Сборник основных формул по химии для ВУЗов - [18]

.

2. Реактив, условия: минеральные кислоты (HCl, HNO₃, H₂SO₄), известковая вода (Са(OH)₂).

Уравнения реакций:

CO₃^2- + 2H⁺ = CO₂↑ + Н₂O

Са(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃↓ + Н₂O

Наблюдения: выделение газа, помутнение известковой воды.

Ион: PO >4 >3-

1. