Аналитические реакции и способы их выполнения
Анализируемые вещества могут находиться в различных агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном). Соответственно этому и качественные аналитические реакции могут быть выполнены „сухим” или „мокрым” путем. Анализ сухим путем осуществляют с помощью таких приемов, как проба на окрашивание пламени, получение цветных стекол („перлов”) и рассмотрение металлических “корольков”. Эти приемы называют пирохимическими (от греч. „пир” - огонь). При выполнении окрашивания в пламени пробы, исследуемое вещество на петле платиновой (или нихромовой) проволочки вносят в бесцветное пламя горелки. По характерной окраске пламени узнают о присутствии того или иного элемента. Например, натрий окрашивает пламя в ярко желтый цвет , калий- в фиолетовый, медь и бор - в ярко-зелёный, свинец и мышьяк – в бледно-голубой. Окрашенные стекла, или перлы, приготовляют сплавлением исследуемого вещества с бурой Na2B407•10H2O (или с гидрофосфатом натрия-аммония NaNH4HPO4•4Н2О) в ушке платиновой проволочки над пламенем. Окраска перла указывает на присутствие того или иного металла. Например, хром окрашивает перл буры в зеленый цвет, кобальт - в синий, марганец - в фиолетовый. Металлические корольки получаются при прокаливании анализируемых минералов на древесном угле с помощью паяльной трубки. По внешнему виду их также можно судить о составе испытуемого материала. Анализ „сухим” путем используют главным образом в полевых условиях для качественного или полуколичественного исследования минералов и руд. В лабораторных условиях обычно применяют анализ „мокрым” путем, который основан на реакциях в растворах. Естественно, что при этом исследуемое вещество должно быть сначала переведено в раствор. Если оно не растворяется в дистиллированной воде, то используют уксусную, соляную, азотную и другие кислоты. Химически взаимодействуя с кислотами, анализируемое вещество (соль, гидроксид или оксид) превращается в легко растворимое соединение:
СаСО3 + 2НСН3СОО = Са (СНзСОО)2 + Н2О + СО2 Аl(ОН)3 + 3НСl = АIСl3 + 3Н2О, СuО + 2НNО3 = Сu(NО3)2 + Н2О В полученном растворе обнаруживают те или иные ионы. Не все химические реакции пригодны для качественного анализа. Аналитическими являются только те реакции, которые сопровождаются каким-нибудь внешним эффектом, позволяющим установить, что химический процесс происходит: выпадением или растворением осадка, изменением окраски анализируемого раствора, выделением газообразных веществ.
Кислотно-основные реакции СН3СОО- + Н3О+ ↔ СН3СООН(г.) + Н2О Выделение свободной уксусной кислоты (обозначение г. — газ) при добавлении сильной кислоты (например, соляной или серной) используется для обнаружения ацетат-ионов. Партнером ацетат-иона в этой реакции является ион водорода, существующий в воде и гидратированной форме, формулу которой записывают обычно как Н3О+ (правильнее было бы записывать (H2O)4H+ или H9O4+). Аналогичным образом (по выделению свободного аммиака при действии сильных щелочей, например гидроксида натрия) можно обнаружить и ион аммония:
NH++ОН↔NH3(г.)
Реакции комплексообразования
AgCl + 2NH3↔ [Ag(NHg)2]2+ + 2Сl- Растворение малорастворимого хлорида серебра (см. ниже, «реакции осаждения») при действии аммиака происходит вследствие образования диаминного комплекса серебра. Cu(H2O)42+ + 4NH3 ↔ [Cu(NH3)4J2+ + 4H2O
В гидратированном ионе Cu2+ происходит обмен молекул воды на молекулы аммиака с образованием интенсивно окрашенного синего аммиаката меди. Используются также реакции комплексообразования с органическими реагентами 8-оксихинолином, ализарином S и др.
Реакции осаждения Ag+ + Сl- ↔ AgCl (тв.) Ионы Ag+ (или Сl-) осаждаются в виде малорастворимого хлорида серебра (о его растворении см. выше). Вa2+ + SO42- ↔BaSO4(тв.) Ионы Ba2+ (или SO42-) осаждаются в виде малорастворимого сульфата бария.
Реакции полимеризации Многие вещества в водных растворах способны образовывать димеры или полимеры линейного или циклического строения. Простейшим примером может служить димеризация хромат-иона с образованием бихромат-иона, сопровождающаяся изменением желтой окраски на оранжевую:
CrO42- + ↔ HCrO4- 2HCrO4- ↔ Cr2O72- + H2O (Cr2O72- = [O3Cr-O-CrO3]2-) Еще одной важной в аналитическом отношении реакцией является взаимодействие ионов двух различных типов с образованием смешанного полимерного соединения, так называемого гетерополисоединения. Примером может служить взаимодействие молибдат- и фосфат-ионов:
12MoO42--+ H2PO4- + 22H+ → [PO4(MoO3)12]3- +12H2O (12-молибдофосфат-ион)
Эта реакция применяется для обнаружения фосфат-иона по образованию желтого осадка гетерополисоединения.
Окислительно-восстановительные реакции Эти реакции связаны с переносом электронов и могут протекать в различных формах. 1. Простой обмен электронами:
Ce4+ + Fe2+ ↔ Ce3+ + Fe3+ 2. Гетерогенные реакции между ионами в растворе и твердыми веществами:
Cu2+ + Fe (тв.) ↔ Cu(тв.) + Fe2+ 3. Реакции диспропорционирования: 2Cu+ ↔ Cu2+ + Cu(тв.) 4. Реакции компропорционирования (синпропорционирования): IO3- + 5I- + 6H+ ↔ 3I2 + 3H2O
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2258)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |