ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ И ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Лабораторная работа № 1. Аналитические реакции катионов I аналитической группы
1. Объясните, почему ионы Li+, Na+, K+ и NH4+ образуют одну аналитическую группу по кислотно-основной классификации катионов?
2. Назовите реагенты, напишите их формулы и ионно-молекулярные уравнения реакций обнаружения ионов: а) лития; б) натрия; в) калия; г) аммония.
Укажите условия проведения реакций и их признаки.
3. Объясните, почему реакции обнаружения:
а) ионов лития в виде фосфата или карбоната лития нельзя проводить в сильнощелочной или в сильнокислой средах; б) ионов натрия с цинкуранилацетатом нельзя проводить в сильнокислой или сильнощелочной среде; в) ионов натрия с гексагидроксостибатом калия проводят в нейтральной, слабокислой или слабощелочной среде; г) ионов калия с гексанитрокобальтатом(III) натрия следует проводить в уксуснокислой или нейтральной среде.
Для обоснования ответов напишите уравнения соответствующих реакций.
4. Укажите катионы первой аналитической группы, обнаружению которых мешают:
а) ионы лития; б) ионы аммония. Приведите уравнения соответствующих реакций.
5. Какие реакции используют для обнаружения иона аммония:
а) в присутствии ионов тяжелых металлов; б) в отсутствие ионов тяжелых металлов?
6. Какие катионы I аналитической группы обнаруживают с помощью микрокристаллоскопических реакций?
7. Какие катионы I аналитической группы окрашивают пламя газовой горелки? Укажите окраску пламени.
Лабораторная работа № 2. Аналитические реакции катионов II аналитической группы
1. Перечислите катионы, образующие вторую аналитическую группу и назовите их групповой реагент. Напишите формулы продуктов взаимодействия этих катионов с групповым реагентом.
2. Объясните, почему для осаждения катионов второй аналитической группы используется не концентрированная, а разбавленная (2 моль/л) соляная кислота. Напишите уравнения соответствующих реакций.
3. Объясните, почему катион Рb2+ одновременно входит во вторую и в третью аналитическую группу. Ответ мотивируйте с использованием соответствующих уравнений реакций и значений произведений растворимости.
4. Объясните, почему катионы Рb2+ из горячих разбавленных растворов не осаждаются в виде хлоридов вместе с другими катионами второй аналитической группы.
5. Какое свойство РbСl2 используется для отделения его от АgСl и Нg2Cl2?
6. Какое свойство АgСl используется для отделения его от Нg2Сl2? Напишите уравнения соответствующих реакций.
7. Какая из солей практически не растворится при обработке концентрированным раствором аммиака осадка, состоящего из АgСl, АgВr и АgI и почему? Ответ мотивируйте с использованием значений констант равновесия соответствующих реакций. Какая из приведенных выше солей перейдет в раствор при обработке осадка 2 моль/л раствором аммиака?
8. Напишите уравнения реакций, отражающих взаимодействие Нg2Сl2 с раствором аммиака и укажите признаки реакции.
9. Напишите уравнения реакций растворения осадка:
а) Аg2СrО4 в концентрированном растворе NН3; б) Нg2Сl2 в концентрированном растворе НNО3;
в) РbSО4 в растворе NаОН и в конц. растворе CH3COONН4; г) РbСrО4 в растворе NаОН.
Лабораторная работа №3. Aналитические реакции катионов III аналитической группы
1. Напишите уравнения реакций осаждения катионов третьей аналитической группы действием группового реагента. Укажите признаки реакций. Вычислите значения констант равновесия реакций.
2. Концентрация каких ионов: Са2+, Sr2+, Ва2+ или Рb2+ будет наибольшей и наименьшей в растворе после осаждения катионов в виде сульфатов при одинаковых концентрациях и объемах растворов реагентов?
3. Какое свойство РbSО4 используется для его отделения от осадка сульфатов кальция, стронция и бария? Напишите уравнения соответствующих реакций.
4. Объясните, как практически возможно перевести менее растворимый сульфат бария в более растворимый карбонат бария.
5. Объясните, почему обнаружение иона Ва2+ с К2СrО4 в присутствии иона Sr2+ выполняют в уксуснокислой среде, а в присутствии иона Са2+ эта же реакция выполняется без добавления уксусной кислоты.
6. Объясните, почему при осаждении ионов бария дихроматом калия в раствор добавляется ацетат натрия. Напишите уравнения соответствующих реакций.
7. Напишите уравнения реакций растворения осадков:
а) СаSО4 в растворе (NН4)2SО4; б) ВаSО4 в концентрированном растворе Н2SО4;
в) BаС2O4 в растворе СН3СООН; г) ВаСrО4 в растворе НСl; д) SrСrО4 в растворе СН3СООН.
Вычислите значения термодинамических констант равновесия соответствующих реакций.
8. Перечислите фармакопейные реакции катионов третьей аналитической группы.
9. Укажите, в какие цвета окрашивают пламя газовой горелки летучие соли кальция, стронция и бария.
10. В состав каких лекарственных веществ входят катионы третьей аналитической группы?
Лабораторная работа №4. Aнализ смеси катионов I–III аналитических групп
1. Перечислите основные этапы работы по анализу смеси катионов I-III аналитических групп.
2. Перечислите катионы, которые открываются из исходного раствора в ходе предварительных испытаний. Какие предварительные испытания имеют достоверный характер, а какие из них являются ориентировочными?
3. Как выполняются пробы на присутствие катионов I аналитической группы в присутствии катионов II и III аналитических групп? Ответ обоснуйте соответствующими уравнениями реакций.
4. Объясните, почему при осаждении катионов III аналитической группы раствором серной кислоты необходимо добавить этанол.
5. Какая соль осаждается при добавлении к раствору, содержащему ионы Pb2+, смеси разбавленных растворов соляной и серной кислот? Для объяснения используйте значения КSo хлорида и сульфата свинца.
6. На чем основано удаление свинца:
а) из осадка хлоридов катионов II аналитической группы; б) из осадка сульфатов катионов III аналитической группы? Ответ мотивируйте с помощью соответствующих уравнений реакций.
7. Почему, приступая к анализу осадка хлоридов катионов II и сульфатов катионов III аналитических групп, необходимо удалить ионы свинца?
8. Объясните, почему в ходе систематического анализа смеси катионов I-III аналитических групп осадок сульфатов катионов III аналитической группы переводят в карбонаты.
9. Почему карбонаты кальция и бария в систематическом анализе растворяют в уксусной, но не в соляной или азотной кислотах? Как растворение этих солей в соляной или азотной кислотах повлияет на дальнейшее определение ионов кальция и бария?
10. Объясните, почему перед определением кальция в систематическом ходе анализа из раствора необходимо удалить ионы Ва2+ и СrО42–.
11. Напишите уравнения реакций, на которых основано удаление ионов свинца (II) из осадка сульфатов кальция и бария в ходе систематического анализа раствора с осадком, содержащего катионы I-III аналитических групп.
12. Предложите схемы анализа раствора, содержащего следующие катионы I-III аналитических групп:
а) NН4+, Аg+, Рb2+, Са2+, Ва2+; б) NН4+, Nа+, Аg+, Нg22+, Рb2+; в) NН4+, К+, Аg+, Нg22+, Са2+;
г) Nа+, Аg+, Нg22+, Рb2+, Ва2+; д) К+, Нg22+, Рb2+, Са2+, Ва2+.
