) Составим уравнение реакции:

Окислителем в данном случае является , восстановителем :

Сокращаем одноименные ионы:

В молекулярном виде:

Эквиваленты окислителя и восстановителя равны ,

где - число принятых (отданных электронов),

- молярная масса

Тогда

Где применяются качественные и количественные определения в агрономии?

Задача повышения урожайности сельскохозяйственных культур тесно связана с изучением состава почв, определением в них макро - и микроэлементов, с анализом удобрений и сельскохозяйственных ядов. Теоретическую и методическую основу агрохимического анализа составляет аналитическая химия.
Особенно важное значение для сельского хозяйства имеет количественный анализ. Расход различных химикалиев (извести, гипса, азотных, фосфорных, калийных удобрений и т. п.) на единицу площади рассчитывают, исходя из химического состава почвы. Кроме того, чтобы правильно использовать имеющееся удобрение, необходимо знать содержание в нем главного питательного вещества (например, азота, ,), которое может изменяться при хранении химикалия. Поэтому нередко методами количественного анали-за определяют содержание питательных веществ в удобрениях.