Методична вказівка

Методична вказівка

до практичних занять для студентів фармацевтичного факультету спеціальності „Фармація”

 

ЗАНЯТТЯ № 10 (практичне – 6 годин)

ТЕМА: Контрольна експериментальна задача „Аналіз суміші сухих солей”.

МЕТА: Навчитись проводити аналіз суміші сухих солей. Узагальнити і вивчити взаємний вплив реакцій комплексоутворення на реакції окиснення-відновлення.      

 

ПРОФЕСІЙНА ОРІЄНТАЦІЯ СТУДЕНТІВ

Дана експериментальна робота спрямована на узагальнення і систематизацію знань про характерні реакції катіонів й аніонів, систематичний і дробний аналіз суміші іонів. Завданням виконуваної роботи є вдосконалення практичних навичок при аналізі речовин. В окремих випадках аналізу лікарських засобів є необхідність виявлення ряду іонів (катіонів й аніонів) у суміші, наприклад, суха мікстура від кашлю для дітей містить одночасно солі: амоній хлорид, Натрій бензоат, Натрій гідрокарбонат. Для підтвердження тотожності цього препарату слід виконати характерні реакції на амоній, Натрій, хлорид, бензоат і гідрокарбонат.

Контрольна експериментальна робота є завершальним етапом вивчення якісного аналізу, а тому систематизує і узагальнює набуті раніше знання і закріплює практичні навички з якісного аналізу.

Окиснювально-відновні реакції і реакції комплексоутворення знайшли широке застосування в аналізі лікарських засобів: як реакції встановлення тотожності препаратів; як реакції, що лежать в основі кількісного визначення методами титриметрії, фотоколориметрії, спектрофотометрії, флуориметрії, потенціометрії, полярографії, електрогравіметрії, кулонометрії, вольтамперометрії. Як бачимо, знання теоретичних основ цих процесів є основою численних методів аналізу. А, отже, узагальнення і систематизація знань закономірностей протікання окиснювально-відновних реакцій і реакцій комплексоутворення є запорукою подальшого успішного засвоєння фармакопейних методів аналізу лікарських засобів.

 

ПРОГРАМА САМОПІДГОТОВКИ

1.                Хід аналізу суміші сухих солей:

а) попередні випробування;

б) вибір розчинника і розчинення суміші;

в) аналіз отриманого розчину і нерозчинного твердого залишку.

2.     Загальні і характерні реакції аніонів І, ІІ і ІІІ аналітичних груп, особливі випадки аналізу сумішей.

3.     Реакції випробування на чистоту і граничний вміст домішок (хлоридів, сульфатів, важких металів; солей амонію, Кальцію, Феруму, Цинку; сполук Арсену).

4.     Будова і класифікація комплексних сполук. Дентатність лігандів. Хелати, внутрішньокомплексні сполуки.

5.     Рівноваги в розчинах комплексних сполук: загальні та ступінчасті та їх константи. Кількісна характеристика комплексних сполук: константа стійкості, нестійкості.

6.     Термодинамічна, реальна і умовна константи стійкості і нестійкості та зв’язок між ними. Аналіз стійкості комплексних сполук, визначення можливості застосування певних реакцій утворення комплексних сполук в кількісному аналізі.

7.     Термодинамічна і кінетична стійкість комплексних сполук. Фактори впливу на стійкість комплексних сполук, приклади.

8.     Вплив протолітичних реакцій на рівновагу комплексоутворення. Показати на прикладах.

9.     Вплив комплексоутворення на розчинність важкорозчинних електролітів. Приклади застосування реакцій комплексоутворення для розчинення осадів з метою розділення іонів.

10.           Застосування неорганічних комплексів (аміакати, ацидокомплекси, ізо- і гетерополікислоти, полісульфіди) в хімічному аналізі.

11.           Комплексоутворюючі органічні реагенти (брильянтовий зелений, метиловий фіолетовий, родамін В, кристалічний фіолетовий, дитизон, арсеназо ІІІ, піридил-азо-нафтол (ПАН), піридил-азо-резорцин (ПАР), Натрій диетилдитіокарбамат (Na ДЕДТК), 8-оксихінолін).

12.           Реакції окиснення-відновлення, їх класифікація. Рівняння Нернста. Електрорушійна сила реакції.

13.                                    Стандартні і реальні електродні потенціали, їх визначення і розрахунок для окиснювально-відновних пар з різним агрегатним станом окисненої і відновленої форм.

14.           Оборотність і напрям перебігу окиснювально-відновних реакцій,  константа рівноваги. Визначення глибини протікання окисно-відновних реакцій та можливості їх застосування в кількісному аналізі.

15.           Фактори, що впливають на величину потенціалів окиснювально-відновних пар (рН, концентрація іонів, температура, перебіг конкуруючих реакцій).

16.           Швидкість окиснювально-відновних реакцій і способи її підвищення.

17.           Найбільш важливі окисники (Калій перманганат, нітратна кислота, Калій дихромат, амоній персульфат, Гідроген пероксид) та відновники (Натрій сульфіт, тіосульфат, оксалат), які застосовуються в аналізі та їх стійкість. Привести приклади застосування окисників і відновників в якісному аналізі катіонів та аніонів.

18.           Вплив реакцій осадження на значення окиснювально-відновного потенціалу пари. Приклади.

19.           Вплив реакцій комплексоутворення на значення окиснювально-відновного потенціалу пари. Приклади.

20.           Вплив протолітичних реакцій на значення окиснювально-відновного потенціалу пари. В яких випадках рН практично не впливає на значення окиснювально-відновного потенціалу пари, а коли вплив його дуже значний?

21.           Приклади застосування окиснювально-відновних реакцій в якісному аналізі катіонів та аніонів.

 

ЗРАЗКИ ТЕСТОВИХ ЗАВДАНЬ ТА СИТУАЦІЙНИХ ЗАДАЧ

1. Запропонувати хід аналізу суміші солей:

 

а) Na₂SO₃, K₂S;

б) Bi(NO₃)₃, NaNO₂;

в) ZnSO₄, BaCl₂;

г) Al₂(SO₄)₃, Na₂S₂O₃;

д) HgCl₂, K₃PO₄;

е) (NH₄)­₃AsO₄, FeCl₃;

є) Pb(NO₃)₂, KSCN;

ж) KI, CaCl₂;

з) CoSO₄, FeCl₂;

и) MgCO₃, NiCl₂;

і) AgNO₃, NaNO₂;

к) CuCl₂, SrSO₄;

л) CdSO₄, Hg₂(NO₃)₂;

м) CH₃COONa, KBr;

н) Cr₂(SO₄)₃, MnCl₂.

 

1. Реакціями відмінності карбонат- і гідрогенкарбонат-іонів є реакції з:

A. Магній карбонатом, метиловим оранжевим.

B. Барій нітратом, мінеральними кислотами.

C. Мінеральними кислотами, фенолфталеїном.

D. Фенолфталеїном, магній сульфатом.

E. Метиловим червоним, барій нітратом.

2. Згідно фармакопейної реакції, якщо у досліджуваному розчині присутні фосфат-іони … утворюється … осад з амоній молібдатом.

A. PO₄^3-, білий кристалічний.

B. НPO₄^2-, синій аморфний.

C. НPO₄^2-, жовтий аморфний.

D. Н₂PO₄^–, блідо-жовтий кристалічний.

E. PO₄^3-, жовтий кристалічний.

3. Для ідентифікації йодид-іонів в досліджуваному зразку КІ проводять фармакопейну реакцію з:

A. Натрій карбонатом.

B. Калій дихроматом.

C. Барій нітратом.

D. Плюмбум нітратом.

E. Меркурій (ІІ) нітратом.

4. Солі феруму (ІІІ) з тіоціанат – іонами … утворюють:

A. NO₂^–, розчин жовтого кольору.

B. S^2-, осад чорного кольору.

C. CN^–, осад червоного кольору.

D. SCN^–, розчин рожевого або червоного кольору.

E. CNO^–, розчин рожевого кольору.

5. ДФУ пропонує виявлення ацетат-іонів по реакції з лантан (ІІІ) нітратом, формула якого .. :

A. Li(NO₃)₃.

B. Lu(NO₃)₃.

C. La(NO₃)₃.

D. La₂(NO­₃)₃.

E. Lu(NO₂)₂.

6. Саліцилат-іони ДФУ пропонує виявляти  за допомогою ферум (ІІІ) хлориду, формула якого … в кислому середовищі за появою … забарвлення.

A. FeCl₃, фіолетового.

B. Fe₂Cl₃, жовтого.

C. FeCl, фіолетового.

D. FeCl₃, червоного.

E. FeCl₃, жовтого.

7. При спільній оцінці на допустимий вміст домішок Арсену, Селену і Телуру проводять випробування з … ….

A. Натрій сульфідом.

B. Гіпофосфітним реактивом.

C. Молібденовою рідиною.

D. Амоній молібдатом.

E. Калій йодидом.

8. Випробування на граничний вміст солей важких металів проводять у … середовищі з … .

A. Слабо лужному, реактивом тіоацетаміду.

B. Слабо кислому, калій йодиду.

C. Слабо лужному, калій йодиду.

D. Слабо лужному, кислотою сульфосаліциловою.

E. Слабо кислому, реактивом тіоацетаміду.

 

 

1.                Розрахуйте рівноважні концентрації іонів арґентуму і тіосульфат-іонів у розчині солі калій тіосульфатоаргенату (І) з концентрацією 0,2 моль/л.

2.                Розрахуйте рівноважну концентрацію іонів кадмію у розчині калій тетраціанокадміату (ІІ) з концентрацією 0,1 моль/л в присутності 0,5 моль/л калій ціаніду.

3.                Розрахуйте рівноважну концентрацію іонів алюмінію в 1 моль/л водному розчині калій гексагідроксоалюмінату при рН розчину 12,0.

4.                Розрахуйте як зміниться рівноважна концентрація іонів цинку в 1,0 моль/л розчині натрій тетрагідроксоцинкату при зміні рН розчину з 10,0 до 12,0.

5.                Розрахуйте ступінчасті константи стійкості та нестійкості для процесу комплексоутворення іонів кадмію (ІІ) з аміаком.

6.                Визначити, в якому напрямі пройде реакція між Fe³⁺ і : а) Калій йодидом; б) Калій бромідом; в) Калій хлоридом.

7.                Розрахуйте термодинамічну константу рівноваги реакцій між: а) Fe³⁺ і І^–; б) Fe²⁺ і МnO₄^–; в) Cr₂O₇^2- i Fe²⁺.

8.                Розрахуйте реальну константу рівноваги реакції між іонами Fe³⁺ i Sn²⁺ в 1 моль/л розчині хлоридної кислоти, якщо реальні потенціали, виміряні в 1 моль/л розчині хлоридної кислоти, рівні: Е^{0, р} (Fe³⁺/Fe²⁺) = 0,700 В,  Е^{0, р} (Sn^IV/Sn^II) = 0,14 В.

9.                Розрахувати стандартний потенціал напівреакції AgI + 1e Û Ag + I^–, виходячи з E° напівреакції Ag⁺ + e Û Ag.

10.           Розрахувати стандартний потенціал напівреакції HgS + 2e Û Hg↓ + S^2-, виходячи з E° напівреакції Hg²⁺ + 2e Û Hg↓.

11.           Розрахувати стандартний потенціл напівреакції Al³⁺ + 3e Û Al, виходячи з величини стандартного потенціалу напівреакції AlF₆^3– + 3e Û Al + 6F^–.

12.           Розрахувати стандартний потенціл напівреакції Al(OH)₄^– + 3e Û Al + 4OH^–, виходячи з величини стандартного потенціалу напівреакції Al³⁺ + 3e Û Al.

13.            Розрахувати формальний потенціл напівреакції Ag(CN)₄^3- + e Û Ag + 4CN^– в розчині Калій ціаніду з концентрацією 2 моль/л.

14.            Розрахувати формальний потенціл напівреакції Н₂О₂ + 2Н₃О⁺ + 2e Û 4Н₂О при  рН = 2; 5; 10.

15.            Розрахувати формальний потенціл напівреакції Cr₂O₇^2- + 14 H₃O⁺ + 6e Û 2Cr³⁺ + 21H₂O при рН = 1; 7; 13.

 

ПРАВИЛЬНІ ВІДПОВІДІ НА ТЕСТИ І СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

Тести: 1. D, 2. E, 3. B, 4. D, 5. C, 6. A, 7. B, 8. E.

Задачі: 1.  , 2. , 3. , 4. , 5. , 6. , 7. , 8. , 9. , 10. , 11. , 12. , 13. , 14. , 15. .

 

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ

Основні:   1. Гайдукевич О.М., Болотов В.В., Сич Ю.В. та ін. Аналітична хімія. – Х.: Основа. – 2000. – С. 158-160, 175-176.

2. Кузьма Ю., Ломницька Я., Чабан Н. Аналітична хімія: Навчальний посібник з теоретичних основ аналітичної хімії. – Львів: Видавн. Центр Львівського національного університету імені Івана Франка. – 2001. – С. 74-89.

3. Державна Фармакопея України, 2001. – С. 75-93.

4.http://intranet.tdmu.edu.ua/data/kafedra/internal/pharma_2/classes_stud/аналітична хімія/2 курс/українська/фармація/10 контрольна експериментальна задача 2.

 

 

Додаткові: 1. Жаровський Ф.Г., Пилипенко А.Т., П’ятницький І.В. Аналітична хімія. – К.: Вища школа. – 1982. –  С. 72-100, 319-324.

2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. Т.1 – М.: Химия, 1976. – С. 13-69, 77-83.

3. Основы аналитической химии / Под ред. Ю.А. Золотова, Кн. 1. – М.: Высш. шк. – 2002. – С. 138-191.

4. Харитонов Ю.Я. Аналитиче

ская химия (аналитика). Кн.1. – М.: Высш. Шк. – 2001. – С. 146-232, 501-514.

5. Шемякин Ф.М., Карпов А.Н., Брусенцов А.Н. Аналитическая   химия. – М.: Высшая школа, 1965. – С.171 – 305.

6. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. Кн. 1. – М.: Высш. Шк. – 1982. – С. 63-109, 149-271.

7. Алексеев В.Н. Курс качественного химического полумикроанализа. – М.: Химия. – 1972. – С. 550-567.

8. Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Задачи и вопросы по аналитической химии. – М.: Мир, 2001. – С. 44-58, 70-88.

 

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

Перед початком аналізу вивчають характерні властивості досліджуваної речовини: колір, запах, агрегатний стан, кристалічну структуру (кристалічна чи аморфна).

За забарвленням аналізованого зразка інколи можна висловлювати припущення про наявність або відсутність у ньому тих чи інших катіонів. Якщо, наприклад, об’єкт є прозорою або білою масою, то це вказує на відсутність у ньому значних кількостей забарвлених катіонів й аніонів – Cr³⁺ (синьо-зелений, інколи фіолетовий), Mn²⁺ (світло-рожевий), Fe³⁺ (жовто-бурий), Co²⁺ (рожевий), Ni²⁺ (зелений), Cu²⁺ (голубий або голубий із смарагдово-зеленкуватим відтінком), CrO₄^2- (жовтий), Cr₂O₇^2- (оранжевий), MnO­_4­^– (фіолетово-чорний). Якщо зразок речовини має забарвлення, то можна припустити, що присутні окремі з перерахованих іонів. При наявності декількох забарвлених іонів у досліджуваному об’єкті, його забарвлення буде проміжним між забарвленнями індивідуальних іонів.

Якщо аналізована речовина представляє собою однорідну речовину, легко розчинну у воді, то її безпосередньо розчиняють у воді.

Якщо досліджувана речовина тверда, то її старанно подрібнюють, бо в такому вигляді вона краще розчиняється. Крім того, подрібнення дуже важливе, коли аналіз виконують напівмікрометодом, при якому дослідженню піддається дуже невелика кількість речовини. Зразки металів або сплавів використовують у вигляді ошурків або металевої стружки.

Якщо ж аналізований твердий об’єкт є неоднорідним і нелегко розчиняється у воді, то його розтирають, подрібнюючи у ступці (агатовій, яшмовій, фарфоровій), до отримання однорідної маси, яка складається з дрібних частинок.

Отриманий порошок ретельно перемішують (для досягнення максимально можливої однорідності всієї маси) і відбирають середню пробу методом квартування.

Середня проба – це невелика представницька частина речовини, склад і властивості якої тотожні складу і властивостям всієї маси аналізованої речовини.

Маса проби аналітичної наважки визначається природою аналізованого об’єкту і вибраним методом аналізу.

Підготовлену до аналізу речовину розділяють на чотири частини: одна використовується для аналізу на катіони, друга – для попередніх випробувань, третя – на аніони, четверта – як резервна, необхідна для перевірки результатів аналізу.

Кількість подрібненої речовини для аналізу повинна бути не дуже великою, бо апаратура і техніка напівмікрометоду вимагають невеликої кількості речовини і розчину. Дуже зменшувати її також не слід, бо деякі катіони можна не виявити. Беруть переважно 0.02-0.03 г речовини, розчиненням її одержують об’єм розчину близько 1 мл (процес переведення в розчин описано нижче). Якщо передбачається виявлення домішок, то беруть більше речовини. Розчин для виявлення аніонів доцільно готувати з деяким запасом (2-3 мл).

І. ПОПЕРЕДНІ ВИПРОБУВАННЯ

Перед систематичним ходом аналізу доцільно з окремими порціями речовини провести ряд попередніх випробувань. Вони необхідні при виборі раціонального способу переведення речовини в розчин і полегшують аналіз. Якщо аналізують розчин, то частину його випаровують до сухого стану, і для попередніх випробувань беруть окремі порції сухого залишку. Для виявлення катіонів проводять такі випробування:

А. Забарвлення полум’я. Очищеною платиновою чи ніхромовою дротинкою набирають трохи досліджуваної речовини, вносять її у верхню частину полум’я пальника і спостерігають його забарвлення. Якщо забарвлення не змінюється, то пробу на дротині змочують хлоридною кислотою і повторюють дослід. За забарвленням полум’я можна припустити наявність того або іншого катіона в аналізованому об’єкті: жовте – катіони Na⁺, фіолетове – K⁺, цеглясто-червоне – Ca²⁺, карміново-червоне – Li⁺, Sr²⁺, жовто-зелене – Ва²⁺, зелене – Бору, Cu²⁺, Bi³⁺, блідо-голубе і синє – Pb²⁺, Sn^II,IV, As^III,V, Sb^III,V. На основі такого досліду не можна зробити остаточних висновків, бо забарвлення полум’я від одного елемента може маскуватись іншим; крім того, зразок навіть при обробці хлоридною кислотою не завжди утворює леткі хлориди, які забарвлюють полум’я.

Б. Забарвлення перлів бури Na₂B₄O₇×10H₂O або фосфату NaNH₄HPO₄. Платинову чи ніхромову дротинку розжарюють у полум’ї пальника, занурюють у порошок бури чи вказаного фосфату і знову вносять у полум’я, поки на кінці дротинки не утвориться прозора кулька. Нагріті перли вносять у порошок проби і прожарюють спочатку у верхній частині полум’я, а потім у нижній. Після охолодження перла спостерігають його забарвлення. У верхній (окиснювальній) частині полум’я в присутності Кобальту і Купруму перли забарвлюються в синій колір, Хрому – в зелений, Ніколу – в червоно-бурий, Феруму – у жовто-бурий. У нижній (відновній) частині полум’я перли забарвлюються в такі кольори: Купрумом – в червоно-бурий, Хромом – у зелений, Ферумом – у зелений, Ніколом – у сірий, Кобальтом – синьо-голубий. При одночасній присутності в аналізованому зразку декількох катіонів, які утворюють забарвлені перли, загальний колір перла виходить змішаним, проміжним між кольорами перлів окремих катіонів, що заважає одночасному виявленню якогось катіона.

ІІ. РОЗЧИНЕННЯ РЕЧОВИНИ

Записавши у журнал результати спостережень і попередніх випробувань, приступають до аналізу. Аналіз доцільно починати з виявлення катіонів, бо наявність деяких з них свідчить про відсутність ряду аніонів. Перед аналізом речовину переводять у розчин.

1. Досліджувана речовина тверда – суміш солей, оксидів (гідроксидів). Окремими дослідами з невеликими порціями речовини добирають розчиник, розчиняють її і аналізують на катіони.

Добір розчинника починають з випробування на розчинність речовини у воді. Якщо вона в воді не розчиняється, (або розчиняється частково), то досліджують на розчинність у HCl, HNO₃ та їхніх сумішах. Речовини, що не розчиняються в кислотах, переводять у розчин, як це описано нижче.

а. Переведення в розчин і аналіз речовин, розчинних у воді. Невелику кількість (розміру приблизно сірникової головки) речовини обробляють при перемішуванні в конічній пробірці 15-20 краплями дистильованої води. Якщо потрібно, то суміш нагрівають на водяній бані протягом кількох хвилин. Якщо повного розчиннення немає, то переконуються, чи є часткове розчинення. Для цього відцентрифуговують залишок і кілька крапель прозорого розчину випаровують до сухого стану на предметному склі. Поява нальоту свідчить про часткову розчинність речовини у воді. У випадку повного розчинення готують розчин 20 – 30 мг речовини в 1,0 – 1,5 мл води і аналізують його на катіони. Навіть при частковій розчинності у воді доцільно таким способом перевести в розчин всі розчинні складові частини і аналізувати розчин окремо від нерозчинного залишку. Визначають забарвлення і pH (рН розчину визначають за допомогою універсального індикаторного паперу). Забарвлення розчину свідчить про наявність іонів Cu²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Fe³⁺, Cr³⁺, CrO₄^2–, Cr₂O₇^2–, MnO₄^–. Низьке значення pH може бути зумовленим присутністю в розчині вільних кислот чи солей Бісмуту, Меркурію, Титану і Феруму. Якщо розчин має лужну реакцію, то можуть бути присутніми іони PbO₂^2–, [Cu(NH₃)₄]²⁺, [Cd(NH₃)₄]²⁺, [Ag(NH₃)₂]⁺, комплексні ціаніди, солі тартратної кислоти тощо. Арсен, Стибій і Станум в цьому випадку присутні у вигляді аніонів відповідних кислот.

б. Переведення в розчин і аналіз речовин, нерозчинних у воді, але розчинних у кислотах. Речовину, нерозчинну у воді, розчиняють у кислотах або їх сумішах.

Невелику кількість (таку саму, як у першому випадку) речовини послідовно обробляють при перемішуванні в пробірці 2 моль/л розчином HCl, а потім, якщо необхідно, у концентрованій HCl при звичайній температурі і при нагріванні на водяній бані. Уважно стежать за явищами, що мають місце при розчиненні. Іноді при розчиненні виділяються гази (CO₂, SO₂, H₂S, NO₂), що дає змогу зробити деякі висновки про хімічний склад зразка – наявність карбонатів, сульфітів, сульфідів, тіосульфатів, нітритів, нітратів разом з відновниками.

 

Характеристика газів, які виділяються із досліджуваної проби при додаванні до неї кислот.

У хлоридній кислоті не розчиняється ряд сполук, на які діє нітратна кислота, наприклад, сульфіди Купруму, Вісмуту, Меркурію. Тому незалежно від результатів попередньої проби, іншу порцію речовини розчиняють в 6 моль/л HNO₃ при нагріванні. Нарешті, якщо речовина не розчиняється ні в HCl, ні в HNO₃, взятих окремо, випробовують дією на неї суміші цих кислот (царська горілка) при нагріванні.

Якщо речовина розчиняється і в хлоридній, і в нітратній кислотах, перевагу в багатьох випадках віддають нітратній, бо нітрати менш леткі, ніж хлориди, і, видаляючи надлишок кислоти випаровуванням, менш ймовірно втратити яку-небудь складову частину зразка.

Інформативним тестом може бути дія розбавленої і концентрованої сульфатної кислоти. Розбавлена сульфатна кислота витісняє слабкі кислоти з їхніх солей – карбонатів, сульфатів, тіосульфатів, сульфідів, ціанідів, нітритів, ацетатів. Слабкі кислоти, які виділяються, є нестійкими в кислому середовищі і розкладаються або є леткі. Деякі з цих продуктів мають характерний запах і колір.

Концентрована сульфатна кислота при взаємодії з досліджуваною речовиною може виділяти газоподібні продукти реакції також з фтори дів, хлоридів, бромідів, йодидів, тіоціанатів, оксалатів, нітратів. При наявності в досліджуваному об’єкті фторидів виділяються пари HF; при наявності хлоридів – пари HCl і газоподібний Сl₂; при наявності бромідів – пари HBr і жовтий газоподібний Br₂; при наявності йодидів – фіолетові пари І₂; при наявності тіоціанатів – газоподібний SO₂; при наявності оксалатів – безколірній газоподібні СО і СО₂.

Цей тест можна проводити лише під тягою і з великою обережністю, так як можливе розбризкування дрібних краплин концентрованої сульфатної кислоти.

Вибравши кислоту-розчинник, 20 – 30 мг речовини (чи залишок після розчинення у воді) обробляють у тиглі 25 – 30 краплями цієї кислоти. Розчин кип’ятять і обережно, запобігаючи прожарювання, випаровують до сухого стану (тяга!). Потім у тигель добавляють 25 – 30 крапель води, перемішують для прискорення розчинення і переносять вміст тигля в конічну пробірку. Розчин аналізують на катіони, як описано в занятті № 8.

в. Переведення в розчин і аналіз речовин, нерозчинних у кислотах. До таких речовин належать сульфати лужноземельних металів та Плюмбуму, галогеніди Аргентуму, деякі природні або утворені при прожарюванні осадів оксиди – Al₂O₃, Cr₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, SnO₂, SiO₂ тощо, а також силікати, хромистий залізняк Fe(CrO₂)₂.

Якщо в суміші присутні сульфати, то їх переводять у карбонати з концентрованим розчином Na₂CO₃ чи сплавленням з сумішшю Na₂CO₃ і K₂CO₃. Плюмбум сульфат відокремлюють від сульфатів лужноземельних металів дією 30%-ого розчину амоній ацетату. Галогеніди Аргентуму відновлюють металічним цинком у присутності H₂SO₄ при нагріванні:

2AgI + Zn ® 2Ag↓ + Zn²⁺ + 2I^–.

Осад металічного срібла розчиняють при нагріванні в 6 моль/л розчині HNO₃.

Силіцій (ІV) оксид і силікати переводять у розчин також сплавленням з 6-кратним надлишком суміші безводних Калій або Натрій карбонатів. Розплав після охолодження обробляють розбавленою HCl і після обезводнювання і відокремлення силікатної кислоти розчин аналізують на катіони. Нерозчинні Алюміній, Ферум і Титан (ІV) оксиди сплавляють з Калій піросульфатом:

K₂S₂O₇ = K₂SO₄ + SO₃;

Al₂O₃ + 3SO₃ = Al₂(SO₄)₃.

Сплав охолоджують і розчиняють у гарячій воді. Станум і Стибій оксиди  переводять у розчин після сплавлення з надлишком (1:6) суміші сірки і Натрій карбонату:

2SnO₂ + 2Na₂CO₃ + 9S = 2Na₂SnS₃ + 2CO₂ + 3SO₂.

2. Досліджувана речовина – розчин (або розчин з осадом). Якщо об’єктом дослідження є прозорий розчин, то його відразу аналізують на катіони (заняття № 8). За умови, що розчин містить осад, його відокремлюють і досліджують на розчинність у кислотах. Розчин, який одержують від дії кислот, або приєднують (після видалення надлишку кислоти випаровуванням і додаванням води) до основного розчину і аналізують на катіони, як звичайно, або обидва розчини аналізують окремо. Нерозчинний залишок переводять у розчин, як було описано вище.

ІІІ. АНАЛІЗ РОЗЧИНУ

1. Аналіз розчину на катіони (див. заняття № 6).

2. Аналіз розчину на аніони (див. заняття № 7-9).

 

ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

 

СТУДЕНТ ПОВИНЕН ЗНАТИ:

 

1. Хід аналізу суміші солей:

а) способи переведення досліджуваної проби в розчин;

б) групові і характерні реакції на катіони і аніони.

2. Основні закономірності протікання реакцій комплексоутворення та окиснювально-відновних реакцій в розчинах електролітів.

3. Характерні реакції аніонів, реакції випробувань на чистоту і граничний вміст загальних домішок.

 

СТУДЕНТ ПОВИНЕН ВМІТИ:

1. Провести аналіз суміші двох солей.

2. Розраховувати загальні і ступінчасті константи стійкості і нестійкості комплексних сполук.

3. Розраховувати напрям перебігу окисно-відновних реакцій, стандартний і формальний окиснювально-відновний потенціал пар.

4. Проводити реакції випробувань на граничний вміст домішок.

 

Методичну вказівку склав                                         доц. Л.В. Вронська

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

 7 червня 2012 р. протокол № 17