Приведенная ниже классификация анионов основана на различной растворимости солей бария и серебра соответствующих кислот (табл.7.1).
I группа
II группа
III группа
§1. Первая группа анионов
Общая характеристика анионов первой группы.
К первой группе относятся анионы серной, фосфорной, угольной, кремневой и других кислот. Для изучения реакций лучше брать соли соответствующих анионов с катионами щелочных металлов, таких как натрия и калия.
Действие группового реагента.
Групповой реагент – хлорид бария ВаСl2 с анионами SO , PO , CO образует осадки белого цвета BaSO4, малорастворимые в воде, но легко растворяяющихся в минеральных кислотах (за исключением BaSO4). BaCO3 растворим в кислотах с выделением углекислого газа СО2. Соли Ва3(РО4)2 или ВаНРО4 растворимы в кислотах без выделения газов.
Опыт 1. Действие группового реагента хлорида бария ВаС l 2.
Выполнение опыта:
К небольшой порции раствора соли серной кислоты (сульфата натрия или калия) прилить немного раствора хлорида бария. Что наблюдается? Изучить отношение полученного осадка к кислотам (исключив серную кислоту). Составить молекулярное и молекулярно-ионные уравнения реакции получения осадка.
Лабораторная работа №6. Качественные реакции
Опыт 2. Действие группового реагента ВаС l 2.
Выполнение опыта:
К небольшому количеству соли, содержащей карбонат-ион, прилить немного раствора хлорида бария. Изучить отношение осадка к кислотам (исключая серную кислоту). Написать уравнения реакций получения осадка и его растворения.
Опыт 3. Действие группового реагента ВаС l 2.
Выполнение опыта:
К отдельной порции раствора соли фосфорной кислоты прилить немного раствора хлорида бария. Наблюдать образование белого осадка – фосфата бария. Изучить отношение его к кислотам (исключая серную). Написать молекулярные и молекулярно-ионные уравнения реакций образования осадка и его растворения.
Опыт 4. Действие молибденовой жидкости
Молибдат аммония (NH4)2MoO4 в азотной кислоте (молибденовая жидкость), прибавленный в избытке, образует с ионами РО4 3- характерный лимонно-желтый кристаллический осадок фосформолибдата аммония:
Выполняя реакцию, действуют избытком реактива, так как осадок растворяется в гидрофосфате натрия.
Реакция с молибденовокислым аммонием является характерной реакцией для фосфат-иона.
Выполнение опыта:
Налить в пробирку 1-2 мл молибденовой жидкости и нагреть, затем по каплям добавить раствор соли фосфорной кислоты. Что наблюдается?
§2. Вторая группа анионов
Общая характеристика анионов второй группы.
Вторая группа анионов объединяет хлорид-ион Cl , бромид-ион Br , иодид-ион J , сульфид-ион S 2- и некоторые другие анионы, серебряные соли которых не растворимы в воде и в разбавленной азотной кислоте. Ко второй группе анионов относятся анионы хлора, брома, йода и другие.
Действие группового реагента.
Групповым реагентом для группы является нитрат серебра AgNО3 в присутствии разбавленной азотной кислоты, который с анионом Cl — образует осадок белого цвета, с анионом Br и J осадки светло-желтого цвета.
Качественные реакции на анионы
Хлорид серебра AgCl легко растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения – хлорида диаминсеребра (I).
Бромид серебра AgBr мало растворяется в NH4OH, а йодид серебра AgI не растворим в NH4OH.
Работа 6. Качественные реакции второй группы анионов
Опыт 1. Действие группового реагента AgN О3.
Выполнение опыта:
К небольшому количеству раствора соли, содержащей хлорид-ион, прилить 1-2 мл раствора нитрата серебра. Наблюдать образование белого творожистого осадка хлорида серебра, темнеющего на свету.
Жидкость над осадком слить, добавить избыток гидроксида аммония и хорошо встряхнуть. Наблюдать растворение осадка.
Составить молекулярные и молекулярно-ионные уравнения реакций образования AgCl и его растворения.
Опыт 2. Действие группового реагента AgNO 3.
