Praktikum za kvalitativnu hemijsku analizu

Практикум за квалитативну хемијску анализу

УВОД

Квалитативна хемијска анализа служи за доказивање хемијског састава неке непознате супстанце, смеше или раствора.

Класична систематска квалитативна анализа обухвата методе раздвајања и методе доказивања.

За извођење квалитативне хемијске анализе користе се: макро, семимикро и ултрамикро методе које се углавном разликују по количини супстанце која се узима за анализу.

Код макро методе користи се релативно велика количина супстанце 0.5-1g или 20-25 cm 3 раствора. Реакције се изводе у лабораторијским судовима веће запремине. Талог се од раствора одваја хартијом за цеђење.

Код микро методе потребна је око 100 пута мања количина супстанце за анализу односно 5-10 mg или 0.1 cm раствора.

Да би се квалитативна анализа извела семимикро методом, користи се количина супстанце која се налази између количина потребних за макро и микро методу. Анализа се изводи са 50 mg чврсте супстанце или 1 cm раствора. Реакције се изводе у лабораторијским судовима мање запремине. Талог се од раствора одваја центрифугирањем.

Код ултрамикро методе користи се врло мала количина супстанце, мања од 1 mg, а одговарајуће доказне реакције прате се под микроскопом.

Семимикро квалитативна хемијска анализа као метода за доказивање катјона и анјона не разликује се по принципима раздвајања и доказивања јонова од макро методе. Разлика постоји само у техници рада и количинама супстанци које се користе. Предност семимикро методе је: уштеда у времену, јер је цеђење замењено центрифугирањем, и уштеда у хемикалијама.

У овом практикуму дато је упутство за раздвајање и доказивање катјона и анјона СЕМИМИКРО МЕТОДОМ према програму који је предвиђен за студенте Више Технолошке школе за неметале у Аранђеловцу.

Катјони су подељени у пет аналитичких група. Рздвајање катјона по групама постиже се “заједничким реагенсом” који таложи катјоне само једне групе у облику неког тешко-растворљивог једињења. Ова раздвајања су заснована на различитој растворљивости хлорида, хидроксида и карбоната испитиваних катјона.

Подела катјона по аналитичким групама приказана је у табели 1.

1


У табели 1. дати су заједнички реагенси који се систематски додају у растворе из којих су већ издвојени катјони претходних група. Тако се, на пример, раствору прво додаје разблажена HCl , се проводи кроз раствор после издвајања талога од тешко растворних хлорида елемената прве групе, и се додају у раствор после издвајања сулфида елемената друге групе, итд.

ТАБЕЛА 1.

Група Заједнички реагенс

Јонови Тешко растворнаjедињењa

Карактеристичнеразлике

I РазблаженаHCl

2

2,

Hg

PbAg

22

2,

ClHg

PbClAgCl Хлориди нерастворниу разблаженој HCl

II у при-суству разблаженеHCl 3232

2

32

,

,,

,,

,,

SSbSAs

SnSCdS

CuSSBi

PbSHgS Сулфиди су нераство-рни у разблаженојHCl (око 0.3 mol/dm 3 )

III уприсуству

3

3

3

)(

,)(

,)(

OHFe

OHCr

OHAl Хидроксиди се таложе са у присуству

III b у при-суству

и

Сулфиди се таложеса -ом у при-суству и

IVу присуству

и

Карбонати се таложе са уприсуству

V Нема групниреагенс

у раствору

Јонови се не таложеса претходним групама

Анјони теоријски могу да се поделе у аналитичке групе, међутим, како се методе раздвајања код анјона ређе примењују, то се они доказују појединачно помоћу једне или више специфичних реакција.

2


За успешно извођење квалитативне хемијске анализе семимикро методом треба остварити одговарајуће услове који су дати у упутству, а то су: pH средине, температура и концентрација реагенса. Од посебног је значаја да се изабере најосетљивија доказна реакција, због мале количине супстанце која се испитује.

Да би се у потпуности разумели принципи раздвајања и доказивања катјона и анјона неопходно је, пре него што се пређе на испитивање аналитичких група, урадити и написати доказне реакције одговарајућих катјона. На овај начин се постиже практично искуство у извођењу квалитативне хемијске анализе. За сваку групу катјона наведене су реакције које треба извести.

3


4


УПУТСТВО ЗАКВАЛИТАТИВНУ АНАЛИЗУ

К А Т Ј О Н АСЕМИМИКРО МЕТОДОМ

5


6


I АНАЛИТИЧКА ГРУПА

Урадити назначене реакције I аналитичке групе. Добијене талоге растворити, написати одговарајуће једначине у радну свеску, талоге оѕначити и навести које су боје.

ДОКАЗНЕ РЕАКЦИЈЕ

Ag

1. 33 HNOAgClHClAgNO

2. /Cl)/Ag(NH2NHAgCl 233

3. 34323 NO2NHAgCl2HNO/Cl)/Ag(NH

22Hg

1. 322232 2HNOClHg2HCl)(NOHg 2. ClNH)Cl)Hg(NH(Hg2NHClHg 42322

3.Hg

Hg2KOH)(NOHg 232

2Pb

1. COOH2CHPbCl2HClCOO)Pb(CH 3223

2. 222 PbCl)O(tHPbCl раствор

3. 2KClPbCrOCrOKPbCl 4422 4. O2HCrONaPbONa4NaOHPbCrO 242224

5. O2HCOONa4CHPbCrOCOOH4CHCrONaPbONa 23434222 6.

O2HPbOK2KOH(OH)Pb 2222

7


ПОСТУПАК ЗА РАЗДВАЈАЊЕ И ДОКАЗИВАЊЕ КАТЈОНА I АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

У раствору за анализу (у ерленмајеру) дода се у капима раствор HCl

концентрације 0.5 mol/dm тако да концентрација HCl у испитиваном раствору

буде 0.3 mol/dm (15 капи раствора HCl концентрације 5 mol/dm на 20 сm

раствора за анализу). Помeша се. 1 сm овог раствора заједно са талогом пребаци

се у епрувету и центрифугира 1 min. Раствор изнад тога (II аналитичка група)

извуче се помоћу капиларне пипете и пребаци у другу епрувету. Талог се испере са

неколико капи хладне воде, помеша и центрифугира. Раствор од испирања се дода

раствору за испитивање II аналитичке групе. Талог може да садржи

(I аналитичка група).

I GRUPA

Талогу се дода 1 сm вруће воде, епрувета се стави у водено купатило од 1 до 2

минута и све време се меша. Одмах се центрифугира: раствор се одвоји од талога

помоћу капиларне пипете и пребаци (бистар раствор) у епрувету за

центрифугирање.

Талог: може да садржи и . Талог се

прелије са 0.5 сm (или 6 капи) раствора

разблаженог амонијака, помеша и центри-

фугира.

Раствор: може да садржи .

Раствору се дода 1 кап расвора . Жути талог је .

Pb присутно.

Талог се раствори у 6 капи раствора NaOH концентрације 5 mol/dm , a затим се поново сталожи додатком разблажене CH COOH (oкo 10 капи). Pb присутно.

Taлог: црн. Hg-Hg(NH 2 )Cl Жива присуна.

Раствор: може да садржи /Ag(NH ) 2 /Cl. Дода се разблажена HNO до киселе реакције (лакмус). Бео талог показује присуство AgCl.

Ag присутно.

8

+HNO

2PbCl22ClHg AgCl

22ClHg AgCl 2PbCl

2PbAg


ШЕМАТСКИ ПРИКАЗ ХЕМИЗМА РАЗДВАЈАЊА И ДОКАЗИВАЊА

КАТЈОНА I АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

9

талог раствор

(бео) (бео) (бео)

+HCl

+H O (t°)

+NH+K CrO

талог растворPbCrO (жут)

(Hg(NH )Cl+Hg) (црн) /Ag(NH ) /Cl

AgCl (бео)

+NaOH

Na PbO +Na CrO

+CH COOH

PbCrO


II АНАЛИТИЧКА ГРУПА

Урадити назначене реакције II аналитичке групе. Добијене талоге растворити,

написати одговарајуће једначине у радну свеску, талоге означити и навести које су

боје.

ДОКАЗНЕ РЕАКЦИЈЕ:

3NaClBi(OH)3KOHBiCl 5.

O3H2BiSnO3NaSnO3Na2Bi(OH) 4.

NO3NHBi(OH)OH3NH)Bi(NO 3.

O4H2NO3S)2Bi(NO8HNOSBi 2.

6HNOSBiS3H)2Bi(NO 1.

Bi

33

232223

343433

233332

332233

3

2KClCu(OH)2KOHCuCl 5.

8NH3(CN)4KNO//Cu(CN)2K10KCN)/(NO)2/Cu(NH 4.

O4H)/(NO)/Cu(NHOH4NH)Cu(NO 3.

O4H2NO3S)3Cu(NO8HNO3CuS 2.

2HClCuSSHCuCl 1.

Cu

22

23432343

22343423

2233

22

2

10


2NaClCd(OH)2KOHCdCl 6.

2HCN2KCNCdSSH//Cd(CN)K 5.

2KNO4NH//Cd(CN)K4KCN)/(NO) /Cd(NH4.

O4H)/(NO)/Cd(NHOH4NH)Cd(NO 3.

O4H2NO3S)3Cd(NO8HNO3CdS 2.

2HNOCdSSH)Cd(NO 1.

Cd

22

242

33422343

22343423

2233

3223

2

O3HNO6NHSAs6HNOAsO)(NHAsS)(NH 5.

O3HAsO)(NHAsS)(NHOH6NHSAs 4.

O3H6KClSAs6HClAsOKAsSK 3.

O3HAsOKAsSK6KOHSAs 2.

O6HSAsS3HAsO2H 1.

As,As

234323334334

2334334432

2323333

2333332

232233

53

2324

2432

2323333

2333332

3223

53

H2FeCl2SbFeCl3Fe/5.2H/SbCl

S3H2HSbCl6HClS4.Sb

O3H6KClSSb6HClSbOKSbS3.K

O3HSbOKSbSK6KOHS2.Sb

6HClSSbS3H1.2SbCl

Sb,Sb

11


ПОСТУПАК ЗА РАЗДВАЈАЊЕ И ДОКАЗИВАЊЕ КАТЈОНА

II АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

Раствор после одвајања прве групе не сме да даје талог са једном капи раствора

HCl концентрације 5 mol/dm . У овај раствор се додају 4 капи 3% 22OH , (1),

загрева на воденом купатилу 2-3 минута. У топао раствор се уводи SH 2 све док се

таложење не заврши. Пред крај таложења раствор се разблажи са 1 cm

дестиловане воде и поново уводи . Центрифугира се. Бистар раствор изнад

талога се извуче помоћу капиларне пипете и сачува за доказивање осталих

аналитичких група, или одбаци ако остале аналитичке групе нису присутне.

Талог се испере са 0.5 cm 5% 34 NONH који је засићен -ом. Центрифугира

се. Раствор изнад талога се дода раствору за испитивање осталих аналитичких

група или се одбаци ако остале групе нису присутне. Талог може да садржи

следеће сулфиде: . Овај талог се

прелије са 1.5 cm раствора KOH концентрације 2 mol/dm и загрева у воденом

купатилу 3 минута уз повремено мешање. Центрифугира се.

У талогу се налази група (сулфобазе), а у раствору група

(сулфокиселине).

12


AII ГРУПА – СУЛФОБАЗЕ

13

Талог: црн HgS, испересе са 0.5 cm воде и одбаци раствор после испирања. Талог се прелије са 5 капи 10%-ног раствора NaOCl и једном капи раствора HCl концентрације 5 mol/dm . Загрева се на воденом купатилу 1 минут. Бистром раствору се додају 1-2 капи раствора SnCl. Бео талог који

прелази у сив или црн доказ је да је присутна Hg.

Раствор: може да садржи Pb(NO ) , Cu(NO ) i Cd(NO ) . Раствору се дода вишак концентрованог раствора NH OH (уз лакмус) и центрифугира.

Талог: може да садржи Bi(OH) и Pb(OH) што се запажа по белом пахуљичастом талогу. Дода се 1cm раствора NaOH концентрације 5 mol/dm и загрева 2 минута на воденом купатилу, центрифугира се.

Раствор: може да садржи /Cu(NH )/(NO ) и /Cd(NH ) /(NO ) . Ако је раствор плав Cu је присутан. Ако је раствор безбојан Cu није присутан; онда се директно проба на Cd увођењем H S у амонијачни раствор. Жути талог CdS доказ је да је Cd присутан. Ако је раствор плав додаје се раствор KCN у капима уз стално мешање све док не исчезне плава боја. Уводи се H S . Жути талог CdS доказ је да је Cd присутан.

Талог Bi(OH) се испере са 0.5 cm во- де и рас- твор одбаци. Талог се прелије са 1 cm раствора Na-станита (2). Талог одмах поцрни. Bi присутан.

Раствор Може да садржи Na PbO . Додати CHCOOH до киселе реакције (уз лакмус), а затим додати KCrO . Жути талог доказ је да је Pb присутно.

Талог: може да садржи HgS, PbS, Bi S , CuS и CdS. Испере се са 0.5 cm воде и центрифугира. Раствор од испирања дода се раствору у коме се налазе катјони II групе.

Талог: се прелије са 1 до 1.5 cm раствора HNO концентрације 5 mol/dm , стави у водено купатило, загрева уз мешање 2-3 минута и центрифугира.


BII ГРУПА – СУЛФОКИСЕЛИНЕ

14

Раствор: поле издвајања групе може да садржи: K AsO , K AsS, K SnO , K SbS , K SnO , или K /Sn(OH) /, K SnS и евентуално мало

KHgS . Рствору у епрувети додаје се 1 : 1 (4) HCl у капима уз мешање, све док раствор не постане кисео (лакмус). Одмах по закисељавању може да се јави талог који указује на стварање As S , Sb S , SnS и HgS. Без обзира на створени талог уводи се H S 30-60 секунди да бисмо били сигурни да је таложење поменутих сулфида потпуно. Центрифугира се. Раствор изнад талога уклони се капиларном пипетом и одбаци. Талог се испере са мало воде, а течност се после испирања потпуно уклони капиларном пипетом. Талог се прелије са 0.5 до 1 cm концентроване HCl (10 капи), стави у врело водено купатило 2 до 3 минута уз често мешање. Центрифугира се. Раствор се пребаци у епрувету.

Талог: се испере са 0.3 cm раствора HCl концентрације 5 mol/dm (5 капи) и це- нтрифугира, а раствор изнад тога после центрифугирања се дода претходном раствору.

Талог: може да садржи HgS и As S . Ако је жут, садржи само As S . Испере се са 5 капи воде и течност одбаци. Талог се прелије са 0.5 cm (6 капи) разблаженог раствора NH OH добро измеша и центрифугира.

Талог: ако је црн (HgS)

Hg присутна.

Раствор: дода се разблажена HNO до киселе реакције. Жут талог од As S .

As присутан.

Раствор: може да садржи H/SbCl / и H SnCl . Раствору се дода чист гвоздени ексер (претходно прокуван у 1 :1 HCl) и кува на воденом купатилу 3-5 минута. Ексер се извади. Црн талог доказ је да је Sb присутан. Центрифугира се. (5). Раствор се одвоји, додају се две капи раствора HgCl . Јавља се бео свиласт талог Hg Cl или сиви Hg. Sn присутан.


ПРИМЕДБЕ:

1. Раствор 22OH се додаје ради оксидације Sn у Sn , јер се у том случају после

увођења SH 2 добија , а не желатинозни SnS. Одвајање сулфобаза од

сулфокиселина растварањем у KOH је много потпуније, пошто се потпуно

раствара у KOH, а SnS незнатно.

2. Раствор Na-станита се прави тако што се на 1-2 капи уз мешање додаје

раствор NaOH у капима, све док се талог насталог не раствори.

3. У амонијачном раствору оксалата Sn се не таложи са , јер ствара стабилан

оксилатни комплекс, за разлику од Sb

4. Однос 1 : 1 означава једнаке запремине делова концентроване киселине и

дестиловане воде.

5. Sn се редукује металним Fe у присуству HCl по једначини:

15

бео талог

COOHCH 3

4PbCrO

42CrOK

HgS PbS 32SBi CuS CdS

KOH

2SnS32SSb

HgS PbS 32SBi CdS 32SAsCuS

2Cd2Hg 3Bi2Pb 2Cu 3As 3Sb 3Sn

22OH

3Sn2Pb 3Bi 2Cu 2Cd 3As 3Sb



КАТЈОНА II АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

(црн) (црн) (мрк) (црн) (жут) (жут)

талог (сулфобазе) раствор (сулфокиселине)


раствор

(црн)

16

Талог

(оранж) (жут)


талог

плави раствор

безбојан

(жут)

(жут)

(црн)

32SAs

3HNO

HCl

22SAs 32SSb 2SnS


РАСТВОР (сулфокиселине)

K AsO , K AsS , K SnO, K SbS , K SnO , или K /Sn(OH) /, K SnS KHgS

талог


талог раствор талог раствор

(црн) (црн)

талог

или

(црн)

17

(бео)=

раствор


III ТРЕЋА АНАЛИТИЧКА ГРУПА

Урадити назначене реакције III аналитичке групе. Добијене талоге растворити,


боје.


42

43

3646433

23333

4343

232

32

NH/Fe(CNS)/CNSNHFe 5.

12KCl//Fe(CN)Fe//Fe(CN)3K)Fe(NO 4.

O3H)Fe(NO3HNOFe(OH) 3.

Cl3NHFe(OH)OH3NHFeCl 2.

O2HNO3FeCl3HClHNO3FeCl 1.

Fe,Fe

18


Cl3NHAl(OH)OH3NHAlCl 4.

O2HNaClAlCl4HClNaAlO 3.

O2HNaAlONaOHAl(OH) 2.

Cl3NHAl(OH)OH3NHAlCl 1.

Al

4343

232

223

4343

3

COO2NaCHPbCrOCOO)Pb(CHCrONa 3.

O8HCrO2Na4NaOHO3H2Cr(OH) 2.

