Chemia ogólna - pum.edu.pl · 1 Chemia ogólna i nieorganiczna Analiza jakościowa kationów i...

1

Chemia ogólna

i nieorganiczna

Analiza jakościowa

kationów i anionów

Zakład Chemii Medycznej

Pomorskiego Uniwersytetu Medycznego

2

Chemia analityczna

Analiza klasyczna związków nieorganicznych analiza jakościowa analiza ilościowa

metody wagowe polegają na oznaczeniu zawartości składnika na podstawie masy strąconego osadu.

metody miareczkowe polegają na dodawaniu reagenta tak długo, aż całkowicie przereaguje z oznaczaną substancją.

Na podstawie ilości dodanego titranta obliczamy stężenie (zawartość) naszej substancji.

Analiza instrumentalna - do wykonania tych oznaczeń konieczny przyrząd. zajścia reakcji lub jej końca nie rejestrujemy za pomocą

naszych zmysłów, a wykorzystujemy urządzenia zdolne do pomiaru różnych zjawisk fizycznych lub fizykochemicznych.

Podstawy analizy jakościowej

W zależności od ilości badanej substancji, metody analizy jakościowej dzieli się na:

3

Wielkości charakteryzujące metodę analityczną

Czułość – obejmuje zakres stężeń, w którym dana metoda może być stosowana.

Pojęcie selektywność i specyficzności może odnosić się do odczynników, reakcji i metody analitycznej:

selektywność to zdolność do reagowania w określonych warunkach z określoną grupą jonów

specyficzność to zdolność do reagowania w określonych

warunkach z jednym jonem lub związkiem.

Reakcję przeprowadzoną za pomocą odczynnika selektywnego nazywa się reakcją selektywną a za pomocą odczynnika specyficznego – reakcją specyficzną.

4

Wielkości charakteryzujące metodę analityczną

Granica wykrywalności – najmniejsze stężenie lub ilość wykrywanego składnika w badanej próbce, przy którym można go jeszcze wykryć metodą z określonym prawdopodobieństwem

Parametrami określającymi liczbowo czułość reakcji są stężenie graniczne i minimum wykrywalne

Minimum wykrywalne to najmniejsza ilość substancji (wyrażona najczęściej w

μg), którą można wykryć za pomocą danej metody w ustalonych warunkach wykonania reakcji

Stężenie graniczne to najmniejsze stężenie substancji w roztworze, przy którym można ją jeszcze wykryć daną metodą. Określa się je stosunkiem masy substancji wykrywanej do masy (objętości) rozpuszczalnika.

Rozcieńczenie graniczne – odwrotność stężenia granicznego. Jest to stosunek

masy rozpuszczalnika do masy substancji wykrywanej.

5

Odczynniki w analizie chemicznej

specyficzne – w określonych warunkach dają reakcję tylko z danym jonem: pozwalają na wykrycie jonu w obecności innych jonów

selektywne – dają podobną reakcję z pewną ograniczoną grupą jonów

charakterystyczne – pozwalają wykryć jon wśród innych jonów grupy analitycznej

grupowe – wykazują zdolność wytrącania określonej kategorii jonów z roztworu w określonych warunkach; pozwalają na rozdzielenie jonów znajdujących się w roztworze na grupy analityczne

maskujące – łączą się z jonem ubocznym wiążąc go w dostatecznie trwałe kompleksy – wyłączają go od udziału w reakcjach („znika z roztworu”) lub znacznie zmniejszają jego stężenie

6

7

Podstawy analizy jakościowej Do badanego roztworu, zawierającego nieznane jony, wprowadza

się odczynniki powodujące: wytrącenie osadów rozpuszczenie osadów zmianę barwy roztworu wydzielenie gazu

pęcherzyki gazu widoczne w cieczy reakcyjnej wyczuwalny zapach gazu, np. amoniaku, wyczuwalny zapach substancji lotnej, np. kwasu octowego

Analiza jakościowa związków nieorganicznych składa się z dwóch oddzielnych działów: analizy kationów analizy anionów.

Cechy osadu - barwa

8

Cech

y os

adu

- bar

wa

9

Cechy osadu - barwa

10

11

Cechy osadu - barwa

barwa osadu: biały (bezbarwny) kolorowy

błękit błękit

Turnbulla pruski

trwała zmieniająca się pod wpływem światła

http://www.e-chemia.nazwa.pl/efektowna/?page_id=57

12

Cechy osadu

struktura osadu bezpostaciowy, np. Pb(OH)2

krystaliczny, np. PbJ2

galaretowaty, np. Cu(OH)2

ciężki, gruboziarnisty, łatwo sedymentujący lekki, tworzący względnie trwałą zawiesinę

13

Forma długa układu okresowego - pierwiastki zostały podzielone na grupy zgodnie z: budową elektronową właściwościami chemicznymi

gazy szlachetne

nie wchodzące w reakcje chemiczne.

niemetale

najbardziej elektroujemny - fluor. elektroujemność niemetali maleje od fluoru w lewo (w kierunku boru) i w dół

(w kierunku astatu). pierwiastki niemetaliczne (prócz gazów szlachetnych) tworzą aniony proste:

Cl-, Br-, S2-lub złożone:ClO3-, SO42-, PO4

3-

14


gazy szlachetne


metale - najliczniejsza grupa pierwiastków

najbardziej elektrododatni jest frans. właściwości elektrododatnie maleją na prawo i w górę od fransu metale tworzą kationy proste: Na+, Cu2+, lub kationy złożone:VO2+, UO2

2+, TaO2+

15


gazy szlachetne


pierwiastki amfoteryczne - na pograniczu między metalami i

niemetalami wykazują właściwości chemiczne metali i niemetali tworzą w roztworach, zależnie od warunków, kationy lub aniony, np.

As3+, AsO33-.

16

Metale dzielimy na trzy grupy:

metale grupy B położone między pierwiastkami Cu - Ge- Po - Au kationy metali grupy B mają 18-elektronowa warstwę zewnętrzną,

podpowłoki d tych kationów są zapełnione elektronami.

metale przejściowemetale przejściowe, które znajdują się w tablicy między metalami grupy A i grupy B.

metale przejściowe mają niezapełnioną elektronową podpowłokę d. (lantanowce i aktynowce mają także niezapełnioną podpowłokę f)

Odmienne rozmieszczenie elektronów w tych trzech grupach metali powoduje, że różnią się one właściwościami chemicznymi, w tym zdolnością tworzenia związków kompleksowych.

H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh

A Przejściowe Bmetale grupy A, do której należą:

litowce, berylowce glin

kationy metali grupy A mają zewnętrzną warstwę 8-elektronową (konfiguracja gazów szlachetnych).

17

Analiza jakościowa kationów

W analizie jakościowej kationy dzielimy na grupy analityczne.

Podstawą podziału są najczęściej reakcje strąceniowe, w których kationy reagują w określonych warunkach z wybranymi odczynnikami grupowymi.

Klasyczny podział według C.R. Freseniusa obejmuje 5 grup

Odczynniki grupowe stosuje się kolejno: rozcieńczony kwas solny siarkowodór w środowisku rozcieńczonego kwasu solnego jony siarczkowe w środowisku amoniakalnym węglan amonowy.

Wymienione odczynniki strącają z badanego roztworu kationy należące odpowiednio do grup I, II, III i IV.

W przesączu, po oddzieleniu osadu węglanów kationów grupy IV, pozostają kationy grupy V, których nie strąca żaden z czterech odczynników grupowych.

18

roztwór zawierający nieznane jony

osad: kationy I grupy

roztwór: kationy grup: II, III, IV, V

osad: kationy grupy II

roztwór: kationy grup:

III, IV, V

roztwór: kationy grup: IV, V

osad: kationy grupy III

osad: kationy grupy IV

roztwór: kationy grupy V

+ HCl

+H2S, H+

+Sx-, NH4OH

+(NH4)2CO3

„osad: kationy” - związki zawierające kationy grup

19

I grupa analityczna - grupa kwasu solnego odczynnik grupowy – kwas solny (jony chlorkowe w środowisku słabo kwaśnym) kationy, których chlorki są trudno rozpuszczalne w wodzie i słabych kwasach Ag, HgI, Pb, TlI, CuI, AuII