Выполнение опыта:
К небольшому количеству раствора соли йодида (KJ или NaJ) прилить 1-2 мл нитрата серебра, образуется желтый осадок йодида серебра, нерастворимый в гидроксиде аммония.
Написать уравнение реакции образования осадка в молекулярном и молекулярно-ионном видах.
Опыт 3. Действие хлорной воды ( Cl 2 ).
Хлорная вода легко вытесняет свободный йод из йодида:
Реакцию проводят в растворе подкисленном серной кислотой, так как в щелочной среде окраска йода обесцвечивается:
Хлорную воду прибавляют по каплям, так как избыток ее окисляет получившийся йод до йодноватистой кислоты:
При одновременном присутствии J — и Br — хлорная вода сначала окисляет J — .
Выполнение опыта:
В пробирку налить около 1 мл соли йодида (KJ или NaJ) и около 0, 5 мл бензола, подкислить раствор 2н H2SO4, по каплям прилить хлорной воды и осторожно встряхнуть или перемешать стеклянной палочкой. Так как растворимость йода в бензоле выше, чем в воде, йод, вытесненный хлором, переходит в бензольный слой, окрашивая его в фиолетовый цвет. Наблюдать окрашивание бензольного слоя в розово-фиолетовый цвет.
Записать молекулярно-ионное уравнение реакции.
Третья группа анионов
Общая характеристика анионов третьей группы.
К третьей группе анионов относятся анионы азотной, азотистой и других кислот. Группового реагента у этой группы анионов нет.
Опыт 1. Реакция с сульфатом железа ( II ) FeS О4.
Сульфат железа (II) окисляется азотной кислотой с выделением оксида азота (II). Реакция происходит в присутствии концентрированной серной кислоты:
Оксид азота образует с сульфатом железа (II) комплексное соединение бурого цвета:
Выполнение опыта:
Для выполнения реакции в пробирку налить немного раствора сульфата железа (II) и столько же соли азотной кислоты (NaNО3 или KNO3). Затем осторожно! , по стенке пробирки, чтобы жидкости не смешивались, добавить 2-3 капли концентрированной серной кислоты. На границе жидкостей образуется бурое кольцо комплексной соли [Fe(NO)]SO4.
Анионы Br — и I — мешают этой реакции. Они образуют сходные по окраске кольца, а анион NO2 — также образует кольцо только с более разбавленной серной кислотой.
Опыт 2. Реакция с иодидом калия (натрия) KJ, NaJ.
Выполнение опыта:
К отдельной порции раствора, содержащего нитрит-ион, прилить растворы разбавленной серной кислоты, крахмала и йодида калия (или натрия). Наблюдать интенсивно синее окрашивание раствора и выделение газа, реакция идет быстро.
Составить молекулярно-ионное уравнение реакции.
Контрольные вопросы
1. На чем основана классификация анионов?
2. Какие ионы относят к первой группе анионов?
3. Как действует групповой реагент на анионы первой группы?
4. Какая аналитическая реакция является характерной для аниона РО ?
5. Как действует групповой реагент на анионы второй группы?
6. Как действует свободный хлор на ионы брома Br — и йода J — ? В какой цвет окрашивается бензольное кольцо?
7. Какие анионы относят к третьей аналитической группе?
8. Есть ли групповой реагент у этой группы анионов?
9. При помощи какого реактива можно открыть нитрат-ион?
10. Какой аналитической реакцией можно обнаружить нитрит-ион?
Источник: lektsia.com
Лабораторная работа № 2
Оснащение опыта: Пробирки, растворы калий хлорида, натрий бромида, калий иодида, серебро (I) нитрата, водный аммиак.
Серебро (I) нитрат образует осадки со всеми галогенид-ионами, кроме фторид-ионов.
Методика проведения опыта: Внесите в три пробирки по 5-6 капель растворов солей, содержащих Clˉ, Brˉ, Iˉ, и добавьте к ним по 2-3 капли раствора AgNO3. Отметьте цвет выпавших осадков. Сравните значение КS образовавшихся галогенидов и сделайте вывод о том, какой из них является наиболее растворимым, а какой – наименее.
В пробирки с осадками AgCl, AgBr и AgI добавьте избыток раствора аммиака. Что наблюдается? Объясните, почему осадок серебро (I) хлорида хорошо растворяется в избытке реактива с образованием комплексного аммиаката:
серебро (I) бромид растворяется в аммиаке в незначительной степени:
а серебро (I) иодид практически не растворяется, даже при большом избытке NH4OH.
ФОРМА ОТЧЕТА:
1. Напишите молекулярные и молекулярно-ионные уравнения взаимодействия калий хлорида, натрий бромида, калий иодида с серебро (I) нитратом. Укажите аналитические эффекты выполненных реакций.
2. Напишите уравнения реакций взаимодействия серебро (I) хлорида и серебро (I) бромида с избытком водного аммиака. Сделайте вывод о растворимости серебро (I) галогенидов в воде и аммиаке.
Лабораторная работа № 3
Условия образования осадка труднорастворимого электролита
магний карбоната
Оснащение опыта: пробирки, мерные цилиндры, химические стаканы, растворы магний сульфата и натрий карбоната с молярными концентрациями 0,5 моль/л и 0,005 моль/л.
Осадки труднорастворимых электролитов (солей, оснований или кислот) выпадают из насыщенных или пересыщенных растворов. Осадок не формируется только из ненасыщенного раствора.
В насыщенном растворе [A + ]·[B‾] = Ks,
В пересыщенном растворе [A + ]·[B‾] > Ks,
В ненасыщенном растворе [A+]·[B‾] < Ks,
где Ks – константа растворимости труднорастворимого электролита.
Чем меньше Ks, тем ниже растворимость и легче формируется осадок труднорастворимого вещества.
Методика проведения опыта: Получите у лаборанта растворы магний сульфата и натрий карбоната с концентрацией 0,5 моль/л. Рассчитайте произведение концентраций ионов Mg 2+ и СO3 2 ‾ в растворе, полученном при сливании равных объемов данных растворов. Сравните полученный результат со значением константы растворимости MgCO3 и сделайте вывод о характере приготовленного раствора (ненасыщенный, насыщенный или пересыщенный).
Внесите в пробирку 5 мл 0,5 М раствора магний сульфата и добавьте 5 мл 0,5 М раствора натрий карбоната. Что наблюдаете? Отметьте цвет выпавшего осадка. Сделайте вывод о соответствии теории и эксперимента.
Выполните соответствующий расчет и сделайте вывод о возможности выпадения осадка MgCO3 при сливании равных объемом 0,005 М растворов указанных солей. Внесите в пробирку по 5 мл 0,005 М растворов магний сульфата и натрий карбоната. Что наблюдаете?
ФОРМА ОТЧЕТА:
1. Напишите молекулярное и молекулярно-ионное уравнение взаимодействия магний сульфата и натрий карбоната. Отметьте цвет выпавшего осадка.
2. Приведите расчеты произведения концентраций ионов Mg 2+ и CO3 2 ‾ в растворах, полученных при сливании равных объемов исходных и разбавленных растворов MgSO4 и Na2CO3. Сделайте вывод о характере приготовленных растворов и возможности формирования из них осадка труднорастворимого MgCO3. Совпадают ли теоретические расчеты с экспериментальными данными?
5. вопросы для самоконтроля знаний:
5.1 Растворы, растворимость, термодинамика растворения.
5.2 Растворимость газов в воде. Влияние температуры, давления и растворенных электролитов на растворимость газов. Сравнение растворимости газов в воде и плазме крови. Условия возникновения кессонной болезни.
5.3 Растворимость жидкостей друг в друге. Закон распределения Нернста-Шилова как теоретическая основа экстракции.
5.4 Растворимость твердых веществ в воде. Гетерогенное равновесие «труднорастворимый электролит–его ионы в насыщенном растворе». Константа растворимости. Условия формирования осадка труднорастворимого электролита. Гетерогенные равновесия при образовании костной ткани и появлении конкрементов при мочекаменной болезни.
Задача 1:
Рассчитайте концентрацию катионов тяжелых металлов в их насыщенных растворах в моль/л и г/л при температуре 298 K?
