Порядок выполнения работы.

5.1. Разделение ионов Fe³⁺ и Мg²⁺.

Различие растворимости гидроксида железа и гидроксида магния (II) можно исполь- зовать для их разделения. Разделение произойдет, если в растворе будет создана такая кон-

центрация ионов-осадителей ( OH - ), при которой достигается ПР      , но еще не достиг-

3

Fe(OH )

нуто

ПР       _. При этом в процессе осаждения концентрация иона-осадителя ( OH - ) не

Mg (OH )2

должна существенно изменяться. Для этой цели можно использовать буферный раствор, в

котором концентрация OH - ионов достаточна для осаждения Fe(ОН)₃, но недостаточна для

осаждения Мg(ОН)₂. При этом емкость буферного раствора должна быть такой, чтобы рас-

ход OH - -ионов на осаждение не привел к большому изменению их концентрации в рас-

творе. Покажем расчетом интервал рН раствора, в котором возможно отделение Fe³⁺ от Мg²⁺. Для этого рассчитаем рН практически полного осаждения Fe³⁺ и рН начала осажде- ния Мg²⁺ из растворов с определенной концентрацией Fe³⁺ и Мg²⁺.

В справочнике находим значения произведений растворимости (ПР) гидроксидов же- леза и магния:

3

ПРFe(OH)

ПРMg(OH)

= 6.3 ×10-39 ,

2

= 6.0 ×10-10 .

Исходные концентрации солей железа и магния равны 0.5М. При сливании равных объемов солей, их концентрации уменьшатся вдвое и станут равными 0.25М.

Осаждение Fe³⁺ можно считать полным, если его остаточная концентрация в растворе не превышает 10^-6М.

Fe(ОН)₃Û

3

ПР Fe(OH ) =

Откуда s =

[OH - ]= s =

рОН=

рН=

 

При рН=     ионы Fe³⁺ будут в осадке в виде Fe(ОН)_3.

Рассчитаем, будет ли при этом осаждаться ион Мg²⁺. Мg(ОН)2Û

2

ПР Mg (OH) =

Откуда s =

[OH - ]= s =

рОН=

рН=

Расчеты показали, что при    > рН > можно отделить железо (III) от магния (II).

Какой буферный раствор можно использовать для этой цели?

1. NH₄OH + NH₄Cl

2. СН₃СООН + СН₃СООNа

3. NаНСО₃ + Nа₂СО₃

С₁=С₂

При выборе буферной   смеси нужно учесть возможность протекания побочных реакций осаждения. Какую концентрацию компонентов буферной смеси нужно осадить,

 

чтобы емкость ее была достаточной для поддержания постоянного значения рН в процессе осаждения железа (III).

 

5.1.1. Приготовление буферной смеси.

Приготовить аммиачную буферную смесь (NH₄OH + NH₄Cl) из исходных растворов

NH₄OH 1М и NH₄Cl 1М.

Вычислить рН и емкость буферного раствора (смеси), если при приготовлении ис- пользовали одинаковые объемы компонентов смеси. Проверить рН по индикаторной бума- ге.

Наблюдения:                                                                                                                      

Расчеты:                                                                                                                            

 

5.1.2. Разделение ионов.

В пробирку поместить 2 капли соли Fe(NO₃)₃ и 3 капли соли Mg(NO₃)₂. Измерить рН и довести его до 7, прибавляя по каплям раствор NH₄OH. После доведения рН прибавить 6 капель буферного раствора, отцентрифугировать осадок. Центрифугат разделить на две части. В одной проверить рН полноту осаждения Fe³⁺ реакцией с NH₄CNS. Из другой про- бирки каплю раствора поместить на предметное стекло, прибавить одну каплю воды и одну каплю (NH₄)₂НРО₄. Подсушить над плиткой и рассмотреть кристаллы под микроскопом. К оставшемуся раствору прилить 1-2 капли воды и 1 каплю (NH₄)₂НРО₄.

Уравнения реакций:

6. Контрольные вопросы.

6.1. Что называется буферными системами?

6.2. На чем основан принцип действия буферных растворов?

6.3. Что такое буферная емкость?

6.4. Применение буферных растворов в аналитической практике.

Вывод:

Дополнения и исправления:

Зачтено                   

Дата