- •1. Вступ
- •1.1. Правила роботи в лабораторії аналітичної хімії
- •1.2. Зміст практикуму та звітність про виконання робіт
- •2. Засоби для якісного напівмікроаналізу
- •2.1. Індивідуальне робоче місце та засоби загального користування
- •2.2. Посуд та інші вироби зі скла та фарфору
- •3. Операції напівмікроаналізу
- •3.1. Оцінювання і регулювання рН середовища
- •3.2. Нагрівання розчинів
- •3.3. Ідентифікація та виявлення іонів "мокрим" способом
- •3.4. Осадження та подальше розділення фаз
- •4. Окремі методи аналізу
- •4.1. Мікрокристалоскопічний аналіз
- •4.2. Крапельний аналіз
- •4.3. Виявлення за забарвленням полум’я
- •5. Аналіз катіонів
- •5.1. Аналітична класифікація катіонів
- •5.2.1. Характеристика групи
- •5.2.5. Аналіз суміші катіонів першої групи
- •5.3.1. Характеристика групи
- •5.3.2. Реакції з гідрофосфатом амонію (nh4)2нрo4 – основним груповим реагентом
- •5.3.3. Загальні реакції
- •5.3.14. Аналіз суміші катіонів другої аналітичної групи
- •5.3.15. Аналіз суміші катіонів першої та другої аналітичних груп
- •5.4.1. Характеристика групи
- •5.4.2. Реакції з груповим реагентом – гідрофосфатом амонію (nh4)2hpo4
- •5.4.3. Загальні реакції
- •5.4.10. Аналіз суміші катіонів третьої аналітичної групи
- •5.4.11. Аналіз суміші катіонів першої – третьої аналітичних груп
- •5.5. Методи ідентифікації та виявлення іонів четвертої аналітичної групи (Sn(II), Sn(IV), As(III), As(V), Sb(III), Sb(V))
- •5.5.1. Характеристика групи
- •5.5.2. Реакції з нітратною кислотою (груповим реагентом)
- •5.5.3. Загальні реакції
- •5.5.4. Методи ідентифікації арсеніт-іона AsO33-
- •5.5.5. Методи ідентифікації арсенат-іона AsO43-
- •5.5.6. Спільні методи ідентифікації арсеніт- і арсенат-іонів
- •5.5.7. Методи ідентифікації іонів Sb(III) I Sb(V)
- •5.5.8. Методи ідентифікації іонів Sn(II) I Sn(IV)
- •5.5.9. Аналіз суміші іонів четвертої аналітичної групи
- •5.6.1. Характеристика групи
- •5.6.2. Реакції з хлоридною кислотою
- •5.6.3. Загальні реакції
- •5.6.7. Аналіз суміші катіонів п’ятої аналітичної групи
- •6. Аналіз аніонів
- •6.1. Аналітична класифікація аніонів
- •6.2. Методи ідентифікації та виявлення аніонів першої аналітичної групи (co32-, so42-, so32-, s2o32-, po43-, b(oн)4-, SiO32-, f- і ін.)
- •6.2.1. Загальні реакції аніонів першої групи
- •6.2.2. Методи ідентифікації іона co32-
- •6.2.3. Методи ідентифікації іона so42-
- •6.2.4. Методи ідентифікації іона so32-
- •6.2.5. Методи ідентифікації іона s2o32-
- •6.2.6. Методи ідентифікації іона po43-
- •6.2.7. Методи ідентифікації іона b(oн)4-
- •6.2.8. Методи ідентифікації іона SiO32-
- •6.2.9. Методи ідентифікації іона f-
- •6.3. Аналіз суміші po43-, AsO33-, AsO43--іонів
- •6.3.1. Відокремлення po43-, AsO43- від AsO33--іона
- •6.4.1. Методи ідентифікації іонів Cl-
- •6.4.2. Методи ідентифікації іона Br-
- •6.4.3. Методи ідентифікації іона I-
- •6.4.4. Методи ідентифікації іона s2-
- •6.4.5. Методи ідентифікації іона scn-
- •6.5. Аналіз суміші аніонів so42-, so32-, s2o32- I s2-
- •6.5.1. Виявлення і відокремлення s2-
- •6.5.2. Виявлення s2o32-
- •6.5.3. Відокремлення і виявлення so42- та so32-
- •6.6. Аналіз суміші аніонів Cl-, Br-, I-, scn- і s2-
- •6.6.1. Попередні дослідження
- •6.6.2. Відокремлення іонів s2-
- •6.6.3. Осадження аніонів Cl-, Br-, I-, scn-
- •6.6.4. Відокремлення іонів Cl- від Br-, I-, scn-
- •6.6.5. Відокремлення іона Br- від I-, scn-
- •6.6.6. Розчинення осадів AgI та AgScn і виявлення іонів I- і scn-
- •6.7. Третя аналітична група аніонів (no3-, no2-, сн3соо- та ін.)
- •6.7.1. Методи ідентифікації іонів no3-
- •6.7.2. Методи ідентифікації іонів no2-
- •6.7.3. Методи ідентифікації іона сн3соо-
- •6.8. Аналіз суміші аніонів і-ііі груп
- •6.8.1. Систематичний хід аналізу суміші аніонів і–ііі груп
- •6.8.2. Попередні дослідження
- •6.8.3. Виявлення деяких аніонів порційним способом
- •6.9. Систематичний аналіз суміші аніонів і-ііі груп
- •6.9.1. Виявлення катіонів важких металів
- •6.9.2. Відокремлення катіонів важких металів осадженням карбонатом натрію
- •7 Аналіз об’єктів
- •7.1. Аналіз штучної суміші твердих речовин (солей чи оксидів)
- •7.1.1. Попередні дослідження
- •7.1.2. Розчинення зразка
- •7.1.3. Виявлення катіонів
- •7.1.4. Систематичний аналіз
- •7.2. Аналіз сплавів
- •Література
5.4.10. Аналіз суміші катіонів третьої аналітичної групи
Виявлення катіонів групи безпосередньо починають з їхнього систематичного аналізу.
1. Відокремлення Hg2+ і Cu2+ від інших катіонів групи. У пробірку вносять 15-20 кр. підготовленого розчину, підкислюють його 1 М H2SO4 до рН ~2 і додають 2-3 мл 2 М Na2S2O3. Перемішують, нагрівають до кипіння і центрифугують.
Осад 1 Розчин 1
HgS, Cu2S, S Ni2+, Co2+, Zn2+, Cd(S2O3)22-,
продукти розкладу і окиснення Na2S2O3
Відокремлюють осад 1 від розчину 1 і промивають його гарячою дистильованою водою.
2. Відокремлення Hg2+ від Cu2+. Осад 1 переносять у фарфоровий тигель і обробляють 3 М НNO3 (тяга !) при нагріванні. Осад Сu2S розчиняється.
Осад 2 Розчин 2
HgS, S Cu2+
3. Виявлення Сu2+. Розчин 2 відокремлюють від осаду 2 і виявляють іон Cu2+ за допомогою K4[Fe(CN)6] чи дією аміаку.
4. Виявлення Hg2+. Осад 2 промивають гарячою водою, а потім обробляють 2 М HCl в суміші з декількома краплями 3%-вого розчину Н2О2. При розчиненні HgS утворюється HgCl42-. Розчин нагрівають до завершення розкладу Н2О2, потім охолоджують і виявляють Hg(ІІ) дією SnCl2, а крім того, KI в присутності NH4+ в лужному середовищі (методом Неслера).
5. Відокремлення Zn2+ від Ni2+, Co2+ i Cd2+. Розчин 1 нагрівають у фарфоровій чашці до повного виділення H2S, що контролюють за допомогою фільтрувального паперу, змоченого розчином Pb(CH3COO)2. Після цього до розчину 1 додають надлишок лугу. У розчині залишається іон тетрагідроксоцинкату.
Осад 3 Розчин 3
Ni(OH)2, Co(OH)2, Cd(OH)2 Zn(OH)42-
6. Виявлення Zn2+. Розчин 3 підкислюють ацетатною кислотою (3-5 кр.) і додають розчин (NH4)2[Hg(SCN)4]. Утворення білого кристалічного осаду засвідчує про наявність Zn2+.
7. Виявлення Ni2+, Co2+ i Cd2+. Осад 3 промивають дистилятом і розчиняють у розведеній HCl. Одержаний розчин використовують для виявлення Ni2+, Co2+ i Cd2+ порційним способом: Ni2+ – дією диметилгліоксиму, Co2+ – за допомогою 1-нітрозо-2-нафтолу, а також дією KNO2 чи KSCN ( в присутності ацетону), а Cd2+ – за допомогою K[BiI4]. Виявити Cd2+ можна також за утворенням CdS. Для цього відбирають частину розчину, одержаного при розчиненні осаду 3, регулюють середовище до 0,3 М за HCl і насичують H2S або додають розчин Na2S. За наявності Cd2+ випадає жовтий осад CdS.
