Заттың химиялық құрамы мен құрылысын анықтау әдістері жөніндегі ғылым. Аналитикалық химия сандық және сапалық анализден тұрады



бет44/51
Дата16.04.2020
өлшемі9,86 Mb.
#62755
1   ...   40   41   42   43   44   45   46   47   ...   51
Байланысты:
аналит.каз 2018


5. Сульфид-иондармен реакциясы

Sn2+ ионы күкіртсутек (H2S) немесе сульфид-ио­ндарымен өзара әрекеттесіп қоңыр түсті SnS тұнбасын түзеді:



Sn2+ + H2S ↔ SnS↓ + 2Н+, ЕКSnS = 2,5· 10-27

Sn (IV) иондарының реакциялары

  1. Сілтілермен (NaOH немесе КОН) реакциясы

Сілті ерітіндісімен қалайы (IV) ақ түсті іркілдек тұнба Sn(OH)4↓ түзеді:

[SnCl6]2 + 4ОН- ↔ Sn(OH)4↓ + 6Сl, .

Sn(OH)4↓ тұнбасы сілтінің артық мөлшерінде ерімтал:

Sn(OH)4↓ + 2ОН- → [Sn(OH)6]2-.

Қалайы (IV) гидроксиді біраз тұрғанда немесе қыздырғанда дегидратталып метақалайы қышқылына H2SnO3 айналады:

Sn(OH)4↓ ↔ H4SnO4↓ ↔ H2SnO3↓ + H2O.

Н2SnОз қышқылда да сілтіде де ерімейді. Топтық реагент (6М NaOH артық + Н2О2, 3%) Sn (IV) қосылыстарына әсер еткенде келесі өзгерістер жүреді:




NaOH




NaOH арт.




[SnCl6]2-




Sn(OH)4




[Sn(OH)6]2-

Бұл реакцияларды жүйелік талдауда IV аналитикалық топтың катиондарын бөліп алуда қолданады.

Хлорсутек қышқылын қосқанда комплексті ион бұзылып Sn(ОН)4↓тұнбасы түзіледі:



[Sn(OH)6]2- + 2Н+ → Sn(OH)4↓ + Н2О.

НС1-ын қосуды жалғастырғанда Sn(ОН)4тұнбасы еріп, Sn (IV) хлорокомплексін түзеді:

Sn(OH)4↓ + 4Н+ + 6Сl- → [SnCl6]2- + 4Н2О.

Гексогидроксостанат (IV)-ионы сулы ерітіндіде гидролизденеді. Қыздырғанда және NH4CI кристалын қосқанда [Sn(OH)6]2- және NH4+ иондарының гидролизінің салдарынан ерітіндінің гидролизі күшейіп, реакция аяғына дейін жүреді, нәтижесінде Sn(OH)4 тұнбасы түзіледі:

[Sn(OH)6]2- + 2Н2О ↔ H2[Sn(OH)6] + 2ОН-,

2NH4+ + 2Н2О ↔ 2NH3 ·H2O + 2Н+,

2ОН- + 2Н+ ↔ 2Н2О.


Алынған қышқыл тұрақсыз, сондықтан ыдырап кетеді:

H2[Sn(OH)6] → Sn(OH)4 + 2Н2О.

Қорытынды теңдеу:

[Sn(OH)6]2- + 2NH4+ ↔ Sn(OH)4↓ + 2NH3 ·H2O.

[Sn(OH)6]2—ионының бұл қасиеті жүйелік талдау жолында IV аналитикалық топ катиондарын басқа СгО42-, AsO43- және [Zn(OH)4]2—иондарынан, ажырату үшін қолданылады.

2. Аммиакпен реакциясы

Sn (IV) аммиак ерітіндісімен ақ іркілдек Sn(OH)4↓ тұнбасын түзеді:



[SnCl6]2- + 4NH3 ·H2O ↔ Sn(OH)4↓ + 4NH4+ + 6Сl-.

3. Карбонаттармен (Na2CO3 немесе К2СО3) реакциясы

Sn (IV) қосылыстары натрий карбонаты немесе калий карбонаты ерітіндісімен әрекеттесіп Sn(OH)4↓ ақ тұнбасын түзеді. ([SnCl6]2- және СОз2- иондарының өзара гидролизінің күшеюі Sn(OH)4↓ ақ тұнбасының түзілуіне алып келеді:



[SnCl6]2- + 2СО32- + 2Н2О → Sn(OH)4↓ + 2СО2↑ + 6Сl-.

4. Металдық темірмен реакциясы

Sn (IV) байланысы металдық темірмен Sn2+-ионына дейін тотықсызданады:



[SnCl6]2- + 2e- ↔ Sn2+ + 6Сl-

Fe0 - 2e- ↔ Fe2+



1

1





[SnCl6]2- + Fe → Sn2+ + 6Сl- + Fe2+

Бұл реакцияны IV аналитикалық топ катиондарының қоспасын жүйелік талдау жолында қолданады, сол сияқты топтық реагенттің әсерінен кейін қалайы ең жоғарғы тотығудың дәрежесінде ауысады. Анықтау алдында оны Sn2+ ионына дейін тотықсыздандырады.

