Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 31

Вирішення задач по аналітичній хімії

№ 1

В задачі потрібно знайти масу KOH, необхідну для приготування 1,0 л 20% розчину КОН густиною 1,19 г/мл, як також розрахувати молярну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса

М (КОН) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль ;

еквівалент рівний 1 моль ; еквівалентна маса Е (КOH) = 56 г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,19∙1000 = 1190 г.

20%-на концентрація означає, що у 100 г розчину має знаходитись 20 г КОН, а у 1190 г розчину (в 1 л ) буде

Маса(КОН) =

Кількість молей КОН в 1 л розчину

Тому,

С_М = 4,25 М .

Кількість моль-екв. КОН в 1 л розчину

моль-екв . Отже,

С_Н = 4,25 н .

№ 2

В задачі потрібно знайти об’єм 0,2 М розчину H₂ SO₄ густиною 1,09 г/мл за умови розчинення маси 98,0 г H₂ SO₄ , як також розрахувати процентну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса M (H₂ SO₄ ) = 2+32+16∙4 = 98 г/моль ; еквівалент рівний моль ; еквівалентна маса

г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,09∙1000 = 1090 г .

В 1 л розчину має бути m = 0,2∙98 = 19,6 г H₂ SO₄ , а в невідомому об’ємі V _розч її буде 98,0 г . Звідси

Якщо у 1090 г розчину маємо 19,6 г H₂ SO₄ , то у 100 г буде Тому,С_% = 1,80 % .

Кількість моль-екв. H₂ SO₄ в 1 л розчину моль-екв . Отже, С_Н = 0,4 н .

№ 3

В задачі потрібно знайти масу HCl, необхідну для приготування 0,5 л 0,1 н розчинуHCl густиною 1,02 г/мл, як також розрахувати процентну та молярну концентрації розчину

Молярна масаМ (HCl) = 35,5 + 1 = 36,5 г/моль ; еквівалент рівний 1 моль ; екві-валентна маса Е (НCl) = 36,5 г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,02∙1000 = 1020 г .

В 1 л розчину має знаходитись m = 0,1∙36,5 = 3,65 г HCl, а у 0,5 л буде

Маса(HCl) = 3,65∙0,5 = 1,825 г .

Якщо у 1020 г розчину маємо 3,65 г HCl, то у 100 г буде Тому, С_% = 0,36 %.

Кількість молей HClв 1 л розчину Отже,С_М = 0,1 М .

№ 4

В задачі потрібно знайти масу NaOH, необхідну для приготування 2,0 л 0,5 н розчину NaOH густиною 1,06 г/мл, як також розрахувати процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса

M (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль ;

еквівалент рівний 1 моль ; еквівалентна маса E (NaOH) = 40 г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,06∙1000 = 1060 г .

В 1 л розчину має знаходитись

m = 0,5∙40 = 20 г NaOH, а у 2,0 л буде

Маса(NaOH) = 2∙20 = 40 г .

Якщо у 1060 г розчину маємо 20 г NaOH, то у 100 г буде Тому, С_% = 1,89 % .

Кількість молей NaOH в 1 л розчину Отже,

С_М = 0,5 М .

№ 5

В задачі потрібно знайти масу H₂ SO₄ , необхідну для приготування 2,5 л 2,0 н розчину H₂ SO₄ густиною 1,04 г/мл, як також розрахувати процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса M (H₂ SO₄ ) = 2 + 32 + 16∙4 = 98 г/моль ; еквівалент рівний моль ; еквівалентна маса г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,04∙1000 = 1040 г .

В 1 л розчину має знаходитись m = 2∙49 = 98 г H₂ SO₄ , а у 2,5 л буде

Маса(H₂ SO₄ ) = 98 ∙ 2,5 = 245 г .

Якщо у 1040 г розчину маємо 98 г H₂ SO₄ , то у 100 г буде Тому,С_% = 9,42 % .

Кількість молей H₂ SO₄ в 1 л розчину Отже,

С_М = 1,0 М .

№ 6

В задачі потрібно знайти об’єм 10%-го розчину NH₃ густиною 0,96 г/мл за умови розчинення маси 28,8 г аміаку, як також розрахувати молярну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса M (NH₃ ) = 14 + 3 = 17 г/моль ; еквівалент рівний моль ; еквівалентна маса

г/моль-екв .

10%-на концентрація означає, що у 100 г розчину має знаходитись 10 г NH₃ . А 28,8 г аміаку мають бути у розчину.

Якщо об’єм розчину 1л має масу 0,96∙1000 = 960 г , то невідомий об’єм розчину V _розч має масу 288 г . Звідси

Якщо в 0,3 л розчину знаходиться 28,8 г аміаку, то в 1 л розчину буде NН₃ . Кількість молей аміаку в 1 л розчину Тому,

С_М = 5,647 М .

Кількість моль-екв. аміаку в 1л розчину

моль-екв .

Отже,

С_Н = 16,941 н .

№ 7

Знайти масу КОН, необхідну для приготування 4,0 л 0,5 М розчину КОН густиною 1,03 г/мл. Розрахувати процентну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса

М (КОН) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль ;

еквівалент рівний 1 моль ; еквівалентна маса

Е (КОН) = 56 г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,03∙1000 = 1030 г .

В 1 л розчину має знаходитись

m = 0,5∙56 = 28 г КОН, а в 4 л буде

Маса(КОН) = 4∙28 = 112 г .

Якщо у 1030 г розчину маємо 28 г КОН, то у 100 г буде Тому,С_% = 2,72 % .

Кількість моль-екв. КОН в 1 л розчину моль-екв . Отже,

С_Н = 0,5 н .

№ 8

В задачі потрібно знайти масу MgCl₂ , необхідну для приготування 0,5 л 0,2 н розчину MgCl₂ густиною 1,01 г/мл, як також знайти процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса М (MgCl₂ ) = 24,3+35,5∙2 = 95,3г/моль ; еквівалент рівний моль ; еквівалентна маса

г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,01∙1000 = 1010 г .

В 1 л розчину має знаходитись m = 0,2∙47,65 = 9,53 г MgCl₂ , а у 0,5 л буде

Маса(MgCl₂ ) =

Якщо у 1010 г розчину маємо 9,53 г MgCl₂ , то у 100 г буде Тому,

С_% = 0,94 % .

Кількість молей MgCl₂ в 1 л розчину Отже,

С_М = 0,1 М .

№ 9

В задачі потрібно знайти об’єм 0,1 М розчину CaCl₂ густиною 1,03 г/мл при розчиненні 55,5 г препарату CaCl₂ , як також розрахувати процентну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса М (CaCl₂ ) = 40 + 35,5∙2 = 111 г/моль ; еквівалент рівний моль ; еквівалентна маса

г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,03∙1000 = 1030 г .

В 1л розчину має бути m = 0,1∙111 = 11,1г CaCl₂ , а в невідомому об’ємі V _розч буде 55,5 г . Звідси

Якщо у 1030 г розчину міститься 11,1 г CaCl₂ , то у 100 г буде ТомуС_% = 1,08 % .

Кількість моль-екв. CaCl₂ в 1 л розчину моль-екв . Отже,

С_Н = 0,2 н .

№ 10

В задачі потрібно знайти масу NaOH, необхідну для приготування 0,2 л 15% розчину NaOH густиною 1,12 г/мл, як також знайти молярну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса М (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль ; еквівалент рівний 1 моль ; еквівалентна маса Е (NaOH) = 40 г/моль-екв .

Маса 1 л розчину 1,12∙1000 = 1120 г .

Концентрація 15% означає, що у 100 г розчину має знаходитись 15 г NaOH, а у 1120 г (в 1 л ) його має бути

Для приготування 0,2 л розчину треба взяти

Маса(NaOH) = 168∙0,2 = 33,6 г .

Кількість молей NaOH в 1 л розчину Тому,

С_М = 4,2 М .

Кількісь моль-екв. NaOH в 1 л розчину моль-екв . Отже,

С_Н = 4,2 н .

№ 11

Що собою уявляє: а) якісний аналіз у розчині та “сухий” метод аналізу; б) макро-, мікро- та напівмікроаналіз?

У переважній більшості випадків аналізовану речовину переводять спочатку в розчин, потім визначають окремі компоненти – іони або молекули. Так наприклад, для визначення іонів калію в солі KCl останню розчиняють у воді, і, за допомогою певних, характерних для іонів калію, реакцій визначають їх присутність.Поруч з цим, наявність ряду іонів можна встановити, не переводячи речовину в розчин. Так, щоб виявити натрій, невелику кількість речовини на платиновій дротинці вносять у безбарвне полум’я. Якщо в досліджуваній речовині присутній натрій, полум’я забарвиться в жовтий колір. Наявність іонів амонію також можна встановити, не переводячи речовину в розчин. Досить розтерти дослідний зразок з вапном або лугом. При наявності іонів амонію з’явиться характерний запах аміаку. Такий метод називають“сухим” .

Метод, коли для аналізу беруть 0,1–1,0 г речовини, називають макроаналізом .Якщо для аналізу беруть менше 0,01 г речовини, такий метод називають мікроаналізом .Проміжні значення маси досліджуваної речовини (від 0,01 до 0,1 г) визначають метод напівмікроаналізу .

№ 12

Поняття про аналітичну реакцію. Чутливість, селективність та специфічність аналітичної реакції. Навести приклади

Аналітичною називається реакція, за допомогою якої відкривають ті чи інші речовини (або іони) і/або встановлюють кількість речовини.

Найменша кількість речовини або іонів, яку можна виявити за допомогою тієї чи іншої реакції в даних умовах називається відкриваним мінімумом або чутливістю реакції. Ця величина дуже мала і позначається буквою γ (γ = 10^-6 г).

Чутливість не слід характеризувати лише абсолютною кількістю речовини. Має значення ще концентрація іона або речовини в розчині. Найменшу концентрацію іонів або речовини, при якій їх ще можна виявити, називають граничним розведенням .

Наприклад, треба встановити чутливість реакції

Fe³⁺ + 3SCN ↔ Fe(SCN)₃ .

Для цього готують розчин, в 500 мл якого міститься 1г-іон заліза. Відомо, що при розведенні в 20 разів в 1 краплі об’ємом 0,02 мл ще можна виявити іони заліза (ІІІ). Граничне розведення суть

Знаходимо відкриваний мінімум: , звідси

Селективність реакції – її вибірковість до тих чи інших речовин або іонів. Існують реакції, проведенню яких не заважають сторонні іони. Так, іони амонію можна виявити лугом.

Ця реакція, та їй подібні називаються специфічними . Високоспецифічних реакцій відомо надзвичайно мало .

№ 13

Умови виконання аналітичних реакцій. Приклади реакцій, що проходять на холоді і при нагріванні розчину

Реакції проводять при нагріванні чи охолодженні лише в тих випадках, коли нагрівання чи охолодження сприяє проходженню прямої реакції до кінця, прискорює її.

Так, при виявленні іону амонію реакція

NH₄ OH ↔ NH₃ ↑ + H₂ O

йде швидше при підвищеній температурі, як також при даних умовах зростає чутливість і вихід даної реакції.

Приклад реакції, яку слід проводити на холоді:

NaCl + K[Sb(OH)₆ ] → Na[Sb(OH)₆ ]↓ + KCl

З ростом температури розчинність осаду Na[Sb(OH)₆ ] зростає, через це вищезазначену реакцію треба вести на холоді.

Умовами проведення аналітичних реакцій взагалі є температура, концентрація і тиск, які максимально сприяють виявленню тих чи інших іонів.

№ 14

Що собою уявляють буферні розчини? Яка їх роль у виконанні аналітичних реакцій? Навести конкретні приклади

Буферними називають розчини суміші слабкої кислоти (або слабкої основи) та її солі. Такою є, наприклад, суміш оцтової кислоти і оцтовокислого натрію. При добавлянні до такої суміші сильної кислоти або сильної основи мають місце наступні реакції:

CH₃ COONa + HCl → CH₃ COOH + NaCl

CH₃ COOH + NaOH → CH₃ COONa + H₂ O.

Звідси видно, що при дії на буферний розчин сильної кислоти або сильної основи змінюється концентрація слабкої кислоти. У першому випадку вона збільшується, у другому – зменшується. Проте, рН розчину практично не змінюється. Це пояснюється тим, що слабка кислота взагалі мало дисоціює, а в присутності однойменних іонів її солі дисоціація йде значно меншою мірою. Отже, концентрація іонів Н⁺ буферної суміші під впливом сильної кислоти або сильної основи практично є величина стала .

У хімії, біології, медицині, у промисловому виробництві в результаті тих чи інших процесів можуть виділятись або поглинатись іони Н⁺ . Щоб процес відбувався при сталому значенні рН, у розчин вводять буферні суміші, які поглинають водневі або гідроксильні іони. Можна також довести, що при розведенні буферної суміші рН розчину залишається сталим.

№ 15

Хімічні реактиви. Поняття про їх чистоту, кваліфікацію. Чи можна застосовувати для хімічного аналізу технічні реактиви?

Хімічними реактивами називають речовини, склад яких відповідає їх хімічним формулам в межах кваліфікації, і які застосовуються для проведення хімічних реакцій.Кваліфікація хімічних реактивів та відповідні їй позначення наступні:

Т – технічний реактив. Вміст основної речовини менше 98%. Найнижча ступінь чистоти реактиву.

Ч – чистий. Вміст основної речовини 98% і вище. Вміст домішок або нелеткого залишку 0,01– 0,5%, масова доля залишку після прожарювання до 0,5%.

ЧДА – чистий для аналізу. Вміст основної речовини не менше 99%. Домішки не перевищують допустимої межі, яка дозволяє проводити точні аналітичні дослідження.

ХЧ – хімічно чистий. Найвища ступінь чистоти реактиву. Вміст основної речовини більше 99%, домішок – в межах 0,001– 0,00001%, масова доля залишку після прожарювання не більше 0,1%.

Для хімічного аналізу застосовують реактиви з кваліфікацією не нижче ЧДА . Технічні реактиви для проведення аналітичних визначень застосовувати ні в якому разі не можна через велику кількість домішок.

№ 16

Що собою уявляють кристалічний та аморфний осади? Навести приклади та основні умови отримання

Кристалічний осад – це осад з порівняно сильними зв’язками між його частинками. Утворення кристалічних осадів характеризується тим, що при додаванні окремих порцій осаджувача нові центри кристалізації утворюються не відразу. Основною умовою отримання кристалічних осадів є повільне додавання реактиву, при якому кристалічні центри виростають у порівняно великі кристали.

Концентрація розчинів . Для осадження кристалічних осадів користуються розбавленими розчинами, так як у цих умовах утворюються осади у формі більших кристалів.Температура . При осаджуванні кристалічних осадів з гарячих розчинів збільшується їх розчинність, тому виникає менше центрів кристалізації. Внаслідок цього створюються умови для утворення крупніших кристалів.

Приклади: BaSO₄ , BaCrO₄ , CaC₂ O₄ та ін.

Аморфний осад характеризується слабкими зв’язками між його частинками. По суті це коагульований внаслідок швидкого доливання розчину осаджувача колоїдний розчин. При швидкому доливанні реактиву, яке, до речі, є основною умовою отримання аморфного осаду, відразу виникає багато центрів кристалізації та дрібних агрегатів кристалів. Концентрація розчинів . Аморфні осади, особливо гідроксиди металів, краще осаджувати з концентрованих розчинів. Це сприяє зменшенню загальної поверхні і утворенню осаду. Внаслідок зменшення загальної поверхні зменшується адсорбція сторонніх речовин, що робить осади чистішими.

Температура . При осаджуванні аморфних осадів нагрівання сприяє коагуляції колоїдних частинок і укрупненню зерен осаду.

Аморфні осади характерні для багатьох важкорозчинних сполук: гідроксидів та сульфітів металів, силікатної та вольфрамової кислот, та інших.

№ 17

Який основний посуд використовують та як його готують для якісного аналізу?

У якісному аналізі (в основному напівмікроаналізі) застосовують такий посуд: колби, пробірки, чашки, стакани, скляні лійки, скляні палички, промивалки, бюкси, кухлі, ступки, ексикатори . Піпетки градуйовані та бюретки застосовують тільки в кількісному аналізі.Застосовуваний для якісного аналізу посуд має бути чистим . Його слід мити відразу після вживання. Для миття посуду застосовують теплий насичений розчин соди, теплий лужний розчин KMnO₄ або розчин хромової суміші. Посудина вважається чистою, якщо після виливання з неї води внутрішні стінки змочуються водою рівномірно і на них не залишається крапель. Добре вимитий посуд, перекинутий догори дном, має здаватись сухим. Після миття посуд споліскують 2–3 рази невеликою кількістю дистильованої води, що є також способом перевірки чистоти посудини.

№ 18

Чим дистильована вода відрізняється від звичайної питної води? Чому посуд для аналітичних визначень обов’язково споліскують дистильованою водою?

Головна відмінність дистильованої води від питної – практично нульовий рівень концентрації солей кальцію і магнію та інших речовин, які обов’язково присутні в питній воді.Вимитий посуд двічі споліскують невеликою кількістю дистильованої води. Мета споліскування – перевірка чистоти посудини . Посудина вважається чистою, якщо при обмиванні внутрішньої поверхні дистильованою водою остання рівномірно стікає, не залишаючи краплин.

№ 19

Розкрити суть дробного та систематичного методів якісного аналізу. Чи можливе виконання аналізу речовини з використанням лише одного з цих методів?

Дробний метод аналізу передбачає виявлення кожного іона певними, характерними реакціями в присутності всіх інших іонів. У складніших випадках спочатку відділяють даний іон від тих, які заважають визначенню.

Систематичний аналіз полягає в тому, що складну суміш іонів спочатку розділяють за допомогою групових реактивів на кілька окремих груп, потім у межах кожної групи виявляють окремі іони певними, характерними реакціями. Розділяють іони на групи і виявляють їх в кожній групі в цілком певній послідовності, що виключає помилки, які часто роблять недосвідчені хіміки, проводячи аналіз дробним методом.

Використання лише одного з цих методів (дробного) можливе тільки у випадку високоспецифічних реакцій (таких, наприклад, як визначення іона амонію за допомогою лугу), та у випадку, коли визначуваний іон вдається без проблем відділити від іонів, які заважають визначенню.

№ 20

Які хімічні реагенти належать до групових, селективних, специфічних? Навести приклади. Написати рівняння реакцій

Груповими називають реактиви, якими визначають певну групу катіонів або аніонів. Наприклад, розчин сульфіду амонію є груповим реактивом на катіони 3-ї аналітичної групи. Розчин хлориду барію є груповим реактивом на аніони 1-ї аналітичної групи, і т. п.

Селективними називають реактиви, що визначають ті чи інші іони за певних умов. Так, фероціанід калію дає з іонами Ca²⁺ осад K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]. Якщо в розчині немає зовсім або є незначна концентрація іонів Ba²⁺ , даний реактив “віддає перевагу” іонам Ca²⁺ . Якщо ж має місце значна концентрація іонів Ba²⁺ , фероціанід калію вже не буде селективним на іони Ca²⁺ , тому що іони Ba²⁺ в значних концентраціях утворюють аналогічний осад.

Специфічними називають реактиви, дії яких незаважає жоден сторонній іон. Так, в одній з небагатьох високоспецифічних реакцій визначення іону амонію

NH₄ Cl + NaOH → NH₄ OH + NaCl

↕

NH₃ ↑ + H₂ O

гідроксид натрію можна вважати специфічним на іон амонію. Специфічних реактивів, рівно як і специфічних реакцій, дуже мало .

№ 21

Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І.Менделєєва?

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: NH ₄ ⁺ , Ca ²⁺ , Fe ³⁺ .

Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.

Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.

Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.

За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.

Рівняння реакцій:

1) груповий реактив на іони амонію відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) CaCl₂ + (NH₄ )₂ CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NH₄ Cl

Ca²⁺ + CO₃ ^2– → CaCO₃ ↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах;

3) Fe₂ (SO₄ )₃ + 3(NH₄ )₂ S → Fe₂ S₃ ↓ + 3(NH₄ )₂ SO₄

2Fe³⁺ + 3S^2– → Fe₂ S₃ ↓

чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах.

№ 22

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: K ⁺ , Mn ²⁺ , Ca ²⁺ .

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон калію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) MnSO₄ + (NH₄ )₂ S → MnS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Mn²⁺ + S^2– → MnS↓

світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;

3) CaCl₂ + (NH₄ )₂ CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NH₄ Cl

Ca²⁺ + CO₃ ^2– → CaCO₃ ↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах.

№ 23

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Na ⁺ , Cu ²⁺ , Zn ²⁺ .

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) CuSO₄ + H₂ S → CuS↓ + H₂ SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти;

3) ZnSO₄ + (NH₄ )₂ S → ZnS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Zn²⁺ + S^2– → ZnS↓

білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті, але розчинний в розведених міне-ральних кислотах.

№ 24

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mg ²⁺ , Fe ³⁺ , Cu ²⁺ .

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) Іноді Mg²⁺ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу, найчастіше утворюється Mg(OH)₂ ∙3MgCO₃ . Саме тому Mg²⁺ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;

2) Fe₂ (SO₄ )₃ + 3(NH₄ )₂ S → Fe₂ S₃ ↓ + 3(NH₄ )₂ SO₄

2Fe³⁺ + 3S^2– → Fe₂ S₃ ↓

чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах;

3) CuSO₄ + H₂ S → CuS↓ + H₂ SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти.

№ 25

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: NH ₄ ⁺ , Cu ²⁺ , Mn ²⁺ .

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон амонію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) CuSO₄ + H₂ S → CuS↓ + H₂ SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, але розчинний в 2 н розчині HNO₃ ;

3) MnSO₄ + (NH₄ )₂ S → MnS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Mn²⁺ + S^2– → MnS↓

світло-рожевий осад, розчинний в кислотах.

№ 26

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Ca ²⁺ , Mg ²⁺ , Zn ²⁺ .

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) CaCl₂ + (NH₄ )₂ CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NH₄ Cl

Ca²⁺ + CO₃ ^2– → CaCO₃ ↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах;

2) іноді Mg²⁺ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу. Найчастіше утворюється Mg(OH)₂ ∙3MgCO₃ . Саме тому Mg²⁺ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;

3) ZnSO₄ + (NH₄ )₂ S → ZnS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Zn²⁺ + S^2– → ZnS↓

білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті, проте розчинний в розведених мінеральних кислотах.

№ 27

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Na ⁺ , Ba ²⁺ , Al ³⁺ .

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) BaCl₂ + (NH₄ )₂ CO₃ → BaCO₃ ↓ + 2NH₄ Cl

Ba²⁺ + CO₃ ^2– → BaCO₃ ↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах, крім сірчаної;

3) 2AlCl₃ + 3(NH₄ )₂ S + 6H₂ O → 2Al(OH)₃ ↓ + 6NH₄ Cl + 3H₂ S↑

2Al³⁺ + 3S^2– + 6HOH → 2Al(OH)₃ ↓ + 3H₂ S↑

осад білого кольору, що має амфотерні властивості.

№ 28

Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І.Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mn²⁺ , Fe²⁺ , Na⁺ . Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) MnSO₄ + (NH₄ )₂ S → MnS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Mn²⁺ + S^2– → MnS↓

світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;

2) FeSO₄ + (NH₄ )₂ S → FeS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Fe²⁺ + S^2– → FeS↓

чорний осад, розчинний в кислотах;

3) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи.

№ 29

Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І.Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mg²⁺ , Fe³⁺ , Cu²⁺ . Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

2) Fe₂ (SO₄ )₃ + 3(NH₄ )₂ S → Fe₂ S₃ ↓ + 3(NH₄ )₂ SO₄

2Fe³⁺ + 3S^2– → Fe₂ S₃ ↓

чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах;

3) CuSO₄ + H₂ S → CuS↓ + H₂ SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній і сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти.

№ 30

Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І.Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mn²⁺ , Ba²⁺ , NH₄ ⁺ . Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) MnSO₄ + (NH₄ )₂ S → MnS↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Mn²⁺ + S^2– → MnS↓

світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;

2) BaCl₂ + (NH₄ )₂ CO₃ → BaCO₃ ↓ + 2NH₄ Cl

Ba²⁺ + CO₃ ^2– → BaCO₃ ↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах (крім сірчаної);

3) на іон амонію груповий реактив відсутній через належність даного катіона до 1-ї аналітичної групи.

№ 35-36-37

Відповідно до номеру завдання вказати, які з катіонів

NH₄ ⁺ , Na⁺ ,K⁺ ,Mg²⁺ ,Ca²⁺ ,Ba²⁺ ,Mn²⁺ ,Fe²⁺ ,Fe³⁺ ,Al³⁺ ,Cu²⁺ ,Zn²⁺

та за допомогою яких специфічних реактивів визначають дробним аналізом. Напи-сати молекулярні та іонні рівняння відповідних реакцій, казати умови виконання та зовнішній ефект для катіонів 2-ї аналітичної групи

Характерна реакція на іон Ba²⁺ :

К₂ Сr₂ O₇ + 2ВаСl₂ + H₂ O + 2NaCH₃ COO → 2ВаСrO₄ + 2КСl + 2NaСl + 2CH₃ COOН

Основна умова – присутність ацетату натрію. Хромати стронцію і кальцію, розчиняючись в оцтовій кислоті, не заважають виявленню іона Ba²⁺ . Спостерігатиметься жовтий осад у присутності вказаного іона.

Характерна реакція на іон Ca²⁺ :

CaSO₄ + K₄ [Fe(CN)₆ ] → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓ + K₂ SO₄

2K⁺ + Ca²⁺ + [Fe(CN)₆ ]^4– → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓

В даному випадку утворюється білий осад фероціаніду калію і кальцію K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]. У присутності солей амонію утворюється менш розчинна сіль фероціаніду кальцію, калію і амонію змінного складу. Ця реакція виявляє іон кальцію у присутності іона Sr²⁺ , але іони Ba²⁺ в значних концентраціях можуть утворити аналогічні осади. Користуватись даною реакцією для виявлення іонів кальцію в присутності іонів барію небажано .

Катіон Cu²⁺ теж можна виявити дробним аналізом за допомогою надлишку гідроксиду амонію, проте вказаний катіон не належить до 2-ї аналітичної групи.

№ 38-39-40

Відповідно до номеру завдання вказати, які з катіонів

NH₄ ⁺ ,Na⁺ ,K⁺ ,Mg²⁺ ,Ca²⁺ ,Ba²⁺ ,Mn²⁺ ,Fe²⁺ ,Fe³⁺ ,Al³⁺ ,Cu²⁺ ,Zn²⁺

та за допомогою яких специфічних реактивів визначають дробним аналізом? Написати молекулярні та іонні рівняння відповідних реакцій, вказати умови виконання та зовнішній ефект для катіонів 3-ї аналітичної групи. Характерні реакції на катіони Fe²⁺ та Fe³⁺ :

3FeSO₄ + 2K₃ [Fe(CN)₆ ] → Fe₃ [Fe(CN)₆ ]₂ ↓ + 3K₂ SO₄

3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆ ]^3– → Fe₃ [Fe(CN)₆ ]₂ ↓

4FeCl₃ + 3K₄ [Fe(CN)₆ ] → Fe₄ [Fe(CN)₆ ]₃ ↓ + 12KCl

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆ ]^4– → Fe₄ [Fe(CN)₆ ]₃ ↓

В обох випадках у присутності вказаних іонів випаде темно-синій осад, який відповідно має назву “турнбульова синь” та “берлінська лазур”.

Характерна реакція на катіон Mn²⁺ :

2MnSO₄ + 5NaBiO₃ + 16HNO₃ → 2HMnO₄ + 5Bi(NO₃ )₃ + 2Na₂ SO₄ + NaNO₃ + 7H₂ O

2Mn²⁺ + 5BiO₃ ‾ + 14H⁺ → 2MnO₄ ‾ + 5Bi³⁺ + 7H₂ O

Умови: холодний азотнокислий розчин. Зовнішній ефект – малиново-фіолетове забарвлення у присутності іонів Mn²⁺ .

Інша характерна реакція на цей же катіон:

2MnSO₄ + 5(NH₄ )₂ S₂ O₈ + 8H₂ O → 2HMnO₄ + 5(NH₄ )₂ SO₄ + 7H₂ SO₄

2Mn²⁺ + 5S₂ O₈ ^2– + 8HOH → 2MnO₄ ‾ + 12SO₄ ^2– + 16H⁺

Умови: присутністьAgNO₃ . Зовнішній ефект: малиново-фіолетове забарвлення у присутності іонів Mn²⁺ . Буре забарвлення при надлишку вказаних іонів.

Характерна реакція на катіон Zn²⁺ :

ZnSO₄ + H₂ S + 2CH₃ COONa → ZnS↓ + 2CH₃ COOH + Na₂ SO₄

Zn²⁺ + H₂ S + 2CH₃ COO‾ → ZnS↓ + 2CH₃ COOH

Умови: повне осадження тільки за присутності ацетату лужного металу; середовище з РН 2–3. Зовнішній ефект – білий осад ZnS у присутності іонів Zn²⁺ .

Характерна реакція на катіон Al³⁺ :

NaAlO₂ + NH₄ Cl + 2H₂ O → Al(OH)₃ ↓ + NH₄ OH + NaCl

AlO₂ ‾ + NH₄ ⁺ + 2H₂ O → Al(OH)₃ ↓ + NH₄ OH

Умови:присутність твердої солі NH₄ Cl. Зовнішній ефект – білий осад Al(OH)₃ у присутності іонів Al³⁺ .

Катіон Cu²⁺ теж можна виявити дробним аналізом за допомогою надлишку гідроксиду амонію, проте вказаний катіон відносять не до 3-ї, а до 4-ї аналітичної групи.

№ 41

Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гідроксиду калію чи натрію (при нагріванні) виділяється газ з різким запахом, в присутності якого синіє червоний лакмусовий папірець, змочений водою. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання

Це означає, що в досліджуваному розчині присутні катіони амонію :

NH₄ Cl + KOH → NH₄ OH + KCl

↨

NH₃ ↑ + H₂ O

NH₄ ⁺ + OH^– ↔ NH₃ ↑ + H₂ O

Умови – нагрівання. Червоний лакмусовий папірець, змочений водою, синіє у присутності пари аміаку, оскільки утворює з водою луг:

NH₃ + H₂ O → NH₄ OH

№ 42

Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується:

дихромату калію (у присутності ацетату натрію) утворюється жовтий осад.

Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання.

Це означає, що у досліджуваному розчині присутні катіони Ва²⁺ :

K₂ Cr₂ O₇ + 2BaCl₂ + H₂ O + 2NaCH₃ COO → 2BaCrO₄ ↓ + 2KCl + 2NaCl + 2CH₃ COOH

2Ba²⁺ + Cr₂ O₇ ^2– + 2CH₃ COO^– + H₂ O → 2BaCrO₄ ↓ + 2CH₃ COOH

Основна умова – присутність ацетату натрію. Хромати стронцію і кальцію, розчиняючись в оцтовій кислоті, не заважають виявленню іона Ba²⁺ .

№ 43 -44

Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гексаціаноферату (ІІІ) калію утворюється темно-синій осад. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання

Це означає, що досліджуваний розчин містить катіони Fe ²⁺ :

3FeSO₄ + 2K₃ [Fe(CN)₆ ] → Fe₃ [Fe(CN)₆ ]₂ ↓ + 3K₂ SO₄

3Fe²⁺ + 2[Fe(CN)₆ ]^3– → Fe₃ [Fe(CN)₆ ]₂ ↓

Осад має назву “турнбульова синь”.

Умови: нелужне середовище (нейтральне або слабокисле), оскільки вказаний осад розчинний в лугах.

№ 45 -46

Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: гексаціаноферату (ІІ) калію утворюється темно-синій осад. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання

Це означає, що досліджуваний розчин містить катіони Fe ³⁺ :

4FeCl₃ + 3K₄ [Fe(CN)₆ ] → Fe₄ [Fe(CN)₆ ]₃ ↓ + 12KCl

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆ ]^4– → Fe₄ [Fe(CN)₆ ]₃ ↓

Осад має назву “берлінська лазур”.

Умови: не додавати надлишок реактиву; не додавати щавелеву кислоту (осад в ній розчинний); нейтральне середовище.

№ 47 -48

Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: вісмутату натрію в присутності HNO₃ розчин забарвлюється в малиново-фіолетовий колір. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання

Це означає присутність у досліджуваному розчині катіонів Mn ²⁺ :

2Mn(NO₃ )₂ + 5NaBiO₃ + 14HNO₃ → 2NaMnO₄ + 3NaNO₃ + 5Bi(NO₃ )₃ + 7H₂ O

2 Mn²⁺ + 4H₂ O – 5е^– → MnO₄ ^– + 8H⁺

5 BiO₃ ^– + 6H⁺ + 2е^– → Bi³⁺ + 3H₂ O

2Mn²⁺ + 5BiO₃ ^– + 14H⁺ → 2MnO₄ ^– + 5Bi³⁺ + 7H₂ O

Умови: реакцію виконувати на холоді.

№ 49 -50

Дати обґрунтовану відповідь, який висновок роблять за результатами дробного аналізу, якщо при дії на окрему порцію розчину, що аналізується: надлишку гідроксиду амонію утворюється розчин координаційної сполуки інтенсивно-синього кольору. Написати молекулярне та іонне рівняння реакції відкриття встановленого катіону. Зазначити умови її виконання

Це означає присутність у досліджуваному розчині катіонів Cu ²⁺ :

2Cu²⁺ + 2SO₄ ^2– + 2NH₄ OH → [Cu(OH)]₂ SO₄ + 2NH₄ ⁺ + SO₄ ^2–

[Cu(OH)]₂ SO₄ + 2NH₄ ⁺ + 6NH₃ → 2[Cu(NH₃ )₄ ]²⁺ + SO₄ ^2– + 2H₂ O

Умови виконання реакції – непідкислений розчин.

№ 51

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Ca²⁺ , Al³⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

CaCl₂ + (NH₄ )₂ C₂ O₄ → CaC₂ O₄ ↓ + 2NH₄ Cl

Ca²⁺ + C₂ O₄ ^2– → CaC₂ O₄ ↓

Іони барію та стронцію заважають виявленню іона Ca²⁺ , так як дають з оксалатом амонію аналогічні осади.

CaCl₂ + K₄ [Fe(CN)₆ ] → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓ + 2KCl

2K⁺ + Ca²⁺ + [Fe(CN)₆ ]^4– → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓

Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, так як утворюють аналогічний осад.

NaAlO₂ + NH₄ Cl + 2H₂ O → Al(OH)₃ ↓ + NaCl + NH₄ OH

AlO₂ ‾ + NH₄ ⁺ + 2HOH → Al(OH)₃ ↓ + NH₄ OH

Реакція йде за присутності твердого хлориду амонію. Визначенню іонів Al³⁺ заважають іони Cr³⁺ .

№ 52

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів K⁺ , Ca²⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

KCl + NaHC₄ H₄ O₆ → KHC₄ H₄ O₆ ↓ + NaCl

K⁺ + HC₄ H₄ O₆ ‾ → KHC₄ H₄ O₆ ↓

Умови: нейтральний або оцтовокислий холодний розчин, велика концентрація іонів К⁺ . Заважають іони амонію.

2KNO₃ + Na₃ [Co(NO₂ )₆ ] → K₂ Na[Co(NO₂ )₆ ]↓ + 2NaNO₃

2K⁺ + Na⁺ + [Co(NO₂ )₆ ]^3– → K₂ Na[Co(NO₂ )₆ ]↓

Умови: нейтральний чи оцтовокислий розчин. Заважають іони амонію.

CaSO₄ + (NH₄ )₂ C₂ O₄ → CaC₂ O₄ ↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Ca²⁺ + C₂ O₄ ^2– → CaC₂ O₄ ↓

Заважають іони барію та стронцію, які з оксалатом амонію дають аналогічні осади.

CaCl₂ + K₄ [Fe(CN)₆ ] → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓ + 2KCl

2K⁺ + Ca²⁺ + [Fe(CN)₆ ]^4– → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓

Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, оскільки утворюють аналогічний осад.

№ 53

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Na⁺ , Zn²⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

NaCl + K[Sb(OH)₆ ] → Na[Sb(OH)₆ ]↓ + KCl

Na⁺ + [Sb(OH)₆ ]‾ → Na[Sb(OH)₆ ]↓

Умови: нейтральне або слабколужне середовище, досить висока концентрація солі натрію, холодний розчин. Солі амонію заважають даній реакції тому що гідролізують, результуючи іони водню. Реактив K[Sb(OH)₆ ] у присутності солей амонію розкладається так само, як при дії кислот.

Na⁺ + Zn[(UO₂ )₃ (CH₃ COO)₈ ] + CH₃ COO‾ + 9H₂ O →

→ NaZn[(UO₂ )₃ (CH₃ COO)₉ ]∙9H₂ O↓

Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин.