5.4.11. Аналіз суміші катіонів першої – третьої аналітичних груп
Попередні дослідження
Попередні дослідження об’єкта аналізу виконують згідно з 5.3.14. За потреби готують розчин для аналізу достатнього об’єму і окремо аналізують нерозчинні сульфати (5.3.14). Порційним способом у підготовленому розчині попередньо виявляють NH4+, Fe2+, Fe3+, Mn2+ i Cr3+. Надалі розділяють катіони другої та третьої груп, як описано нижче, і продовжують їхнє виявлення, використовуючи систематичний спосіб аналізу, як описано в 5.3.14, 5.3.15 і 5.4.10.
Попереднє виявлення іонів NH4+, Fe2+, Fe3+, Mn2+ i Cr3+
1. Виявлення NH4+. 2-3 кр. досліджуваного розчину вносять у "газову" камеру, додають достатню кількість розчину лугу, контролюючи кислотність середовища за універсальним індикаторним папером. Цього особливо треба дотримуватись, аналізуючи кислий розчин. У разі наявності NH4+ фенолфталеїновий папірець в атмосфері "газової" камери стає малиново-червоним. Якщо при дії лугу не утворюються забарвлені гідроксиди, то NH4+ можна виявляти також методом Неслера.
2. Виявлення Fe2+. У пробірку поміщають 2-3 кр. досліджуваного розчину, додають 2-3 кр. розчину фериціаніду калію. Утворення темно-синього осаду свідчить про наявність іонів Fe2+.
3. Виявлення Fe3+. У пробірку поміщають 2-3 кр. досліджуваного розчину, додають таку саму кількість розчину фероціаніду калію. Поява синього осаду свідчить про наявність іонів Fe3+ у розчині.
4. Виявлення Mn2+. До однієї краплі досліджуваного розчину у пробірці добавляють 3-5 кр. 6 М розчину HNO3 і вносять порошок бісмутату натрію NaBiO3. За 2-3 хв з’являється малинове забарвлення MnO4-.
5. Виявлення Сr3+. У центрифужну пробірку відбирають 3-5 кр. досліджуваного розчину. Лугом або H2SO4 створюють слабкокисле середовище і, нагріваючи, додають розчин KMnO4, щоб окиснити Сr3+ до Cr2O72-.
2Cr3+ + 2MnO4- + 3H2O = Cr2O72- + 2MnO2↓ + 6H+.
Осад MnO2 центрифугують, а розчин переносять в іншу пробірку, охолоджують, дають 0,5 мл ефіру і одну краплю 3%-вого розчину Н2О2. Утворюється пероксихроматна кислота, яка забарвлює шар ефіру в синій колір.
Розділення катіонів груп
Для розділення катіонів груп використовують (NH4)2HPO4 і значний надлишок розчину NH3. Одержують осад фосфатів катіонів другої групи, який відокремлюють від розчину, що містить катіони першої групи й аміакати катіонів третьої групи.
1. Окиснення Fe2+ до Fe3+. Відбирають у центрифужну пробірку 10-15 кр. досліджуваного розчину, додають 2-3 кр. концентрованої HNO3, перемішують і нагрівають.
2. Відокремлення катіонів другої групи від катіонів третьої і першої груп. Якщо попередні дослідження показали, що є Сr3+, а іонів Fe2+, Fe3+ немає, то в досліджуваний розчин вносять 3-5 кр. розчину Fe3+. Потім підготовлений розчин катіонів першої–третьої груп вливають у пробірку з подвійною за об’ємом кількістю 20%-вого розчину NH3, краплями додають 1 М розчин (NH4)2HPO4 і перемішують. Осад фосфатів відокремлюють центрифугуванням.
Осад 1 Розчин 1
Ba3(PO4)2, Ca3(PO4)2, [Co(NH3)4]2+, [Ni(NH3)4]2+,
Sr3(PO4)2,MgNH4PO4, [Cu(NH3)4]2+, [Zn(NH3)4]2+,
MnNH4PO4, AlPO4, [Cd(NH3)4]2+, [Hg(NH3)4]2+,
CrPO4,FePO4, BiPO4 K+, Na+, NH3, PO43-, HPO42-.
Аналіз розчину 1 (аміакатів катіонів третьої групи) виконують за 5.4.10, осад фосфатів катіонів другої групи аналізують так, як описано в 5.3.14. Катіони першої групи виявляють з окремої порції досліджуваного розчину.