Ответ: 1,05·10‾ 6 моль/л; 1,13·10‾ 4 г/л;
9,1·10‾ 9 моль/л; 9,83·10‾ 7 г/л;
3,2·10‾ 5 моль/л; 4,38·10‾ 3 г/л;
5,0·10‾ 14 моль/л; 1,04·10‾ 4 г/л.
Задача 2:
К раствору AgNO3 с молярной концентрацией 0,005 M добавили равный объем раствора KNO2 с молярной концентрацией 0,001 M. Выпадет ли осадок труднорастворимой соли AgNO2 из приготовленного раствора? KS(AgNO2) = 1,6·10 −4 .
Ответ: осадок не выпадает.
Задача 3:
Рассчитайте растворимость BaSO4 (в г/л) в воде, если известно, что константа растворимости данной соли составляет 1,1·10 −10 . Сравните ее растворимость в воде и в растворе Na2SO4.
Ответ: 2,45·10‾ 3 г/л
Задача 4: Щавелевая кислота H2С2O4 – это ядовитое вещество, присутствующее во многих растениях, включая шпинат. Кальций оксалат является труднорастворимой солью (KS = 3,0·10‾ 9 при 25°C), являющейся одним из компонентов почечных конкрементов, образующихся в почках при мочекаменной болезни. Рассчитайте: (a) растворимость CaC2O4 в воде (моль/л и г/л), (б) молярные концентрации катионов кальция и оксалат-ионов в насыщенном растворе данной соли.
Ответ: а) 5,5·10‾ 5 моль/л; 7,04·10‾ 3 г/л;
б) 5,5·10‾ 5 моль/л; 5,5·10‾ 5 г/л.
1. Конспект лекций;
2. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для мед. спец. вузов /Ю.А. Ершов, В.А. Попков, А.С.
Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. – М.: Высш. шк., 2005. – C. 42-66;
3. Ленский, А.С. Введение в бионеорганическую и биофизическую химию: Учебн. пособие для студ. мед. вузов /А.С. Ленский. − М.: Высш. шк, 1989. – C. 93-112.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
1. Суворов, А.В. Общая химия. /А.В. Суворов, А.Б. Никольский. – СПб: Химия, 1994. – C. 266-268.
Авторы: Зав. кафедрой, доцент, к.х.н. Лысенкова А.В., доцент, к.х.н. Филиппова В.А., ст. преподаватели Чернышева Л.В., Одинцова М.В., Довнар А.К., ассистенты Перминова Е.А., Прищепова И.В., Зыкова Е.Л.
Источник: studfile.net
В пробирки с осадками галогенидов серебра добавить избыток концентрированного раствора аммиака.
— Объяснить разную растворимость галогенидов серебра в аммиаке и в тиосульфате натрия, используя справочные значения произведений растворимости галогенидов серебра и констант нестойкости комплексных соединений — диаминсеребра(I) и дитиосульфатоаргентата(I)
— Какой реагент – раствор аммиака или тиосульфата натрия – может быть использован для разделения галогенидов серебра(I)
5.1. Хлорид-ион Cl —
Реакция с нитратом серебра:
К 2-3 каплям исследуемого раствора прилить азотной кислоты до рН=2, 2-3 капли нитрата серебра AgNO3. В присутствии хлорид — иона выпадает белый творожистый осадок AgCl. К осадку добавить 8-10 капель концентрированного раствора аммиака до его растворени. Полученный аммиакат серебра [Ag(NH3)2] + разделить на две пробирки. В первую прибавлять по каплям 2н HNO3 до рН
Мешают ионы S 2- и I — .
5.2. Иодид ион I —
Окисление нитритом натрия.
В пробирку прилить 3-4 капли исследуемого раствора, подкислить кислотой до рН2.
Выделяется свободный йод — раствор окрашивается в бурый цвет или выпадают кристаллы тёмно серого цвета:
Выделяющийся газ NO окисляется на воздухе до NO2 бурого цвета. Так как оксиды азота ядовиты, реакцию следует проводить в вытяжном шкафу.
Дата добавления: 2018-05-31 ; просмотров: 1309 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.net