А. Ерғалиева Аналитикалық химия Сапалық және сандық анализ
Иондарды аналитикалық топтарға бӨлу
жүктеу/скачать 3,62 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Топтың сипаттамасы
- Зертханалық жұмыс № 1
Иондарды аналитикалық топтарға бӨлуИондардың жіктелуіКөптеген аналитикалық реакциялар талғампаз жүрмейді, сондықтан біраз катиондарды басқа катиондар қатысында анықтау қиыншылықтар туғызады. Сапалық анализде реактивтерді белгілі бір ретпен қосу – жүйелеп анализдеу – үлкен орын алады. Осылайша анализдеу барысында катиондар топтық реактивтердің көмегімен аналитикалық топтарға бөлінеді. Катиондарды жіктеудің кең тараған екі түрі бар – олар: - күкіртті сутектік жіктеу (кесте 4); - қышқылдық-негіздік жіктеу (кесте 5). Күкіртті-сутектік жіктеуде негізгі топтық реактивтер күкіртті сутек, аммоний сульфиді, натрий сульфиді, аммоний карбонаты болады, ал қышқылдық негіздік жіктеуде - қышқылдар (НС1 мен Н2SО4) және сілтілер (NаОН мен NН4ОН). Күкіртті сутектік жіктеу әдісі осыдан 100 жылдай уақыт бұрын ұсынылған, Д.И.Менделеевтің периодтық жүйесімен тығыз байланысты. Қәзіргі уақытта күкіртті сутектік жіктеу әдісі сирек қолданылады. Себебі, күкіртті сутек - өте улы газ, гемоглобиннің оттекті тасымалдау функциясын тежейді. Ал катиондарды аналитикалық топтарға жіктеудің қышқылдық-негіздік әдісі жиі қолданылады. Қышқылдық-негіздік жіктеу әдісімен катиондарды анализдеу хлоридтер мен сульфаттардың суда түрліше ерігіштігіне және гидроксидтердің суда, сілтінің артық мөлшерінде және аммиактың судағы ертіндісінде түрліше еруіне негізделген. Кесте 4 Катиондардың сульфидтік жіктелуі
Кесте 5 Катиондардың қышқылдық-негіздік жіктелуі
2.2 Катиондардың сапалық реакциялары ■ Ұсынылып отырылған Әдістемелік нұсқауларда катиондарды қышқылдық-негіздік жіктеу Әдісі бойынша анализдеу жолы қарастырылады. 2.2.1 Катиондардың бірінші аналитикалық тобы (К+, Nа+, NН4+ катиондары) Топтың сипаттамасыБұл катиондардың барлығы да түссіз. Бірінші аналитикалық топ катиондарын түгелімен тұнбаға түсірететін топтық реактив жоқ, себебі бұл катиондардың тұздарының бәрі де суда жақсы ериді. Сілтімен әрекеттесуі нәтижесінде аммиактың бөлінуі NН4+ ионына ғана тән реакция. Осы реакция аммоний иондарын иондар қоспасынан анықтауға мүмкіндік береді, сондықтан NН4+ иондары катиондар қоспасынан сілтінің көмегімен бірінші болып анықталады. Бірінші топ катиондарының сапалық реакциялары Nа+ ионын анықтау Натрийдың тұздарының барлық дерлігі суда жақсы ериді. Ертінділері түссіз. Сол себептен Nа+ ионын анықтау үшін қолданылатын реактивтер саны аз. Уранил ацетатпен UО2(СН3СОО)2 реакциясы. Бұл реакция микрокристаллоскопиялық әдіспен ғана жүргізіледі. Реакцияны орындау жолы: Зат шынысына NаNО3 немесе NаС1 ертіндісінің бір тамшысын орналастырып құрғағанша абайлап кептіру
Жалынның боялуы. Натрийдың барлық тұздары түссіз жалынды қою сары түске бояйды. Бірақ бұл әдісті ертіндіде Nа+ иондарының барлығын дәлелдеу үшін үнемі қолданып керегі жоқ, себебі натрий ертіндіге ыдыстың шынысынан да түсуі мүмкін. Тек жалынның тұрақты түрде қою сары түске боялуы ғана ертіндіде натрий тұзы бар екендігі жөнінде қорытынды жасауға мүмкіндік береді. К+ ионын анықтау Калий тұздарының барлық дерлігі натрий тұздары секілді суда жақсы ериді. Натрийдің гидротартратымен реакциясы. Үш пробиркаға КС1 немесе КNО3 тұздарының 2-3 тамшысын құйыңыз. Осыдан кейін әрбір пробиркаға натрий гидротартратының NаНС4Н4О6 2 тамшысын қоссаңыз мына реакция жүреді: КСI + NаНС4Н4О6 = КНС4Н4О6 + NаСI Егер тұнба бірден түзілмесе пробирканың қабырғасын шыны таяқшамен абайлап қырыңыз. Нәтижесінде ақ түсті ұсақ кристалл тұнба түзіледі. Шыны таяқшамен біраз кристалл алып микроскоп арқылы бақылаңыз. Тұнбаның қасиеттері. Пробиркалардың біреуіне NаОН ертіндісінің тамшысын тамызып араластырыңыз. Тұнба еріп етеді, себебі шарап қышқылының суда жақсы еритін қос тұзы түзіледі КНС4Н4О6 + NаОН = КNаС4Н4О6 + Н2О Егер тұнба дұрыс ерімесе NаОН-тың тағы бір тамшысын қосыңыз. Келесі пробиркаға тұз қышқылының 1 тамшысын тамызыңыз. Тұнба еріп кетеді, себебі күшті қышқыл НС1 әлсіз шарап қышқылын ығыстырып шығарады: КНС4Н4О6 + НС1 = Н2С4Н4О6 + КС1 Үшінші пробирканы ыстық суға салып таяқшамен араластырса тұнба еріп кетеді. Пробирканы кран суы астында ұстап суытса, тұнба қайтадан пайда болады. Яғни калийдің гидротартратының тұнбасы сілтіде, қышқылда және ыстық суда ериді. Реакцияны орындау жағдайы. Бұл реакцияның жақсы шығу шарттары: - орта бейтарап болуы керек; - реакцияны орындау барысында ертіндіні суыту қажет.
2КNО3 + Nа3[Со(NО2)6] = К2Nа[Со(NО2)6]↓ + 2NаNО3 Аз ғана тұнбаны зат шынысына көшіріп микроскоп арқылы бақылаңыз. Пробиркалардың біреуіне НС1 қосып араластырыңыз. Тұнбаның біразы ериді. Екінші пробиркаға 2-3 тамшы NаОН қосыңыз. Сары түсті К2Nа[Со(NО2)6] кристалдарының орнына аморфты сары-сұр тұнба Со(ОН)3 түзіледі: К2Nа[Со(NО2)6] + 3NаОН = Со(ОН)3↓ + 4NаNО3 Тұнбаның қасиеттері. Тұнба минерал қышқылдардың артық мөлшерінде ериді, ал сілтілердің әсерінен ыдырайды. Реакцияны орындау жағдайы. Зерттелетін ертіндінің реакциясы бейтарап немесе әлсіз қышқылдық болуы керек. Реакцияны жүргізуге аммоний иондары кедергі жасайды, себебі NН4+ - иондары да натрийдің кобальтинитритімен сары түсті тұнба түзеді. Жалынның боялуы. Сымның ілмегіне ертіндінің 1 тамшысын немесе КСI болмаса КNО3 бірнеше кристалдарын орналастырып түссіз жалында ұстасаңыз, жалын солғын күлгін түске боялады. Солғын түс айқындала түседі, егер көк шыны немесе пленка арқылы қараса. NН4+ ионын анықтау Аммоний тұздары суда жақсы ериді. NН4+ ионының химиялық қасиеттері К+ иондарының қасиеттеріне ұқсас. Сілтілердің (NаОН немесе КОН) әсері. Аммоний тұздарына сілтілермен әсер етіп қыздырғанда бос күйінде аммиак бөлінеді. Пробиркаға 2-3 тамшы NН4С1 ертіндісін құйып үстіне 2 тамшы NаОН қосып су моншасында қыздырыңыз. Ұшып жатқан буда ылғал лакмус қағазын ұстасаңыз, индикатор көк түске боялады. Реакция теңдеуі: NН4С1 + NаОН = NаСI + Н2О + NН3 ↑ NН4+ ионын Несслер реактивімен анықтау. Аммоний ионына ең сезімтал реакция NН4+ ионын Несслер реактивімен ашу болып табылады. Несслер реактиві - сынаптың комплексті тұзының калийдің тетраиодмеркуриатының К2[НgI4] сілтідегі КОН ертіндісі болып табылады. Пробиркаға NН4С1 ертіндісінің 2-3 тамшысын құйып үстіне Несслер реактивінің 2-3 тамшысын қосыңыз. Сол сәтте сары қоңыр түсті тұнба түзіледі. Рекцияның теңдеуі: Нg NН4+ + 2К2[НgJ4] + 4КОН → О < > NН 2 J↓ + 7КJ + 3Н2О + К+ Нg меркураммонийдің иодиді Ертіндіде аммоний тұздары аз болса тұнба түзілмейді, тек ертінді сары түске боялады. Тұнбаның қасиеттері. Минералды қышқылдардың әсерінен тұнба ыдырайды. Реакцияны жүргізу жағдайы. Орта міндетті түрде сілтілік немесе бейтарап болуы керек. Сілтілермен түрлі-түске боялған гидроксидтер түзетін катиондар Fе3+, Fе2+, Сг3+, Со2+, Ni2+, Сu2+ кедергі жасайды. Аммоний тұздарының ұшқыштығы және тұрақсыздығы. Аммоний тұздары қыздырғанда, әсіресе қатты қыздырғанда сублимацияланады (қатты күйден бірден газ фазаға өтеді) және ыдырайды: NН4СІ ® NН3 + НСІ NН4NО3 ® N2О + 2Н2О (NН4)2SО4 ® 2NН3 + SО3 + Н2О немесе 3(NН4)2SО4 ® 2N2 + 4NН3 + 3SО2 + 6Н2О (NН4)2СО3 ® 2NН3 + СО2 + Н2О Аммоний тұздарының ұшқыштығын және оңай ыдырауға бейімділігін басқа иондарды аммоний ионынан бөліп алу үшін қолданады. Ол үшін ертіндіні буландырып құрғатады, содан кейін құрғақ қалдықты қатты қыздырады.
Бірінші аналитикалық топкатиондарының қоспасын анализдеуМақсат: К+, Nа+, NН4+ -иондарының сапалық реакцияларын жасап үйрену. К+, Nа+, NН4+ қоспасын анализдеуді игеру. 1. NН4+ионының бар-жоғын тексеру. Алдымен аммоний ионының бар-жоғы тексеріледі, себебі аммоний иондары К+ мен Nа+ иондарын ашуға кедергі жасайды.Пробиркаға 1-2 тамшы зерттелетін ертінді құйылады, үстіне 3-4 тамшы Несслер реактиві қосылады. Сары-қоңыр тұнбаның түзілуі немесе ертіндінің сары түске боялуы - қоспада аммоний тұздарының бар екендігінің көрсеткіші. Егер Несслер реактиві жоқ болса, NН4+ ионын сілтімен анықтауға болады. Ылғал қызыл лакмус қағазының көгеруі аммоний ионының бар екендігінің дәлелі болып табылады Анализді ары қарай жүргізу жолы аммоний ионының бар-жоғына байланысты Аммоний тұздары жоқ. Егер аммоний тұздары жоқ болса, ертіндіде Nа+ мен К+ иондарының бар-жоғын бірден тексеруге болады. 2. Nа+ ионының бар-жоғын тексеру. Пробиркаға зерттелетін ертіндінің 3-4 тамшысын құйып ортаның реакциясын индикатормен тексереді. Ол үшін шыны таяқшамен зерттелетін ертіндінің 1 тамшысын универсал индикатор қағазына тамызады. Егер ертінді қышқыл болса бейтарап реакцияға дейін тамшылап КОН қосады. Әрбір тамшы қосылған сайын ортаның реакциясын тексеріп отыру керек. Бейтарап реакцияға жеткеннен кейін 5 тамшы калийдің гексагидроксостибиатын қосып, кран суының ағынында пробирканың қабырғасын шыны таяқшамен қыра отыра суытады. Ақ кристалл тұнбаның түзілуі ертіндіде натрий иондарының бар екендігігің дәлелі болып табылады. 3. К+ ионының бар-жоғын тексеру. Пробиркаға зерттелетін ертіндінің 3 тамшысын құйып үстіне натрийдің гексанитритокобальтаты-(III)-ның 2-3 тамшысын тамызу керек. Сары тұнбаның түзілуі калий иондарының бар екендігінің дәлелі болып табылады. Аммоний тұздары бар. Егер аммоний тұздары бар болса, онда олардан құтылу керек, себебі аммоний иондары Nа+ мен К+ иондарын анықтауға кедергі жасайды. Ол үшін 1 мл анализденетін ертіндініні кішкене фарфор тостағанға құйып құрғақ қалдық қалғанша абайлап буландыру керек, осыдан кейін аммоний тұздарын ыдырату үшін қатты қыздыру керек. Ақ түтіннің бөлінуі тоқтағаннан кейін тостағанды суытып аздап дистилденген су қосу керек. Пробиркаға алынған ертіндінің 2 тамшысын орналастырып үстіне Несслер реактивінің 3-4 тамшысын қосу керек. Қызыл-қоңыр тұнбаның түзілмеуі, аммоний тұздарының толық ыдырағандығының белгісі болып табылады. Егер қызыл-қоңыр тұнба түзілсе, аммоний тұздары толық ыдырамаған. Бұл жағдайда ертіндіні тағы да құрғақ қалдық қалғанша буландырып қатты қыздыру қажет. Осы операция Несслер реактивімен тексеру аммоний тұздарының жоқ екендігін көрсеткенше жалғастырыла беріледі. Аммоний тұздары толық жойылғаннан кейін жоғарыда көрсетілген реакциялармен Nа+ мен К+ иондарының бар-жоғы тексеріледі. Әдебиет: 4 - Б. 42-47; 5 - Б. 276-280; 6 - Б. 120-130. Бақылау тапсырмалары: 1. Күшті қышқылдардың сұйық ертінділерінің сутектік көрсеткіші қандай формула бойынша есептеледі? 2. Күшті негіздердің (сілтілердің) сұйық ертінділерінің сутектік көрсеткіші қандай формула бойынша есептеледі? 3. Әлсіз қышқылдардың ертінділерінің сутектік көрсеткіші қандай формула бойынша есептеледі? 4. Әлсіз негіздердің ертінділерінің сутектік көрсеткіші қандай формула бойынша есептеледі? 5. 2н тұз қышқылының сутектік көрсеткішін есептеңіз. 6. 2н калий гидроксидінің сутектік көрсеткішін есептеңіз.
8. 2н аммоний гидроксидінің сутектік көрсеткішін есептеңіз. 2.2.2 Катиондардың үшінші аналитикалық тобы Топтың сипаттамасыҮшінші топқа сілтілік-жер металдарының катиондары Ва2+, Sr2+ и Са2+ жатады. Бұл катиондар түссіз катиондар. Бұл катиондардың галогенидтері, нитраттары және ацетаттары суда жақсы еритін тұздар. Гидроксидтері күшті электролиттер, суда біршама ериді, ең жақсы еритіні Ва(ОН)2. Суда ерігіштіктері мына қатарда төмендейді: Ва(ОН)2 > Sr(ОН)2 > Са(ОН)2. Барийдің, стронцийдің, кальцийдің сульфаттары суда нашар ериді, сондықтан топтық реактиві ретінде күкірт қышқылы қолданылады. Ерігіштігі ең төмені барий сульфаты, ерігіштігі жоғарысы – кальций сульфаты. Сондықтан үшінші топ катиондарының қоспасына күкірт қышқылымен әсер еткенде барий сульфаты ВаSО4 тұнбаға бірден түседі, тіпті сұйытылған ертіндіден де, стронций сульфатның SrSО4 тұнбасы біраз уақыт өткен соң түседі, кальций сүльфатының СаSО4 тұнбасы тек концентрлі ертінділерден түседі. СаSО4 тұнбасын тұнбаға түсіру ешқашанда толық жүрмейді. Кальций мен барий тұздары табиғатта кең тараған. Табиғи сулардың құрамындағы судың кермектігіне жауапты. Кальций жан-жануарлардың организміндегі негізгі структуралық элементтердің бірі болып табылады. Кальций сүйек құрамында болатын негізгі элемент, сонымен қатар тегіс бұлшық еттердің жиырылуы үшін нерв импульстерін беруге де қажет элемент болып табылады. Кальций қанның ұю процесіне қатысады. Кальций карбонаты қышқылдығы жоғарлаған топырақты ізбестеу үшін қолданылады. Кальций мен барий көптеген фармацевтік бұйымдардың құрамына кіреді. Кальций сульфатын (гипсті) суйек сынығына гипстік орама жасау үшін және тіс тазартатын ұнтақтар мен пасталар дайындау үшін қолданады. Кальцийдің глюканаты мен хлоридтерін аллергиядан емдеу үшін қолданады. Барий сульфатын асқазан мен ішектерді рентгендік тексеріс кезінде контраст зат ретінде қолданады. ВаSО4 рентген сәулерін өткізбейді. жүктеу/скачать 3,62 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
