III. Количественный анализ

II. Качественный анализ

Ионы окрашивают пламя в характерный цвет:

Na⁺ - в желтый цвет; Сu²⁺ - в зеленый цвет; Ва²⁺ - в желто-зеленый

Са²⁺ - в кирпично-красный; К⁺ - в фиолетовый;

Для обнаружения ионов используют следующие реактивы:

Определяемый ион	Используемый реактив	Внешний эффект
Na+	дигидроантимонат калия (KH2SbO4)	белый аморфный осадок
К+	гексанитрокобальтат натрия (Na3 [Co(NO2)6]) гексанитрокупрат натрия (Na2Pb[Cu(NO2)6])	желтый осадок   черные или коричневые кристаллы
NH4+	раствор щелочи (KOH или NaOH) реактив Несслера (K2[HgI4] + KOH)	выделяется газ NH3   бурый цвет
Cu2+	избыток раствора аммиака	раствор синего цвета
Cu2+	глицерин в щелочной среде	раствор синего цвета
Fe2+	гексацианоферрат (III) калия (K3[Fe(CN)6]) (красная кровяная соль)	темно-синий осадок (турнбулева синь)
Fe3+	гексацианоферрат (II) калия (K4[Fe(CN)6]) (желтая кровяная соль) тиоцианат аммония или калия (NH4SCN или KSCN)	темно-синий осадок (берлинская лазурь) кроваво-красное окрашивание
Ba2+	H2SO4 раствор серной кислоты	белый кристаллический осадок, не раств. в кислотах
Ca2+	оксалат аммония (NH4)2C2O4	белый кристаллический осадок, не раств. в уксусной кислоте
Cl-	раствор нитрата серебра AgNO3	белый творожистый осадок, не раств. в кислотах
Ag+	раствор HCl	белый творожистый осадок
SO42-	нитрат или хлорид бария (BaNO3, BaCl)	белый кристаллический осадок
PO43-	Молибденовая жидкость ((NH4)2MoO4) Магнезиальная смесь (MgCl2, NH3∙H2O, NH4Cl)	желтый кристаллический осадок белый кристаллический осадок
Pb2+	раствор иодида калия KI	желтый осадок

Признаком протекания качественной реакции между иодом и крахмалом является образование синей окраски.

Индикатор метиловый оранжевый в кислой среде имеет красно-розовую окраску, в щелочной среде – желтую. Фенолфталеин в кислой среде бесцветный, в щелочной среде – малиновый.

Пример вопроса: Метиловый оранжевый окрашивается в розовый цвет в растворе…

1) Al₂(SO4)₃ 2) Na₂S 3) K₂CO₃ 4) BaSO₄

Решение: Необходимо рассмотреть подвергается ли гидролизу данная соль. Al₂(SO4)₃ образована слабым основанием и сильной кислотой, значит реакция среды в растворе будет слабо-кислой, т.е. метиловый оранжевый окрасится в розовый цвет. У сульфида натрия в растворе среда будет слабо-щелочной, у карбоната калия – слабо-щелочной, у сульфата бария – нейтральной, т.к. соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой гидролизу не подвергается.

*Метод количественного анализа, основанный на измерении количества реагента, затраченного на реакцию с определяемым веществом называется титриметрическим методом анализа.*Метод химического анализа, основанный на точном измерении массы определяемого компонента пробы, выделенного либо в элементарнрм виде, либо в виде соединения определенного состава, называется гравиметрическим

Расчеты в титриметрических методах анализа основаны на законе эквивалентов. Вещества реагируют друг с другом всегда в эквивалентных количествах:

с(А)∙V_A = c(B)∙V_B; Количество вещества в молях выражают буквой n. n (A)= , моль.

n (A) = c(A) V_A (Объем в этом случае должен быть в л). Молярную концентрацию вещества А вычисляют по формуле: моль/л. Молярная концентрация эквивалентов вычисляется по формуле: С(f экв.А) = , моль∙экв/л

Для вычисления массы вещества в титриметрических методах анализа используют формулы: m(A) = с(f экв.А)· V_A· M(экв.А)· 10^-3(г) Объем выражают в мл, если в л, то на 10^-3 умножать не нужно. m(B) = c(f экв.A)·V_A· M(экв.B) ·10^-3(г)

Пример (1). Объем 0,15 н раствора H₂SO₄, необходимый для осаждения ионов бария из 60 мл 0,2 н раствора BaCl₂, равен… Решение:

Используем закон эквивалентов: c(f экв. H₂SO₄ ) V _H2SO4 = c(f экв. BaCl₂) V _BaCl2

0,15 ∙ V _H2SO4 = 60 ∙ 0,2 V _H2SO4 =(60 ∙ 0,2)/ 0,15 = 80 мл. Ответ: 80 мл.

Пример (2). Для нейтрализации 100 мл 0,2 н раствора HNO₃, необходим раствор, содержащий …г гидроксида натрия. 1) 0,8 2) 0,4 3) 4 4) 8 Решение:

M_э(NaOH) = M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль;

m_NaOH = V_HNO3 c(HNO₃) M_э(NaOH) 10^-3 = 100 ∙ 0,2 ∙ 40 ∙ 10^-3 =0,8. Ответ: 0,8 г

Пример (3). Масса осадка, образующегося при сливании 50 мл 0,2 н раствора AgNO₃ и 100 мл 0,1 н раствора NaCl, равна…1) 2,88 2) 1,43 3) 0,72 4) 2,16 Решение:

AgNO₃ + NaCl = AgCl + NaNO₃

Вещества реагируют в эквивалентных количествах, т.е. количество моль (n) продукта реакции должно быть равно количеству моль исходных веществ:

n(A) = V_A c(A) моль n(AgNO₃) = 50 ∙ 0,2 = 0,01 моль

n(NaCl) = 100 ∙ 0,1 = 0,01 моль, значит AgCl тоже образуется 0,01 моль.

М(AgCl) = 107,87 + 35,5 = 143,37 г/моль; M(AgCl) = 143,37 ∙ 0,01 = 1,43 г

Ответ: m(AgCl) =1,43 г.