Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Лабораторна робота № 4 ( 2 години)
Тема Дія групового реагенту і якісні реакції катіонів третьої аналітичної групи
1 Мета Вивчити хімізм та методику виконання якісних реакцій катіонів третьої аналітичної групи - Ba2+, Са2+, придбати навики хімічного експерименту.
2 Матеріальне забезпечення
2.1 Пробирки
2.2 Штатив для пробирок
2.3 Промивалка з дистильованою водою
2.4 Тримач для пробирок
2.5 Спиртовка
2.6 Скляна паличка
2.7 Кршиталізатор
2.8 Центрифуга електрична
2.9 Витяжна шафа
2.10 Водяна баня
2.11 Амоніаку хлорид, C(e) = 0,5 моль/дм3 NH4Cl
2.12 Амоніак розведений, C(e) = 2 моль/дм3 NH4OH
2.13 Натрія гідроксид, С(е) = 2 моль/дм3 NaOH
2.14 Натрія карбонат, С(е) = 2 моль/дм3 Na2CO3
2.15 Кальцію хлорид, С(е)= 2 моль/дм3 CaCl
2.16 Кислота нітратна, С(е) = 2 моль/дм3 HNO3
2.17 Кислота хлоридна, С(е) = 2 моль/дм3 HCl
2.18 Кислота сульфатна, С(е) = 2 моль/дм3 H2SO4
2.19 Кислота оцтова, С(е) = 2 моль/дм3 CH3COOH
2.20 Амоніаку оксалат, C(e) = 0,5 моль/дм3 (NH4)2C2O4
2.21 Амоніаку карбонат, C(e)= 0,5 моль/дм3 (NH4)2CO3
2.22 Барія хлорид, C(e) = 2 моль/дм3 BaCl2
2.23 Калія дихромат, C(e)= 0,5 моль/дм3 K2Cr2O7
2.24 Етанол, W = 96 % C2H5OH
3 Теоретичне обгрунтування
До третьої аналітичної групи відносяться катіони Ba2+, Са2+. Дані хімічні елементи знаходяться в другій групі періодичної системи Д.І. Менделєєва. Хімічна активність їх зростає від кальція до барія. Іони цих елементів безбарвні. Іон SO42- з катіонами Ba2+, Са2+ утворює осади, а з катіонами інших аналітичних груп (крім Pl2+) осаду не дає. Тому розведена сірчана кислота H2SO4 є груповим реагентом.
Солі, утворені сильними кислотами і сильними основами, практично не піддаються гідролізу.
Оскільки добуток розчинності CaSO4 9,1 * 10-6, то осадження іонів Са2+ розведеною H2SO4 проходить не повністю. Щоб не “втратити” катіон Са2+ при аналізі, необхідно проводити перевірочні реакції на Са2+ після осадження катіонів третьої групи груповим реагентом
З підвищення температури розчинність солей BaSO4, CaSO4 змінюється мало. Розчинність сульфатів зменшується від Са2+, Sr2+ до Ba2+.
Карбонат натрію (або амоніаку) осаджує з нейтральних розчинів катіони Ba2+, Са2+,Sr2+ у вигляді білих карбонатів, які добре розчиняються в мінеральних кислотах.
4 Хід роботи
4.1.1 Дія групового реагенту H2SO4
Сульфатна кислота і розчинні сульфати утворюють з іонами Ba2+ білий дрібнокристаличний осад BaSO4, який практично не розчиняється у воді, розведених кислотах і лугах, так як утворений сильними електролітами.
BaCl2 + Н2SO4 BaSO4 + 2НCl
Виконання досліду
В пробірку налити 3-4 краплі хлориду барію BaCl2 і додайте стільки ж розчину H2SO4 . Перевірте розчинність осаду в нітратній та хлоридних кислотах. Запишіть спостереження та зробіть висновки. Складіть рівняння хімічних реакцій в молекулярному та йонному вигляді.
4.1.2 Дія хромату K2CrO4 і дихромату K 2Cr 2O7
Хромат калія K2CrO4 дає з катіоном Ba2+ жовтий осад хромату барію ВаCrO4, який не розчиняється в оцтовій кислоті
BaCl2 + K2CrO4 BaCrO4 + 2KCl
Дихромат калію з іонами Ва2+уторює жовтий осад хромату барію. Утворення хромату можно пояснити тим, що в розчині К2Cr2O7 крім іонів Cr2O72-, в результаті реакції гідролізу утворюються іони СrO42- , а ДР BaCrO4 < ДР BaCr2O7 .
Сr2O72-- +НОН 2СrO42- + 2Н+
Хромат барію гірше розчиняється, ніж дихромат барію, саме тому в осад випадає BaCrO4, а не BaCr2O7
K2Cr 2O7 + 2BaCl2 + Н2О 2BaCrO4 + 2КСl + 2НCl
Виконання досліду
В пробирку з 3-4 краплями розчину хлориду барію BaCl2 додати 3 краплі розчину дихромату калію K2Cr2O7 і нагріти на водяній бані. Катіони Ba2+ і Sr2+ також утворюють жовті осади з дихроматом калію, але він розчиняється в оцтовій кислоті, тому цю реакцію можна використовувати для відділення їонів Ba2+ від іонів Са2+. Запишіть рівняння реакцій в молекулярному та йонному вигляді. Запишіть спостереження та зробіть висновки.
Умови проведення досліду
- Реакція проводиться в нейтральному або слабкокислому середовищі.
- В присутності Са2+ і Sr2+ рекакцію проводять в оцтокислому середовищі при рН=3-5
- Утворенню осадів сприяє нагрівання.
4.1.3 Дія оксалату амоніаку (NH4)2C2O4
Оксалат амонію (NH4)2C2O4 утворює з солями барію осад білого кольору ВаС2О4, який добре розчиняється в хлоридній і нітратній кислотах, а при кип’ятінні - в оцтовій.
ВаСl2 + (NH4)2C2O4 = ВаС2О4 + 2NH4Cl
Виконання досліду
До 3-5 крапель розчину ВaCl2 долити стільки ж розчину (NH4)2C2O4 і спостерігайте випадання осаду ВаС2О4. Осад перевірте на розчинність в HNO3, HСl і при кип’ятінні - в оцтовій. Запишіть відповідні рівняння реакцій та зробіть висновки.
4.2 Якісні реакції катіону Са2+
4.2.1 Дія групового реагенту - сульфатної кислоти Н2SO4
Сульфатна кислота і розчинні сульфати осаджують катіон Са2+ тільки з концентрованих розчинів солей кальцію, утворюючи білий осад сульфату кальцію
СаСl2 + Н2SO4 = СаSO4 + 2HCl
Сульфат кальцію легше розчиняється в кислотах, ніж сульфат барію. Сульфат кальцію розчиняється в сульфаті амонію з утворенням комплексної солі:
СаSO4 + (NH4)2SO4 = (NH4)2Ca(SO4)2
Виконання досліду
До 3-5 крапель розчину хлориду кальцію СаCl2 додати стільки ж розчину сульфатної кислоти. Вміст пробирки нагрійте.Осад перевірте на розчинність в сульфаті амоніаку (NH4)2SO4. Запишіть рівняння хімічних реакцій в молекулярному та йонному вигляді, зробіть висновки.
4.2.2 Дія оксалату амонію (NH4)2C2O4
Оксалат амонію (NH4)2C2O4 утворює з катіоном Са2+ білий кристаличний осад, який розчиняється в мінеральних кислотах, але не розчиняється в оцтовій кислоті.
СаСl2 +(NH4)2C2O4 = СаС2О4 + 2NH4Cl
Виконання досліду
До 3-5 крапель розчину солі CaCl2 додати стільки ж розчину (NH4)2C2O4. При цьому спостерігається випадання білого кристаличного осаду СаС2О4. Осад досліджують на розчинність в оцтовій та мінеральних кислотах.Складіть відповідні рівняння хімічних реакцій в молекулярному та йонному вигляді, запишіть спостереження та зробіть висновки.
5 Контрольні запитання
5.1. Схарактеризуйте дію групового реагента на катіони тртьої аналітичної групи.
5.2. Користуючись довідковою літературою, поясніть , чому сульфат барію не розчиняється в кислотах і лугах.
5.3 Порівняйте добуток розчинності (ДР) сульфатів кальцію і барію та визначте, який йон осаджується більш повно?
5.4 Складіть хід аналізу для суміші катіонів Ba2+, Са2+.
5.5 Вкажіть процес, на якому основано відділення катіону Ba2+ від Са2+. Складіть відповідні рівняння хімічних реакцій.
5.6 Дайте визначення ДР і поясніть його сутність.
5.7 Схарактеризуйте умови утворення осадів.
5.8 Поясніть, чому груповим реагентом на третю групу катіонів є сульфатна кислота?
5.9 Вкажіть, на який катіон третьої аналітичної групи відомі специфічні реакції.
5.10 Чому при дії на катіон Ba2+ дихроматом калія в осад випадає хромат барія, а не дихромат? Відповідь обґрунтуйте.
6 Література
6.1 Логинов Н.Я. и др. Аналитическая химия. М.“Просвещение”, 1983 г, стр.123-129.
6.2. Гурвич Я.А.,Шапиро С.А.,Аналитическая химия. М.“Высшая школа”,1973,стр. 53-66
6.3. Романова Н.В.,Основи аналітичної хімії, К:“Радянська школа”, 1983 р, стр. 58-65