Uwaga! ołów umieszcza się zarówno w I, jak i II grupie. chlorek ołowiu(II) rozpuszcza się częściowo w wodzie. w przesączu osadu kationów I grupy, jest wystarczające stężenie jonów Pb2+, by pod działaniem siarkowodoru wytrącił się znacznie trudniej

rozpuszczalny od PbCl2 osad siarczku ołowiu(II) PbS

20

II grupa analityczna - grupa siarkowodoru

kationy chlorki są rozpuszczalne w wodzie siarczki nie rozpuszczają się w kwasach

kationy strącone przez siarkowodór z kwaśnego roztworu (ok. 0,3 N HCl, pH<=0,5)

kwasowość środowiska przy strącaniu II grupy kationów jest tak dobrana, żeby strącał się możliwie całkowicie siarczek kadmu, lecz aby nie zaczął się jeszcze strącać siarczek cynku.

21

II grupa analityczna - grupa siarkowodoru podgrupa IIA: HgII, Pb, Cu, Bi, Cd, Re, Rh, Pd, Ru, Os. trudnorozpuszczale siarczki nie rozpuszczają się w:

(poli)siarczku amonu, roztworach siarczków metali alkalicznych lub wodorotlenków alkalicznych

podgrupa IIB: As, Sb, Sn, Ge, Mo, W, AuIII, Ir, Pt. siarczki mają charakter kwasowy rozpuszczają się w

roztworach siarczków lub wodorotlenków metali alkalicznych tworząc kompleksy siarczkowe (siarkosole)

22

III grupa analityczna - grupa siarczku amonu

kationy:

chlorki rozpuszczają się w wodzie

siarczki:

rozpuszczają się w rozcieńczonych kwasach

nie rozpuszczają się w wodzie lub hydrolizują do wodorotlenków

kationy strącane przez jony siarczkowe z roztworów:

słabo kwaśnego,

obojętnego lub

słabo alkalicznego (pH ok.9)

w postaci siarczków lub wodorotlenków.

23

III grupa analityczna - grupa siarczku amonu

grupa IIIA - kationy strącane w postaci siarczków:

Zn, Ni, Co, Mn, Fe, Al, VIV, UIV, In, Ga.

grupa IIIB - kationy strącane w postaci wodorotlenków:

Al, Cr, Ti, Zr, Hf, Th, La i lantanowce, Sc, Y, Nb, Ta, Be.

24

IV grupa analityczna – grupa węglanu amonowego

kationy: siarczki i chlorki są dobrze

rozpuszczalne w wodzie węglany nie są rozpuszczalne

wodnych roztworach chlorku amonu

kationy strącane przez węglan amonowy z roztworu

obojętnego lub słabo alkaliczego (zawierającego

amoniak i chlorek amonowy)

w postaci trudno rozpuszczalnych

węglanów.

Do grupy tej należą: Ca, Sr, Ba, Ra

25

V grupa analityczna

metale, których kationy pozostają w roztworze po kolejnym oddzieleniu odczynnikami grupowymi kationów metali grup I-IV.

do grupy należą: Mg, K, Na, Li, Rb, Cs.

do V grupy metali zaliczamy jest również kation amonowy NH4

+ - właściwości analityczne są

zbliżone do właściwości kationu potasu.

26

Tioacetamid

Tioacetamid rozkłada się w roztworach wodnych z wytworzeniem jonów siarczkowych.

substancja krystaliczna, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Obojętne roztwory są trwałe w temperaturze pokojowej. Ogrzanie

roztworów powoduje szybki rozkład.

Tioacetamid przechodzi w formę tioenolową hydrolizuje Powstaje acetamid i siarkowodór

W środowisku kwaśnym hydroliza zachodzi w temperaturze pokojowej. Obniżenie pH roztworu i podwyższenie temperatury przyspieszają rozkład.

27

Grupowe reakcje kationów – reakcje z chlorkami

do badanego roztworu, zakwaszonego HNO3, dodaje się małymi porcjami kwas solny (1 – 2N)

Ag+ Ag+ + Cl- → ↓AgCl

osad AgCl: biały, serowaty, nierozpuszczalny w HNO3, fioletowiejący na powietrzu (fotochemiczna reakcja rozpadu na srebro i chlor), łatwo rozpuszczalny w amoniaku

↓AgCl + 2NH3 → [Ag(NH3)2]+ + Cl-

rozpuszczalny w tiosiarczanach:

↓AgCl + 2S2O32- → [Ag(S2O3)2]

3- + Cl- lekko rozpuszczalny w roztworach: stężonego HCl rozpuszczalnych chlorków (np. NaCl)

↓AgCl + Cl- → [AgCl2]-

28



Hg22+

Hg22+ + 2 Cl- → ↓ Hg2Cl2

osad Hg2Cl2 - kalomel: biały, nierozpuszczalny w rozcieńczonych kwasach, rozpuszczalny w gorącym, stężonym HNO3 i wodzie królewskiej oraz w mieszaninie H2SO4 i HCl – utlenia się do sublimatu HgCl2

↓ Hg2Cl2 + 2H2SO4 +2Cl- → 2HgCl2 + ↑SO2 + SO42- + 2H2O

łatwo rozpuszczalny w amoniaku

↓ Hg2Cl2 + 2NH3 → ↓Hg + NH4

+ + Cl- + ↓ Cl-Hg-NH2

metaliczna rtęć biały osad amidochlorku rtęci

29



Pb2+ Pb2+ + 2 Cl- → ↓ PbCl2

osad PbCl2: biały, wytrąca się na zimno, z niezbyt rozcieńczonych roztworów rozpuszczalny w gorącej wodzie, w stężonym HCl i stężonych roztworach chlorków alkalicznych tworząc kompleks chlorkowy:

↓ PbCl2 + 2Cl- → [PbCl4]2-

rozpadający się po rozcieńczeniu rozpuszczalny w mocnych zasadach (np. NaOH)

↓ PbCl2 + 4OH- → [Pb(OH)4]2- + 2Cl-

30

Grupowe reakcje kationów – reakcje z siarczkami w środowisku kwaśnym

nie rozpuszczają się w roztworach rozcieńczonych kwasów

siarczki powstają w kwaśnym środowisku

I i II grupa wg Freseniusa

mają mniejsze iloczyny rozpuszczalności

ze wzrostem iloczynów rozpuszczalności wzrasta pH roztworów, z których można je strącić

nie wytrącają się w środowisku rozcieńczonych kwasów mineralnych

siarczki powstają pod działaniem siarczku amonu lub tioacetamidu na obojętne roztwory

Metale tworzące trudno rozpuszczalne siarczki dzielimy na dwie grupy:

31

Grupowe reakcje kationów – reakcje z jonem siarczkowym w środowisku kwaśnym

Ag+ Ag+ + S- → ↓Ag2S

osad Ag2S czarny, nie rozpuszczalny w: rozcieńczonych kwasach mineralnych amoniaku roztworze tiosiarczanu rozpuszczalny w 2N HNO3 z wydzieleniem siarki

3Ag2S↓ + 2NO3- + 8H+ → 6Ag+ + 2NO + 3S↓ +4H2O

32


Pb2+

strącany ze słabo kwaśnych roztworów

powstaje

1. żółty dichlorek siarczku ołowiu Pb2SCl2 ↓

2. czarny siarczek PbS

rozpuszczalny w gorącym5% HCl

w trakcie rozpuszczania w HNO3 może przejść w biały

osad PbSO4

3 PbS↓ +8NO3- +8H+ → 3PbSO4↓ + 8NO ↑ + 4H2O

33


Cu2+

reakcja w kwaśnym środowisku czarny osad:

3Cu2+ + 3S2- → CuS↓ + Cu2S↓ + S↓ nierozpuszczalny w kwasach mineralnych roztworze siarczku alkalicznego rozpuszczalny w gorącym HNO3

roztworze wielosiarczku amonowego

34

Grupowe reakcje kationów – reakcje z jonem siarczkowym w środowisku amoniakalnym

wytrącanie z roztworu obojętnego kationów wszystkich metali z wyjątkiem metali alkalicznych i ziem alkalicznych.

odczynniki strącające: roztwór tioaceamidu

siarczku amonu (NH4)2S.

gazowy siarkowodór, pH badanego roztworu ok.9,0 (amoniak)

obecność EDTA zapobiega strącaniu siarczków: żelaza,

niklu,

kobaltu i

cynku.

wykrywalność metali grupy III za pomocą reakcji strącania siarczków jest większa w przypadku kationów tworzących barwne osady siarczków.

35

Grupowe reakcje kationów – reakcje z jonem siarczkowym w środowisku amoniakalnym

Fe2+

osad FeS rozpuszcza się w kwasie octowym czarny FeS w rozcieńczonych roztworach tworzy koloidalne

roztwory o barwie zielonej wilgotny FeS brunatnieje na powietrzu przechodząc w

wodorotlenek żelaza(III)

4FeS↓ + 3O2 +6H2O → 4Fe(OH)3 ↓ +4S↓

Fe3+

osad Fe2S3

rozpuszcza się w kwasie octowym czarny hydrolizuje w wodzie przechodząc w brunatny

wodorotlenek żelaza (III), trudniej rozpuszczalny niż Fe2S3

Fe2S3↓ + 6H2O → 2Fe(OH)3↓ + 3H2S

36

Grupowe reakcje kationów – reakcje z wodorotlenkami alkalicznymi

Wodorotlenki alkaliczne (NaOH, KOH) wytrącają z roztworu większość metali w formie bezpostaciowych osadów. 1. 0,2N wodorotlenek sodu 2. 2,0N wodorotlenek sodu

czułość reakcji zależy od pH środowiska

Fe(OH)3 – pH 2-3 Cu(OH)2 – pH 5,0 Mg(OH)2 – pH 9,7

reakcje nie są bardzo czułe, szczególnie, gdy strącają się

wodorotlenki bezbarwne.

jeśli badany roztwór zawiera jony amonowe, to po dodaniu NaOH wydziela się amoniak, który może tworzyć z niektórymi metalami (Zn2+, Cu2+, Co2+, Ni2+) rozpuszczalne amminokompleksy.

37


Fe2+ Fe2+ + 2NaOH → ↓Fe(OH)2 + 2Na+

wodorotlenek żelaza(II), brunatno zielony, rozpuszczalny w kwasach

Fe3+ Fe3+ + 3NaOH → ↓Fe(OH)3 + 3Na+

wodorotlenek żelaza(III), kłaczkowaty, czerwonobrunatny, rozpuszczalny w kwasach

Cu2+

Cu2+ + 2NaOH → ↓Cu(OH)2 + 2Na+

wodorotlenek miedzi(II), niebieski, włóknisty

Co2+

CoCl2 + NaOH → ↓Co(OH)Cl + NaCl

chlorek hydroksy kobaltu(II), niebieski; z nadmiarem NaOH przechodzi w brudno różowy wodorotlenek Co(OH)2

38


Mg2+ Mg2+ + 2NaOH → ↓Mg(OH)2 + 2Na+

wodorotlenek magnezu – biały osad nie rozpuszcza się w nadmiarze wodorotlenku alkalicznego i w amoniaku. Osad rozpuszcza się w nadmiarze soli amonowych (obniżają pH roztworu poniżej zakresu strącania się wodorotlenku magnezu)

Ca2+ Ca2+ + 2NaOH → ↓Ca(OH)2 + 2Na+

wodorotlenek wapnia – biały osad wytracający się ze stężonych roztworów

Pb2+ Pb2+ + 2NaOH → ↓Pb(OH)2 + 2Na+

wodorotlenek ołowiu(II) – biały osad rozpuszczalny w rozcieńczonych kwasach i nadmiarze ługu z wytworzeniem jonu ołowinowego

↓Pb(OH)2 + 2OH- → [Pb(OH)4]2-

Pb(OH)2 – nie rozpuszcza się w amoniaku

39

Grupowe reakcje kationów – reakcje z węglanem amonu

tworzy on z większością kationów osady węglanów i zasadowych węglanów grup analitycznych I-IV.

w środowisku węglanu amonowego nie strącają się jony magnezu (zbyt niskie pH roztworu).

1. zobojętnienie słabo kwaśnego roztworu rozcieńczonym amoniakiem

2. dodanie węglanu amonu 1. roztwór – jony: Mg2+, Na+, K+, Cs+, (Li+)

2. osad – węglany pozostałych metali

węglan litu ma ograniczona rozpuszczalność – jest obecny w obu fazach

40

Grupowe reakcje kationów – reakcje z węglanem amonu

Cu2+

↓ Cu2(OH)2CO3 → 2CuO↓ + CO2 + H2O

niebieskozielony wodorowęglan podczas ogrzewania czernieje

Fe2+

FeCO3↓ + 1,5O2 + 3H2O → 2Fe(OH)3↓ + 2CO32-

biały osad utlenia się do czerwonobrunatnego wodorotlenku

Fe3+

Fe(OH)CO3↓ + 2Fe(OH)3↓

brunatny osad będący mieszaniną wodorotlenku i zasadowych

węglanów

41

Grupowe reakcje kationów – V grupa analityczna

Kationy V grupy nie posiadają wspólnych reakcji charakterystycznych!

Zdolność barwienia płomienia:

K – barwa fiołkowa

Li – barwa czerwona

kation amonowy NH4+ - reakcja z odczynnikiem Nesslera

K2[HgI4] - powstaje pomarańczowo-brunatny osad

Hg

NH4+ + K2[HgI4] → [O NH2]I ↓ +7I- +3H2O

Hg

Na+ - barwa żółta

Analiza w płomieniu

42

1. wyprażamy drucik platynowy w płomieniu

2. zanurzamy w stężonym HCl

3. nabieramy na oczko drucika badaną substancję

4. umieszczamy drucik w płomieniu

kolejność czynności dla cieczy: 2 – 1 – 3 – 4

Analiza w płomieniu

43

https://www.youtube.com/watch?v=d8hpUtRnsYc https://www.youtube.com/watch?v=NY-bnY0yjWw

https://www.youtube.com/watch?v=d8hpUtRnsYc

https://www.youtube.com/watch?v=NY-bnY0yjWw



44

Analityczny podział anionów H He

Li Be B C N O F Ne

Na Mg Al Si P S Cl Ar

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh

Fluor F - F- Chlor Cl – ClO-, ClO2

-, ClO3-, ClO4

-

Brom Br – Br-, BrO3-

Jod I – I-, IO3-, IO4

-

Siarka S – S2-, SO32-, SO4

2-, S2O32-, S2O8

2-

Azot N – NO2-, NO3

-

Fosfor P – PO33-, PO4

3-

Węgiel C węglany – CO3

2-, cyjanki – CN-, rodanki – SCN-

żelazocyjanki [Fe(CN)6]4- i żelazicyjanki [Fe(CN)6]3

-

aniony kwasów organicznych – CH3COO- (octany), C2O42- (szczawiany)

45

Analityczny podział anionów

w analizie nie jest konieczne systematyczne rozdzielanie anionów na grupy

reakcje wstępne wydzielanie gazów, reakcje strąceniowe, reakcje redoks

identyfikacja na podstawie reakcji charakterytycznych

46

Analityczny podział anionów

Grupa Odczynnik grupowy Jony wykrywane

I AgNO3 - ↓ osad nie rozp. w HNO3

BaCl2 – brak osadu

Cl–, Br–, I–, CN–, SCN–,

[Fe(CN)6]4–, [Fe(CN)6]

3–

II AgNO3 - ↓ osad rozp. w HNO3

BaCl2 - brak osadu

S2–, CH3COO–, NO2–

III AgNO3 - ↓ osad rozp. w HNO3

BaCl2 - ↓ osad rozp. w HNO3

SO32–, CO3

2–, C2O42–, C4H4O6

2–,

BO2–

IV AgNO3 - ↓barwne osad rozp. w HNO3

BaCl2 - ↓barwne osad rozp. w HNO3

S2O32–, CrO4

2–, Cr2O72–, AsO4

3–,

AsO33–, PO4

3–

V AgNO3 – brak osadu

BaCl2 – brak osadu

NO3–, ClO3

–, MnO4–

VI AgNO3 – brak osadu

BaCl2 - ↓nie rozp. w HNO3

SO42–, F–

VII AgNO3 - ↓ żółty osad rozp. w HNO3

BaCl2 - ↓ biały osad rozp. w HNO3

SiO32–

Podział wg Bunsena oparty jest na reakcjach anionów z jonami Ag+ i Ba2+, oraz sprawdzeniu rozpuszczalności osadów w stężonym HNO3

47

Reakcje anionów z azotanem srebra

badany roztwór powinien być obojętny; jeśli nie jest zobojętniamy:

roztworem wodorotlenku sodu

kwasem octowym

może zawierać tylko kationy:

amonowy

pierwiastków alkalicznych

pierwiastków ziem alkalicznych

do badanego roztworu dodaje się 2% roztwór AgNO3 tak długo, jak wytrąca się osad

48


Cl- Cl– + AgNO3 → ↓AgCl + NO3

–

↓AgCl - biały serowaty osad, rozpuszczalny w amoniaku i tiosiarczanie; fioletowieje na świetle (fotochemiczny rozkład)

Br–

Br– + AgNO3 → ↓AgBr + NO3–

↓AgBr – jasnożółty, serowaty, zieleniejący na świetle rozpuszczalny w stęż. NH3∙H2O, Na2S2O3 nierozpuszczalny w kwasach

49


I- AgNO3 + I– → ↓AgI + NO3

–

↓AgI - żółty, serowaty; rozpuszczalny w Na2S2O3, KCN

nierozpuszczalny w rozc. NH3∙H2O, HNO3

CO32–

CO32– + 2AgNO3 → ↓Ag2CO3 + 2NO3

–

↓Ag2CO3 – węglan(IV) srebra(I), biały rozpuszczalny w HNO3,

amoniaku po ogrzaniu wydziela się brunatny Ag2O

Ag2CO3 → Ag2O + ↑2CO2

50


HPO42–

HPO42– + 3AgNO3 → ↓Ag3PO4 + H+ + 3NO3

–

HPO42– + H+ → H2PO4

–

↓Ag3PO4 - żółty osad, rozpuszczalny w rozc. HNO3, CH3COOH, NH3∙H2O

NO2-

NO2– + AgNO3 → ↓AgNO2 + 3NO3

–

↓AgNO2 – białe igły, rozpuszczalne w gorącej wodzie

(niezbyt rozcieńczone roztwory NO2-)

51

Reakcje anionów z chlorkiem baru

CO32–

↓BaCO3 – biały, krystaliczny osad rozpuszczalny

w kwasie węglowym

HPO42–

↓Ba3(PO4)2 – biały krystaliczny osad

SO42-

↓BaSO4 – biały, krystaliczny osad,

nierozpuszczalny w kwasach mineralnych

53

Izomeria strukturalnaIzomeria strukturalna

• Izomeria jonowa:

– siarczan pentaaminabromokobaltu(III) - ciemnofioletowy

[Co(NH3)5Br]SO4

ligand samodzielny jon

– bromek pentaaminasiarczanokobaltu – czerwony.

[Co(NH3)5SO4]Br

• Różnice w reaktywności chemicznej. Pierwszy tworzy osad z roztworem chlorku baru, drugi z azotanem srebra.

[Co(NH3)5Br]SO4 + BaCl2 -> [Co(NH3)5Br]Cl2 + BaSO4

[Co(NH3)5SO4]Br + AgNO3 -> [Co(NH3)5SO4]NO3 + AgBr

54

http://alevelchem.com/aqa_a_level_chemistry/unit3.3/331/analysis.htm

55

http://alevelchem.com/aqa_a_level_chemistry/unit3.3/331/analysis.htm

Chemia ogólna - pum.edu.pl · 1 Chemia ogólna i nieorganiczna Analiza jakościowa kationów i...

Documents

Transcript of Chemia ogólna - pum.edu.pl · 1 Chemia ogólna i nieorganiczna Analiza jakościowa kationów i...