Лабораторная работа № 8.

Тема:  «ЧАСТНЫЕ РЕАКЦИИ АНИОНОВ

I, II, III АНАЛИТИЧЕСКИХ ГРУПП».

Типовая задача деятельности:

Разработать и обосновать новые методы по внедрению новых технологий.

Отработать практические навыки и углубить теоретические знания по

частным реакциям анионов I, II, III аналитических групп. Отработать приёмы работы с химическим оборудованием и реактивами.

Материально-техническое обеспечение занятия:

штатив с пробирками, стеклянные палочки, пробиркодержатели, горелка, спички, сухой спирт, пробирка с газоотводной трубкой, фильтровальная бумага, воронки. Реактивы: раствор йода, известковая вода, сульфат натрия (Na2SO4), азотная кислота (HNO3), перманганат калия (KMnO4), сульфит натрия (Na2SO3), карбонат натрия (Na2CO3), нитрат серебра (AgNO3), соляная кислота (HCl), хлорид натрия (NaCl),  сульфид натрия (Na2S), ацетат свинца ((CH3COO)2Pb), нитрат натрия (NaNO3), концентрированный раствор сульфата железа (II), серная кислота (H2SO4), нитрит натрия (NaNO2), хлорид бария(BaCl2).

Техника безопасности:

в химической лаборатории необходимо соблюдать осторожность, поддерживать порядок и чистоту. Следует выполнять только те опыты, которые предусмотрены заданием.  

В кабинете химии ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

1. Есть, пить, пробовать вещества на вкус.

2. Брать вещества руками.

3. Самовольно сливать и смешивать реактивы.

4. Оставлять открытыми ёмкости с веществами.

5. Выливать или высыпать реактивы в раковину.

Межпредметная связь: неорганическая химия, технологический контроль в общественном питании, основы экологии.

Перечень заданий:

1.  Частные реакции анионов I аналитической группы.
2.  Частные реакции анионов II аналитической группы.
3.  Частные реакции анионов III аналитической группы.

4.   Вопросы для самоконтроля.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ:

Анионы по элементарному составу сложнее, чем катионы, но анализ осуществляется проще, так как они не мешают открытию друг друга. Особое значение имеют реакции с катионами бария и серебра, с которыми они образуют малорастворимые соли. Катион Ba2+ образует малорастворимые соли со следующими анионами: карбонат-ион СО32- , сульфит-ион SO32-, сульфат-ион SO42- и т. д.

Катион серебра образует малорастворимые соли со следующими анионами: хлорид-ион Cl- , бромид-ион Br-, йодид-ион I-, сульфид-ион S2-.

КЛАССИФИКАЦИЯ АНИОНОВ

Группа

Анионы

Групповой реактив

Характеристика

группы

I

SO42-, SO32-,

СО32-, S2O32-,

РО43-, CrO42-,

C2O42-, B4O72-.

BaCl2 в нейтральном слабощелочном р-ре.

BaSO4; BaSO3; BaS2O3;

BaCO3 нерастворимы в воде, но растворяются в разбавленных  кислотах (исключение составляет

BaSO4).

II

Cl- , S2-, I-, Br-,

SCN-.

AgNO3 в присутствии

HNO3.

AgCl; Ag2S нерастворимы в воде и в

разбавленной азотной кислоте.

III

NO2-; NO3-,

CH3COO-.

___

Ba(NO2)2; Ba(NO3)2; AgNO3; AgNO2

растворимы в воде.

В основу  классификации анионов положено различие растворимости солей бария и серебра.

Групповые реактивы используются не для отделения группы, а для обнаружения групп ионов. В случае отсутствия какой-либо группы это значительно облегчает работу. В большинстве случаев анионы открываются дробным методом, т. е. в отдельных порциях исследуемого раствора. Необходимо внимательно отнестись к предварительным испытаниям, например, к рН среды. Если среда кислая, то раствор не может содержать анионов СО32-, т. к. образуется угольная кислота, которая разлагается на воду и углекислый газ; если раствор не имеет запаха, то отсутствуют анионы SO32-, SO42-.

Соляная кислота – сильный электролит HCl → H+ + Cl-. Образует нормальные соли – хлориды. Все хлориды растворимы в воде, за исключением AgCl, PbCl2. Ионы Cl- бесцветны.

Нитрат серебра с ионами Cl- образует белый творожистый осадок хлорида серебра, хорошо растворимый в нашатырном спирте. При подкислении азотной кислотой аммиачного раствора хлорида серебра вновь выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра. Это свойство солей серебра используется для открытия анионов Cl-:

NaCl + AgNO3  = NaNO3 + AgCl↓

Cl- + Ag+ = AgCl↓

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

Задание №1

Частные реакции анионов I аналитической группы.

1.  Реакция сульфит-иона SO32-.