Cl3NHCr(OH)OH3NHCrCl 1.

Cr,Cr

342342

242223

4343

63

19

непостојан црвен

амил алкохол



III АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

Бистар раствор који се добија центрифугирањем сулфида II аналитичке групе,

садржи катјоне III аналитичке групе. Овај раствор се прабаци у чашу и кува док се

не уклони SH 2 (провера олово-ацетатном хартијом). Додају се три капи

концентроване и кува у циљу оксидације Fe у Fe . Запремина у овом

моменту треба да буде 1 cm . Пребаци се у епрувету и дода 1 cm 20%-ног

раствора .

Еаствору се додаје концентрације 5 mol/dm све док пада тлог и док

раствор не постане алкалан (уз лакмус). Затим се дода још 0.5 cm (6 капи)

концентроване и загрева на воденом купатилу уз мешање 1-2 минута.

Центрифугира се. У талогу се налази група , а у раствору група.

20


ПРИМЕДБА:

се додје у циљу сузбијања дисоцијације и одржава

одговарајуће pH вредности раствора (пуферска смеша) при којој се не таложе

хидроксиди катјона групе, већ се стварају одговарајући амонијачни комплекси.

ГРУПА

21

Талог: испере се са мало разблаженог , а раствор после испирања се дода раствору за групу. Талог може да садржи Fe(OH) , Al(OH) и мало MnO·H O Талогу се дода 2 cm раствора NaOH концентрације 5 mol/dm и промеша, затим око 1 cm 3%-ног раствора H O . Благо се кува све док се издваја кисеоник (око 1 минут). Центрифугира се.

Талог: може да садржи Fe(OH) и MnO·хH O. Испере се са неколико капи вреле воде или 2% раствором NH NO, а раствор од испирања дода се раствору у коме се налазе NaAlO и Na CrO . Талог се раствори у 0.5 ml разблажене HNO , додају се две капи 3%-ног H O . Загрева се на воденом купатилу да би се разложио вишак HO . Раствор се подели у два дела.

а) Првом делу се дода 1 кап раствора K /Fe(CN) /. Плав талог Fe присутан.

б) Други део раствора се разблажи са 1 cm воде, дода се 10 mg NaBiO , и загрева на врелом купатилу 1 минут уз енергично мешање. Остави се да се талог слегне. Љубичаста боја раствора од HMnO .

Mn присутан.

Раствор: може да садржи NaAlO и Na CrO : последњи се запажа по жутој боји раствора. Раствор се подели у два дела.

а) Први део се закисели разблаженом сирћетном киселином и дода једна кап олово-ацетата. Жут талог PbCrO Cr присутан.

б) Други део раствора се закисели разблаженом HCl (лакмус) и врати у базну средину разблаженим амонијаком. Загрева се на воденом купатилу 1 минут. Бео желатинозни талог од Al(OH) .

Al присутан.


ГРУПА

22

У раствор после издвајања катјона III групе: уводи се H S. Талог може да садржи сулфиде катјона III групе: CoS, NiS, MnS и ZnS. Центрифугира се. Раствор садржи катјоне IV и V аналитичке групе.

Талог се испере са 1%-ним раствором NH Cl коме је додато мало засићеног раствора H Ѕ (H Ѕ вода). Талог се после испирања прелије са 1 cm раствора HCl

концентрације 1 mol/dm и меша 1-2 минута. Центрифугира се

Талог: ако је црн може да садржи CoS и NiS. Талогу се дода 10-15 капи разблажене HCl и 5 капи 10%-ног раствора NaOCl, промеша и стави у врело водено купатило 1-2 минута. Течност се пребаци помоћу 1 cm воде у чашу и кува благо

док се не уклони Cl .

раствор се подели у два

дела.

а) првом делу се дода 0.5-

1 cm амилалкохола и 50

mg чврстог NH SCN и

промућка. Плаво обојен

алкохолни слој.

Со присутан.

б) Другом делу се дода 1

кап раствора NH Cl, доведе до

алкалне средине раствором амонијака, а затим дода 3-5 капи диметил-глиоксима. Црвени талог.

Ni присутан.

Раствор: може да садржи MnCl и ZnCl (могући су трагови CoCl и NiCl ).Раствор се пребаци у чашу, кува док се не истера H Ѕ (проба са олово-ацетатном хартијом), пребаци течност у епрувету за центрифугирање и охлади. Дода се вишак раствора NaOH (0.5 до 1 cm ) и 4

капи 3%-ног раствора H O и загрева на воденом

купатилу 3 минута. Центрифугира се.

Талог: ако је мрко обојени може да садржи MnO ·хH О (као и трагове Co(OH) и Ni(OH) . Талог се раствори у 0.5 cm разблажене HNO којој се дода 1-2 капи 3% H

O . Охлади се. Дода се 5 mg

NaBiO , и загрева се на воденом купатилу 1 минут уз енергично мешање. Остави се да се талог слегне. Љубичасти раствор од HMnO . Mn присутан.

Раствор: може да садржи NaZnO . У раствор се дода неколико капи CHCOOH (уз лакмус). Уводи се HЅ. Zn присутан.



КАТЈОНА III АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ


(мрк) (бео) (сиво-зелен)

23

Алтернативно: талог се раствори у 0.5 cm ратблажене HNO уз додатак 1-2 капи 3% H O . Пребаци се у епрувету помоћу 0.5 cm воде и кува се док е не разори вишак H O . Охлади се. Дода се 0.5 cm конц. HNO и 50 mgPbO . Кува се 1 минут и остави да стоји. Љубичасти раствор од HMnO . Mn присутан.

(мрк)


растворталог раствор

(бео)

(плав)


РАСТВОР ГРУПА

24

талог

(жут)(љубичаст)

(ружичаст)

раствор


IV АНАЛИТИЧКА ГРУПА

Урадити назначене реакције IV аналитичке групе. Добијене талоге растворити,


боје.

Извести карактеристичне реакције ових катјона на Pt игли у пламену.


25

(црн) (црн) (бео)талог талог растворраствор+ амил- алкохол

(плав)

+ диметиглиоксимNi-диметилглиоксим (црвен) раствор

(бео)

(љубичаст)



IV АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

Раствор после издвајања сулфида: кобалта, никла, мнгана и цинка не сме више

да даје талоге са -ом. Раствор се пребаци у мали лончић за жарење, закисели

разблаженом (уз лакмус). Загрева се док течност не испари, а маса не

постане као паста, охлади, а затим дода 5-10 капи концентроване низ зидове

лончића за жарење. Загрева се пажљиво до сува, а затим јаче, све док се не истерају

беле паре (1). Охлади се. Дода се 5 капи раствора концентрације 5 и 5

cm воде и загрева уз мешање. Раствор се пребаци помоћу 0.5 cm воде у епрувету

за центрифугирање. Ако раствор није бистар, центрифугира се, а бистар раствор се

користи за испитивање IV групе. Овом раствору се дода неколико капи

раствора и дотера алкална средина помоћу концентрованог раствора амонијака.

Затим се дода уз мешање 0.5 cm раствора (око 7 капи), загрева на

воденом купатилу неколико минута уз мешање на температури од 60-70°С (2).

Центрифугира се.

У талогу су катјони IV групе, а у раствору V аналитичке групе.

ПРИМЕДБЕ:

26


1. Раствор после центрифугирања групе је обично засићен амонијумовим

солима, тако да је ова концентрација амонијум јона сувише висока и може да

доведе до непотпуног таложења IV аналитичке групе.

Ово се јавља услед тога што вишак амонијум јона реагује са карбонатним јонима,

при чему нестаје бикарбонатни јон по реакцији:

а бикарбонати , и су растворни. Према томе концентрација

јонова после додатка биће знатно смањена, па неће моћи да дође до

таложења одговарајућих карбоната. Из тог разлога већи део амонијумових соли

мора да буде претходно уклоњен.

Концентрована разлаже на нижој температури од оне која јe

потребна за испаривање .

При овој операцији морају да се избегну губитци који могу да настану прскањем.

2. Амонијум-карбонат се разлаже изнад 60°С:

3. Додавањем таложе се калцијум и стронцијум-сулфат - се

раствара у вишку градећи комплекс. Додатак повећава

растворљивост и на тај начин спречава његову копреципитацију са .

IV ГРУПА

27



КАТЈОНА IV АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

28

Талог: може да садржи , и . Испере се са мало вруће воде и

вода од испирања одбаци. Талогу се дода 0.5 cm разблажене сирћетне киселине

и промеша. Стави се у вруће водено купатило док се талог не раствори.

Разблажи се са 0.5 cm воде. На 3-4 капи врућег раствора (проба на баријум)

дода се 1-2 капи раствора . Жут талог од указује на присутност

баријума.

Ba присутан. На остатак врућег раствора дода се мали вишак раствора (7-

8 капи) све док раствор не постане оранж. Центрифугирањем се издвоји талог

. У раствору се налазе Sr и Ca.

Ba оgсута., Ако је проба на Ba са негативна, раствору се не додаје вишак

хромата, већ се испитују Ca и Sr из раствора по следећем поступку.

Раствор: у коме се налазе Sr и Ca закишељује се амонијаком (лакмус) и дода вишак раствора .

Епрувета се стави у вруће водено купатило. Бео талог

указује на присуство и . Центрифугира се.

Талог се испере са мало вруће воде и раствор од

испирања одбаци. Талог се раствори у 0.5-1 cm

разблажене сирћетне киселине и стави у вруће водено

купатило да се уклони вишак . Запремина раствора се

дотера упаравањем на 2 cm или ако је потребно

разблаживањем до 2 cm . У 1 cm раствора дода се 1 cm

засићеног раствора уз додатак 0.1 g

(3), загрева на воденом купатилу 5 минута и остави да

стоји кратко време (1-2 минута). Центрифугира се.

Талог: Жут испере се врућом

водом, раствори у

концентрованој

HCl и упари скоро

до сува у малом

лончићу за жарење.

Проба платинском

иглом на пламену.

Зелен пламен-

Ba присутан.

Раствор: може да садржи комплекс Ca. Дода се неколико капи

раствора и загрева на воденом

купатилу. Бео талог од .

Cа присутан.

Талог: је највећим делом . Талог

се прелије са 1-2 капи конц. HCl, и

на Pt игли унесе у пламен. Кармин

црвена боја пламена.

Sr присутан

(бео) (бео) (бео)


(жут)

талогталог раствор(бео) (бео)


V АНАЛИТИЧКА ГРУПА

Урадити назначене реакције V аналитичке групе. Добијене талоге растворити,


боје.

(2%-ни раствор оксина),

( , )


29



V АНАЛИТИЧКЕ ГРУПЕ

Амонијум јон се доказује непосредно из рствора добијеног за анализу. На 1cm

раствора делује се вишком 20%-ног раствора NaOH и загрева на воденом купатилу,

при томе се ослобађа амонијак, који се доказује:

- по мирису

- влажном лакмусовом хартијом

- овлаженом хартијом за цеђење раствором , која држана изнад

епрувете поцрни.

Да би се доказао магнезијум раствор после одвајања IV аналитичке групе треба

упарити до сува у циљу уклањања амонијумових соли. У том циљу овај раствор се

пребаци у лончић за жарење, упари у капели док соли не почну да кристалишу и

отави да се охлади. Са 3-4 капи концентроване HNO (додавати капиларном

пипетом) сперу се зидови лончића и све се пажљиво упари до сува. Суви остатак се

затим загрева на нешто јачем пламену све док се паре азотових оксида и других

испарљивих супстанци не изгубе. На суви остатак у лончићу за жарење, делује се

са 1 cm воде, мeша 1 минут и пребаци са још 0.5 cm воде у епрувету и

центрифугира ако је потребно. (Обично се све или скоро све раствори у води па

центрифугирање може да изостане). Раствор се подели на три дела тако да се у

једном делу доказују K и Na , а у друга два Mg . Ако се не доказују калијум и

натријум раствор се дели на два дела тако да се у једном доказује Mg помоћу Na

HPO , а у другом делу помоћу оксина.

30

(црн)

(жут)

(бео)


V ГРУПА

УПУТСТВО ЗАКВАЛИТАТИВНУ АНАЛИЗУ

А Н Ј О Н А

31

Раствору се дода неколико капи HCl, 1 cm воде и подели на два дела. (Ако је присутан талог он ће се растворити у HCl).

а) Раствору за анализу дода се мало раствора NH Cl, затим разблажен раствор амонијака у капима до алкалне реакције и најзад неколико капи ратвора Na HPO

. Добро се промућка и стакленим штапићем се таре о зид епрувете. Бели

кристали показују присуство магнезијума.

б) Раствору за анализу дода се мало раствора NH Cl а затим амонијачни раствор оксина. Загрева се на воденом купатилу док мирис амонијака не исчезне. Светло-жут талог Mg-оксината показује присуство магнезијума.

Раствор оксина се припрема на следећи начин: На 0.25 cm раствор 2%-ног оксина у раствору CH COOH концентрације 2 mol/dm делује са 2 cm раствора NHOH концентрације 2.5 mol/dm .


СЕМИМИКРО МЕТОДОМ

32


ДОКАЗИВАЊЕ АНЈОНА СЕМИМИКРО МЕТОДОМ

Док се катјони могу лако раздвојити једни од других у пет аналитичких група,

раздвајање анјона на сличан начин је теже изводљиво. Иако је још 1878. године Р.

Бунзен разврстао анјоне према њиховим реакцијама у седам група, ова подела се

није могла практично искористити за њихово раздвајање. Зато се анјони доказују

појединачно помоћу једне или више специфичних реакција за сваки анјон.

Кад узорак који се анализира садржи само соли алкалних меала или амонијума,

анјони се могу доказивази непосредно из воденог раствора, који се у већини

случајева закисели одговарајућом разблаженом киселином. Међутим, када су у

узорку присутни катјони I-IV групе, онда је потребно ове анјоне пре доказивања

33


превести у раствор. На пример, да би се у калцијум-оксалау, који је нерастворан у

води и сирћетној киселини доказало присуство , потребно је овај анјон

превести у облик растворан у води.

Поред тога катјони I-IV групе могу понекад да реагују са реагенсом за анјон и

тако доведу до погрешног закључка. На пример, ако се у раствору који садржи

доказује помоћу издвојиће се талог који се може погрешно

сматрати за . Обе наведене тешкоће могу се избећи прављењем содног

екстракта.

Присутни метали падају као талог у облику: карбоната, базних карбоната,

хидроксида или оксида, док се у раствору који мора реаговати алкално налазе

остатци киселина у облику анјона алкалних соли. Тако се и нерастворна једињења,

као сулфати Ba, Sr, Ca оксалат Ca и друга, преводе у карбонате дужим кувањем са

засићеним раствором натријум-карбоната. Ако је узорак за анализу садржавао, на

пример, нерастворне или , кувањем са раствором натријум-карбоната

долази до следећих реакција:

У содном екстракту остају и чиме је омогућено њихово даље

доказивање.

Прављењем содног екстракта не могу се уклонити сви катјони од I-IV групе. У

содном екстракту остају As, Sb и Sn као анјони, а поред њих још се делимично

растварају соли Pb, Cu, Al, Cr и Zn. Међутим, присуство ових катјона не смета

доказивању анјона. Уколико се при закисељавању појаве њихови талози, треба их

оцедити.

Соgни екстракт. Један грам фино спрашеног узорка или 1 cm раствора који

се анализира (заједно са евентуално присутним талогом) кувати у малој чаши око

10 минута са 3 cm засићеног раствора натријум-карбоната. За време кувања

раствор мешати стакленим штапићем и повремено допуњавати врелом

дестилованом водом до половине првобитне запремине. Центрифугирати. Раствор

после центрифугирања се пребаци у другу епрувету, а талог се испере са 1 cm

34


вруће воде. Центрифугира се, течност изнад талога се дода раствору после првог

центрифугирања. Раствор представља содни екстракт. Укупна запремина овако

добијеног содног екстракта треба да буде 3-4 cm . У содном екстракту се налазе

сви анјони чије се соли растварају у води или разблаженим киселинама, као соли

алкалних метала, осим фосфата које треба тражити пре одвајања III групе катјона

или у раствору коме је додата разблажена азотна киселина.

Од анјона који ће се доказивати у овом курсу, из содног екстракта доказују се:

хлориди, бромиди, јодиди, сулфати, нитрати и оксалати.

Из раствора за анализу без прављења содног екстракта доказују се: карбонати,

фосфати, сулфиди и ацетати.

Пошто се из растворљивости соли у води може закључити о присуству

појединих анјона, у овом упутству су наведене растворљивости соли пре

доказивања сваког анјона.

Редослед доказивања појединих анјона условљен је ометајућим дејством

осталих анјона, присутних у испитиваном раствору. На пример, доказивању

јона смета присуство , , , те се присуство ових јона мора претходно

испитати да би се могао извршити избор и примена одговарајуће реакције за

доказивање јона.

СУЛФИДИ

35


Од сулфида су у води растворни само сулфиди амонијума, алкалних и

земноалкалних метала.


Доказивање

Мало фино спрашеног узорка или 5-6 капи раствора који се анализира (заједно

са евентуално присутним талогом), прелије се у епрувети заједно са 10 капи

раствора HCl концентрације 5 mol/dm и ако је потребно загреје. Над епрувету се

нанесе комадић хартије за цеђење натопљен раствором олово-ацетата. Ако хартија

поцрни, присутни су сулфиди.

СУЛФАТИ

36

(црн)

(црн)


Од сулфата су у води нерастворни: , , и и неки

базни сулфати.



У епрувету сипати око 10 капи содног екстракта (5-6 капи раствора који се

анализира ако су присутне само алкалне и амонијумове соли). Додати 10 капи

раствора HCl концентрације 5 mol/dm до киселе реакције (лакмус) и одмах затим 5

капи раствора BaCl . Бео талог који се тренутно издваја показује присуство

сулфата (у присуству и корисно је после закисељавања содног

екстракта додати неколико капи етил-алкохола који при загревању редукује ове

јоне).

Доказивање поред -2

32OS

У чашу сипати 10 капи содног екстракта, 5-6 капи раствора који се анализира

(ако су присутне само алкалне и амонијумове соли) разблажити дестилованом

водом 5-10 пута и од овог раствора узети 10 капи за доказивање . Додати 10

капи разблажене HCl до киселе реакције (лакмус) и одмах затим 5 капи BaCl . Бео

талог који се тренутно издваја показује присуство сулфата.

37


ХЛОРИДИ, БРОМИДИ, ЈОДИДИ

Од хлорида су у води нерастворни: , , , , ,

је мало растворан.

Расртворљивост бромида је слична растворљивости хлорида. Од јодида су у

води нерастворни: , , , , , , , и су мало

растворни.


323

34323

3223324

233

33

2NHKClAgBrKBr/Cl)5./Ag(NH

NO2NHAgCl2HNO/Cl)4./Ag(NH

COH/Cl)/Ag(NHCO)(NH3.AgCl

/Cl)/Ag(NH2NH2.AgCl

NaNOAgClAgNO1.NaCl

Cl

33

3

3222

2

22

NaNOAgJAgNONaJ 2.

HJO

10HCl2HJOO6H 5ClJ

J

2NaClJ Cl2NaJ 1.

J

38

жут

хлороформ

се екстрахује у хлороформу и боји слој љубичасто

обезбојава слој хлороформа

жут


BrCl

2BrClClBr

Br

2NaClBr Cl2NaBr 1.

Br

22

2

22

Реакције ометају и . Уклањају се на следећи начин:

Доказивање и

У епрувету сипати око 10 капи содног екстракта (или 5 капи раствора који се

анализира, ако су присутне само алкалне и амонијумове соли). Додати 10 капи

разблажене HCl, 10-15 капи хлороформа (CHCl ) и 1-2 капи хлорне воде. Добро

промућкати. Љубичаста боја хлороформа доказује присуство јодида. Наставити

додавање хлорне воде у капима све док се хлороформ не обоји жутом бојом која

показује присуство бромида. Када узорак не садржи бромиде, додатком хлорне

воде хлороформ се обезбоји.

Доказивање и у присуству и

Када су присутни -2S и у чашу сипати 10 капи содног екстракта (или 5

капи раствора који се анализира, ако су присутне само алкалне и амонијумове

соли). Додати 10-15 капи разблажене 5N HCl до киселе реакције (лакмус) и кувати

све док се не уклони мирис на односно (око 5 минута). Охладити и

центрифугирати. У епрувету сипати око 10 капи овог раствора, додати 10-15 капи

хлороформа и затим хлорном водом доказивати бромиде и јодиде по описаном

поступку.

39

хлороформ

се екстрахује у хлороформу и боји слој у мрко

боји слој хлороформа светло жуто (после обезбојавања јода вишком хлорне воде)



Сипати у епрувету око 10 капи содног екстракта (или 5 капи раствора који се

анализира, ако су присутне само алкалне и амонијумове соли). Пажљиво

закиселити са 5 капи раствора концентрације 5 mol/dm и проверити

лакмусом да ли је реакција раствора кисела. Додати раствор концентрације

0.1 mol/dm . Бео сираст талог који се раствоар у и поново пада при

закисељавању са разблаженом (лакмус) доказ је за хлориде.

Примеgба: Оксалати такође дају бели талог са који се раствара у

амонијаку, али се за разлику од хлорида раствара и у разблаженој , па се

према томе не таложи поново при закисељавању амонијачног раствора азотном

киселином. Овом доказу хлорида смета присуство: , , и . Ако су

присутни и треба их разорити пре доказивања .

Доказивање поред и

У чашу сипати око 10 капи содног екстракта (или 5 капи раствора који се

анализира, ако су присутне само алкалне и амонијумове соли). Додати 10-15 капи

разблажене (лакмус) и кувати све док се не уклони мирис на односно

(око 5 минута). Охладити, центрифугирати и додати у капима раствор

концентрације 0.1 mol/dm .

Доказивање поред и

У чашу сипати око 10 капи содног екстракта (или 5 капи раствора који се

анализира, ако су присутне само алкалне и амонијумове соли). Закиселити са 10-15

капи раствора концентрације 5 mol/dm (лакмус) ако су присутни и

кувати све док не исчезне мирис на . Охладити, центрифугирати и раствор

поделити на два дела.

1. Једном делу раствора додати вишак раствора концентрације 0.1

mol/dm (све до потпуног таложења). Талог центрифугирати и испрати водом све

док реакција воде којом се испира талог, не буде негативна на јон (испрати са

разблаженом HCl). Талог мућкати са 5-6 капи раствора и

центрифугирати. Раствору додати раствор KBr. Жути талог AgBr показује

40


присуство хлорида (AgCl и трагови AgBr се растварају у раствору амонијум-

карбоната).

2. Другом делу раствора додати раствор концентрације 0.1 mol/dm до

потпуног таложења и талог екстраховати са раствором концентрације 5

mol/dm . После центрифугирања раствора додати раствор 3HNO концентрације 5

mol/dm до киселе реакције (лакмус). Бели талог AgCl доказ је за хлориде.

НИТРАТИ

Сви нитрати су растворни у води.


Реакцију 1. ометају и . Уклањају се на следећи начин:

4242

4242

SONa2AgBrSOAg2.2NaBr

SONa2AgJSOAg1.2NaJ

Доказивање 3NO

1. У епрувету сипати око 5 капи раствора који се анализира или око 10 капи

содног екстракта. Додати 10 капи раствора концентрације 2.5 mol/dm до

киселе реакције (лакмус) и затим 1-2 комадића (или 10 капи засићеног свеже

припремљеног раствора 4FeSO у води). Ако се дода чврсти , мућкати раствор

око 2 минута. Сипати веома пажљиво низ зидиове епрувете 5 капи конц. 42SOH .

41

мрки прстен

жут

жут


Мрки прстен на додиру два слоја показује присуство нитрата. Реакцију са 4FeSO ,

нитрати дају и са разблаженом 42SOH , па се применом разблажене , могу

доказати нитрити поред нитрата.

Доказивање у присуству и

1. Реакцију доказивања 3NO по горњем поступку ометају и јер се са

конц. издвајају елементарни бром и јод који такође дају обојене прстенове.

Ако су присутни бром и јод треба ове јоне пре примене горње доказне реакције

одвојити додатком 10-12 капи засићеног раствора . Центрифугирати.

Раствор се користи за доказивање нитрата према горњем поступку.

2. У чашу сипати 5-6 капи растворакоји се анализара. Додати 8-15 капи

раствора концентрације 5 mol/dm . Кувати уз мешање све док се не разложе

евентуално присутне амонијумове соли и не удаљи амонијак. За време кувања

повремено допуњавати врелом дестилованом водом до половине првобитне

запремине. Реакција раствора после уклањања амонијака мора бити јако базна; у

противном треба додати још NaOH до алкалне реакције а затим Деварда

(Devardove) легуре (45% Al, 5% Zn и 50% Cu) и благо загревати. При том се 3HNO

редукује у који се познаје по мирису или по томе што овлажени црвени

лакмус поплави или хартија за цеђење натопљена раствором 232 )(NOHg поцрни.

Овом доказу не смета присуство -Br и . У присуству арсенита издваја се јако

отрован , од кога хартија натопљена раствором поцрни. У овом

случају амонијак доказати лакмусом. Овом доказу нитрата сметају нитрити па се у

том случају примењује доказ под 1. (У доказу под 1 најпре испитати нитрите са

разблаженом 42SOH , а нитрате са концентрованом ).

Доказивање 3NO поред

Нитрати се могу доказати поред нитрита ако се претходно нитрити разоре

помоћу карбамида. Раствору нитрата и нитрита додати концентрован раствор

карбамида и разблажену .

После неколико минута престаје развијање азота, нитрити су разорени, а

нитрати се доказују једном од доказних реакција.

42


ОКСАЛАТИ

Од оксалата су у води растворне само соли алкалних метала и амонијума.



При доказивању оксалата потребно је да се подешавањем киселости оксалати

одвоје од других анјона који такође дају талоге са .

43

бео


У епрувету или чашу сипати 10 капи содног екстракта или раствора који се

анализира; додати раствор концентрације 5 mol/dm (лакмус). Додати 10 капи

. У присуству већих количина издвојиће се талог који треба

центрифугирати. Раствору додати разблажени раствор амонијака до слабо базне

реакције (лакмус). При томе се таложе разне соли калцијума и међу њима .

Раствор одлити, а талогу додати 15 капи 50%-не и промућкати. У

присуству оксалата остаје бео кристални талог , нерастворан у сирћетној

киселини. Ради провере талог центрифугирати, испрати водом, растворити у

разблаженој 42SOH , додати 5-6 капи раствора и загревати. У присуству

оксалата раствор се обезбоји.

ФОСФАТИ

Од фосфата су у води растворне само соли алкалних метала и амонијума.


Реакцију омета јон, а уклања се на следећи начин:

44

жут



У епрувету сипати 5-6 капи раствора који се анализира (заједно са евентуално

присутним талогом). Додати 10 капи конц. 3HNO . Кувати 1-2 минута. У случају да

се појави талог, одвојити га центрифугирањем. Додати 10 капи раствора амонијум-

молбидата, промућкати и загревати до 40°С. Жути талог показује присуство

фосфата. Талог се раствара у амонијаку и алкалним хидроксидима. Велике

количине или хлорида умањују осетљивост, па се морају уклонити кувањем на

конц. 3HNO . Арсенати реагују са амонијум-молбидатом исто као и фосфати, али тек

при температури кључања. Када узорак садржи арсенова једињења, треба за доказ

фосфата употребити раствор после доказивања друге групе катјона. Овом доказу

фосфата сметају оксалати.

Доказивање у присуству оксалата

Ако су у испитиваном раствору присутни оксалати, у 10 капи раствора који се

анализира (5-6 капи содног екстракта), додати 10 капи ради оксидације

оксалата. После уклањања оксалата фосфати се доказују према наведеном

поступку.

КАРБОНАТИ

Од карбоната у води су растворни само алкални карбонати и бикарбонати Ca,

Sr, Ba, NH , Mg, Fe и Mn.


45

бео



У епрувету сипати мало спрашеног чврстог узорка или 5-6 капи раствора који

се анализира (заједно са евентуално присутним талогом). Додати 10 капи

разблажене и и унети у гасни простор изнад раствора стаклени штапић

наквашен баритном водом. Бурно развијање гаса уз пушење и тренутно замућење

баритне воде на штапићу показује присуство карбоната. Поједини природни

карбонати, као магнезит ( ), сидерит ( ) и доломит не реагују са

киселинама без загревања, па их је потребно добро спрашити и реакциону смешу

загревати.

АЦЕТАТИ

Од ацетата су у води мало растворни само сребро- и Hg(I)-ацетат.


46



Чврстом узорку додати у авану и 2-3 капи воде. У присуству ацетата

осећа се при трљању тучком мирис сирћетне киселине. Ако се ацетати налазе у

раствору, онда треба 6-10 капи раствора који се анализира упарити у порцеланској

здели скоро до сува. Додати и трљати стакленим штапићем. .

Доказивање у присуству тиосулфата

Када раствор који се анализира садржи веће количине тиосулфата треба 5-6

капи раствора пажљиво неутралисати разблаженим амонијаком, односно

сумпорном киселином и затим додавати засићени раствор док не престане

да пада талог. Центрифугирати. Раствор упарити у лончићу за жарење скоро до

сува. Остатку додати 10 капи 1:1 и благо загревати. Мирис сирћетне

киселине показује присуство ацетата. Могуће је осетити мирис сирћетне киселине

ако се сувом остатку додаје и трља стакленим штапићем.

ЛИТЕРАТУРА:

1. A. J. Vogel, Macro and Semimicro Qualitative Inorganic analysis,

Longman, London, 1976.

2. V. Alexeyev, Qualitative Analisys, Mir Publishers, Moscow,1971

47

Praktikum za kvalitativnu hemijsku analizu

Documents

Transcript of Praktikum za kvalitativnu hemijsku analizu