ZnSO₄ + H₂ S + 2CH₃ COONa → ZnS↓ + 2CH₃ COOH + Na₂ SO₄

Zn²⁺ + H₂ S + 2CH₃ COO‾ → ZnS↓ + 2CH₃ COOH

ОсадZnS розчинний в мінеральних кислотах. В даній реакції присутність ацетату натрію необхідна тому що сильна кислота HCl, яка утворюється без його присутності, замінюється на слабку CH₃ COOH, в якій ZnS не розчиняється. Заважають іони Co²⁺ та Ni²⁺ якщо рН розчину не дорівнює 2.

№ 54

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Mg²⁺ , Al³⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

MgSO₄ + 2NH₄ OH ↔ Mg(OH)₂ ↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Mg²⁺ + 2NH₄ OH ↔ Mg(OH)₂ ↓ + 2NH₄ ⁺

Іони амонію заважають визначеннню іонів магнію.

NaAlO₂ + NH₄ Cl + 2H₂ O → Al(OH)₃ ↓ + NaCl + NH₄ OH

AlO₂ ‾ + NH₄ ⁺ + 2HOH → Al(OH)₃ ↓ + NH₄ OH

Умови: присутність твердого хлориду амонію. Іони Cr³⁺ заважають визначенню іонів Al³⁺ .

№ 55

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Na⁺ , Al³⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

NaCl + K[Sb(OH)₆ ] → Na[Sb(OH)₆ ]↓ + KCl

Na⁺ + [Sb(OH)₆ ]‾ → Na[Sb(OH)₆ ]↓

Умови: нейтральне або слабколужне середовище, досить висока концентрація солі натрію, холодний розчин.

Солі амонію заважають даній реакції тому що гідролізують, результуючи іони водню. Реактив K[Sb(OH)₆ ] у присутності солей амонію розкладається так само, як при дії кислот.

Na⁺ + Zn[(UO₂ )₃ (CH₃ COO)₈ ] + CH₃ COO‾ + 9H₂ O →

→ NaZn[(UO₂ )₃ (CH₃ COO)₉ ]∙9H₂ O↓

Умови: нейтральний або оцтовокислий розчин.

NaAlO₂ + NH₄ Cl + 2H₂ O → Al(OH)₃ ↓ + NaCl + NH₄ OH

AlO₂ ‾ + NH₄ ⁺ + 2HOH → Al(OH)₃ ↓ + NH₄ OH

Реакція йде за присутності твердого хлориду амонію. Визначенню іонів Al³⁺ заважають іони Cr³⁺ .

№ 56

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів Ca²⁺ , Zn²⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

CaSO₄ + (NH₄ )₂ C₂ O₄ → CaC₂ O₄ ↓ + (NH₄ )₂ SO₄

Ca²⁺ + C₂ O₄ ^2– → CaC₂ O₄ ↓

Виявленню іонів кальцію заважають іони барію та стронцію, які дають з оксалатом амонію аналогічні осади.

CaCl₂ + K₄ [Fe(CN)₆ ] → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓ + 2KCl

2K⁺ + Ca²⁺ + [Fe(CN)₆ ]^4– → K₂ Ca[Fe(CN)₆ ]↓

Іони барію в значних концентраціях можуть заважати визначенню іонів кальцію, оскільки дають аналогічні осади.

ZnSO₄ + H₂ S + 2CH₃ COONa → ZnS↓ + 2CH₃ COOH + Na₂ SO₄

Zn²⁺ + H₂ S + 2CH₃ COO‾ → ZnS↓ + 2CH₃ COOH

Осад ZnS розчинний в мінеральних кислотах. В даній реакції присутність ацетату натрію необхідна тому що сильна кислота HCl, яка утворюється без його присутності, замінюється на слабку CH₃ COOH, в якій ZnS не розчиняється.

Заважають іони Co²⁺ та Ni²⁺ якщо рН розчину не дорівнює 2.

№ 57

Скласти молекулярні та іонні рівняння основних реакцій визначення катіонів K⁺ , Al³⁺ . Навести умови виконання цих реакцій. Звернути увагу на іони, що заважають визначенню

KCl + NaHC₄ H₄ O₆ → KHC₄ H₄ O₆ ↓ + NaCl

K⁺ + HC₄ H₄ O₆ ‾ → KHC₄ H₄ O₆ ↓

Умови : нейтральний або оцтовокислий розчин, велика концентрація іонів К⁺ , холодний розчин. Іони амонію заважають виявленню іонів калію.

2KNO₃ + Na₃ [Co(NO₂ )₆ ] → K₂ Na[Co(NO₂ )₆ ]↓ + 2NaNO₃

2K⁺ + Na⁺ + [Co(NO₂ )₆ ]^3– → K₂ Na[Co(NO₂ )₆ ]↓

Вирішення задач по аналітичній хімії

В 1 л розчину має знаходитись

m = 0,5∙56 = 28 г КОН, а в 4 л буде

Для приготування 0,2 л розчину треба взяти

Наприклад, треба встановити чутливість реакції

Так, при виявленні іону амонію реакція

NH4 OH ↔ NH3 ↑ + H2 O

Приклади: BaSO4 , BaCrO4 , CaC2 O4 та ін.

Аморфні осади характерні для багатьох важкорозчинних сполук: гідроксидів та сульфітів металів, силікатної та вольфрамової кислот, та інших.

№ 35-36-37

№ 38-39-40

№ 41

NH₄ OH ↔ NH₃ ↑ + H₂ O

Приклади: BaSO₄ , BaCrO₄ , CaC₂ O₄ та ін.