а) К 2-3 мл раствора сульфита натрия прилить столько же хлорида бария,

образовавшийся осадок испытать на растворимость в соляной и азотной кислотах.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнение в молекулярном и ионном виде:

Na2SO3 + BaCl2 =

        ________________________________________________________________________________  

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

б) К 2-3 мл раствора сульфита натрия прилить 1-2 мл соляной кислоты и 2-3 капли раствора йода.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Расставьте коэффициенты и составьте электронный баланс данной реакции:

 Na2SO3 + I2 +  HCl +  Н2О→   H2SO4 +   HI +   NaCl

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

       ________________________________________________________________________________

1.2Реакция сульфат-иона SO42-.

а) К 2-3 мл раствора сульфата натрия прилить столько же раствора хлорида бария, образовавшийся осадок разделить на две части и испытать на растворимость в соляной кислоте и щёлочи.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнение в молекулярном и ионном виде:

Na2SO4 + BaCl2 →

        ________________________________________________________________________________  

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

1.  Реакции карбонат-иона  СО32-.

а) К 2-3 мл раствора карбоната натрия прилить столько же хлорида бария.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнение в молекулярном и ионном виде:

Na2СO3 + BaCl2 →

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

б) В пробирку с газоотводной трубкой прилить 5-6 мл раствора карбоната натрия и столько же раствора соляной кислоты. Быстро закрыть пробирку пробкой с газоотводной трубкой и конец трубки опустить в пробирку с известковой водой

((СаОН)2).

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнение в молекулярном и ионном виде:

Na2СO3 + НCl →

        ________________________________________________________________________________  

        ________________________________________________________________________________

     ______________________________________________________________________________________

____________________________________________________________

Задание №2

Частные реакции анионов II аналитической группы.

2.1.  Реакции хлорид-иона Cl-.

а) К 2-3 каплям раствора хлорида натрия прилить столько же раствора нитрата серебра. Осадок отделить центрифугированием. К осадку добавить нашатырный спирт до полного растворения. В полученном растворе открыть анионы Cl- действием 3-5 капель раствора азотной кислоты.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнения в молекулярном и ионном виде:

NaCl + AgNO3  →

AgCl +  NH4OH →

       _____________________________________________________________________

       _____________________________________________________________________

2.2. Реакции сульфид - иона S2-.

а) К 2-3 мл раствора сульфида натрия прилить столько же раствора нитрата серебра. К  образовавшемуся осадку прилить немного нашатырного спирта смесь нагреть.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнения в молекулярном и ионном виде:

Na2S+   AgNO3 →  

Ag2S +  HNO3 →   

б) Смочить полоску фильтровальной бумаги раствором ацетата свинца. В пробирку прилить 2-3 капли раствора соли сульфида натрия и 3-4 капли соляной кислоты. Пробирку накрыть подготовленной полоской фильтровальной бумаги и слегка нагреть.  

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Запишите уравнения в молекулярном и ионном виде:

Na2S +  HCI →  

H2S+  (CH3COO)2Pb →  

Эта реакция используется для определения сероводорода в мясных п/ф и солёной рыбе.

Задание № 3

Частные реакции анионов III аналитической группы.

3.1. Реакции нитрат-ионов NO3-.

а) В пробирку прилить 2-3 капли раствора нитрата натрия (калия), 3-4 капли концентрированного раствора сульфата железа(II). Затем осторожно по стенке пробирки добавить концентрированную серную кислоту.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Расставьте коэффициенты и составьте электронный баланс данной реакции:

NaNO3 +  FeSO4 +  H2SO4 →  Fe2(SO4)3 +  Na2SO4 +  NO↑ +  H2O

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

        ________________________________________________________________________________

        _________________________________________________________________________________

Реакции нитрит-ионов NO2-.

В пробирку прилить 3-4 капли раствора соли нитрита натрия, раствор подкислить серной кислотой. Затем к смеси добавить по каплям раствор перманганата калия.

•  Запишите ваши наблюдения:

•  Расставьте коэффициенты и составьте электронный баланс данной реакции:

NaNO2+  KMnO4 +  H2SO4 →   NaNO3+  MnSO4+  K2SO4 +  H2O

Задание № 4

Вопросы для самоконтроля.

1. Что лежит в основе разделения анионов на группы и чем каждая из них характеризуется?

2. Чем, существенно анализ анионов отличается от анализа катионов, какую роль здесь играют групповые реактивы?

3. Как открывается анион SO42- в присутствии анионов I группы?

Подтвердить уравнениями реакций.

4. Как открывается анион СО32- в присутствии аниона SO32-?

Подтвердить уравнениями реакций.

5. составьте схему хода анализа смеси ионов CL- CO32- NO2- Br- SO32- напишите уравнения реакций разделения и открытия ионов.

ВЫВОД:

ПОСЛЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТ ДОЛЖЕН:

ЗНАТЬ:

•  Правила техники безопасности.
•  Общую характеристику анионов I, II, III аналитических групп; групповые реактивы.
•  Частные реакции анионов.

 УМЕТЬ:

•  Пользоваться химическими реактивами, химической посудой.
•  Выполнять опыты и делать соответствующие выводы.