5. Күкіртсутекпен H2S реакциясы

Sn (IV) қосылысы қышқылды ортада (2М НСl ерітіндісі) күкіртсутекпен әрекеттесіп қалайы (IV) сульфидінің сары тұнбасын түзеді:



[SnCl6]2- + 2H2S ↔ SnS2↓ + 4Н+ + 6Сl-.


Мышьяк (III) және (V )иондарының реакциялары

Мышьяк периодтық жүйенің V қосымша тобының элементі болғандықтан оның бейметалдық қасиеті айқын байқалады.



Мышьяк (III) және мышьяк (V) қосылыстары сулы ерітіндінің рН-на байланысты әртүрлі формада болады. Оның оттекті қосылыстары HAsO2 (метамышьяк қышқылы), H3AsO3 (ортомышьякты қышқылы) және H3AsO4 (ортомышьяк қышқылы) әлсіз амфотерлі қасиетке ие болады. Мысалы, негіздің диссоциациялану константасы  және қышқылдың диссоциациялану константасын  салыстыру бұл қосылысқа қышқылдық қасиет тән екендігін көрсетеді. HAsO2 және H3AsO4 қосылыстарының қышқылдық қасиеттері басым болып келеді.

Мышьяк (III) және мышьяк (V) катиондары қышқылдық ортада ғана As3+ және As5+ иондары түрінде болады, ал әлсіз қышқылдық ерітінділерде HAsO2, H3ASO3 және H3AsO4 түрінде, бейтарап және сілтілік ортада - AsO33- (арсенит-ион) және AsO43- (арсенат-ион) аниондары түрінде болады. Мышьяктың (III) және (V) иондарын қышқылдық ортада As3+ және As5+ катиондар түрінде анықтайды, ал оксоаниондарды AsO33- және AsO43- бейтарап және сілтілік ортада анықтайды.



Мышьяктың барлық қосылыстары улы!

1. Күкіртсутекпен H2S реакциясы.

Арсениттер ерітіндісінде мышьяк (III) қосылысы қышқылдық ортада HAsO2 түрінде, ал күшті қышқылдық ортада - As3+ түрінде болады:



HAsO2 + 3Н+ ↔ As3+ + 2Н2О.

Күкіртсутек немесе Na2S ерітіндісі күшті қышқыл ерітінділерде As3+ катионымен As2S3 сары тұнбасын түзеді:

2As3+ + 3H2S ↔ As2S3 ↓ + 6Н+.

Қорытынды теңдеу сипатталады:

2HAsO2 + 3H2S ↔ As2S3↓ + 4Н2О, 

Тұнба сілтілерде (NaOH және КОН) және концентрлі хлорсутек қышқылында ерімейді, бірақ аммиак ерітіндісінде тио- және оксоаниондар түзе отырып ериді:

As2S3↓ + 6NH3 ·H2O → AsO33- + AsS33- + 6NH4+ + 3H2O.

Арсенаттардың хлорсутек қышқылы қосылған ерітіндісіне H2S немесе Na2S ерітіндісімен әсер етсе As2S5 тұнбасын түзеді:

2As5+ + 5H2S ↔ As2S5↓ + 10Н+.

Сонымен бірге қышқылдық ортада күкіртсутек мышьяк (V) қосылысын мышьяк (Ш)-ке дейін тотықсыздандырады, сол кезде бос күкірт тұнбаға түседі:

H2AsO4- + 3Н+ + 2е-↔ HAsO2 + 2Н2О

H2S - 2е- + ↔ S↓ + 2Н+



1

1


H2AsO4+ + H2S → HАsO2 + S↓ + 2Н2О




Одан әрі күкіртсутекпен әсре еткенде As2S3 тұнбасы түзіледі.

Қорытынды теңдеу:

4H2AsO4- + 9H2S+ 6Н+ → As2S3↓ + S↓ + 16Н2О + As2S5.

As2S5 тұнбасы хлорсутек қышқылында ерімтал емес, бірақ аммиак ерітіндісінде ериді:

4As2S5↓. + 24NH3·H2O ↔ 5AsO43- + 3AsS43- + 24NH4+ + 12H2O.

2. As (III) және As (V) ті арсинге (AsH3) дейін тотықсыздандыру

Металдық мырыш қышқылдық ортада As (III) және As(V)- ті газ тәрізді арсинге AsH3 дейін тотықсыздандыру теңдеуілері:



H3AsO3 + 6H+ + 6e- — AsH3↑ + 3H2O

Zn° -2е- — Zn2+



1

3





H3AsO3 + 3Zn° + 6H+ → AsH3↑ + 3Zn2+ + 3H2O




H3AsO4 + 8H+ +8e- ↔ AsH3↑ + 4H2O

Zn° -2e- ↔ Zn2+



1

4


H3AsO4 + 4Zn° + 8H+ → AsH3↑ + 4Zn2+ + 4H2O




AsH3↑ түзілгенін AgNO3 ерітіндісіне салып алынган сүзгі қағаздың қараюына байланысты анықтайды, нәтижесінде ұсақ дисперсті металдық күміс түзіледі:



Ag+ +e- ↔ Ag↓

AsH3↑ + 3Н2О -6е- AsO33- + 9Н+



6

1





6Ag+ + AsH3↑ + 3H2O → AsO33- + 6Ag↓ + 9H+

As(III) анықтауға Sb(III) және Sb(V) иондары кедергі жасайды, себебі олар да мышьяк қосылыстары сияқты тотықсыздандарып SbH3↑ газын түзеді, ол AsH3 сияқты AgNO3-мен әрекеттеседі.

Сурьма қосылыстары қатысында As(III) және As(V)-ті сілтілік ортада активті металдар А1, Zn-пен тотықсыздандырады, сол кезде мышьяк қосылыстары AsH3 түзеді де, сурьма бос күйге ауысады. Түзілген AsH3-ті HgCl2 ерітіндісіне салып алынган сүзгі қағаздың көмегімен анықтауға болады, осы кезде қызылсары және сары түс пайда болады (мышьяктың мөлшеріне байланысты болады, Зангер-Блек реакциясы):



AsH3 + [HgCl2] → AsH2HgCl + Н+ + Сl-,

AsH3 + 2[HgCl2] → AsH(HgCl)2 + 2Н+ + 2С1-,

AsH3 + 3[HgCl2] → As(HgCl)3 + 3H+ + 3Сl-,

AsH3 + As(HgCl)3 → As2Hg3 + 3H+ +3Сl-.



Бұл реакцияларды IV аналититикалық топ катиондарын жүйелік жолмен талдауда мышьяк иондарын анықтау үшін талдауда қолданады.

3. As (III), As (V) иондарын металдық мышьякқа дейін тотықсыздандыру

Қышқылды ортада мышьяк (III) және (V) қосылыстары қыздырғанда қалайы (II) хлоридінің (SnCl2), фосфорлы қышқылдың (Н3РО2) және оның тұздарының (NaH2PO2) қатысында металдық мышьякқа дейін тотықсызданады. Тотықсыздандырғыш ретінде фосфорлы қышқылдың натрий тұзын — натрий гипофосфитін (NaH2PO2) қолданады ( Буго-Тиле реакциясы):



H2PO2- + H+ ↔ H3PO2




H3PO2 -2e- ↔ H3PO3 + 2H+

AsO33-+3e- + 6H+ ↔ As↓ + 3H2O



3

2





3H3PO2 + 2AsO33- + 6H+ → 2As↓ + 3H3PO3 + 3H2O



H3PO2 + H2O-2e- ↔ H3PO3 + 2H+

H3AsO4 + 5H++5e- ↔ As↓ + 4H2O



5

2





3РО2 + 2H3AsO4 → 2As↓ + 5Н3РО3 + 3Н2О

Түзілетін мышьякты қоңыр тұнбаның пайда болуына немесе ерітіндінің қоңыр түске айналуына байланысты анықтайды.

Қоспа құрамындағы мышьякты анықтау барысында ерітіндіге диэтил эфирін қосып, араластырады. Фазалардың бөліну шекарасында сұр қабат пайда болады. Берілген реакция дәрілік препараттарда мышьякты идентификациялау үшін фармацевтикалық анализде қолданылады, сонымен бірге құрамында сурьма, висмут, сынап, күміс бар қоспа препаратынан мышьякты анықтау үшін қолданылады.

4.Топтық реагентпен (6М NaOH артық мөлшері + 3%H2O2) реакциясы

Сілтілік ортада мышьяктың (V) қосылысы (жоғарғы тотығу дәрежесі) оксоанион - AsO43-түрінде кездеседі, сондықтан ол сілтінің артық мөлшерімен және сутек пероксиді ерітіндісімен әрекеттеспейді.

Сілтілік ортада АsОз3- оксоанион Н2О2-мен арсенат-ионына дейін тотығады:


AsO33- + 2OH--2e- ↔ AsO43- + H2O

H2O2 +2e- ↔ 2OH-

1

1





AsО33- + H2O2 → AsO43- + H2O

Келтірілген реакциялардан басқа AsO33- және AsO43- -иондарын анықтайтын басқа бірқатар реакциялар бар, олар аниондарды талдау жолында қарастырылатын болады.


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   40   41   42   43   44   45   46   47   ...   51




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет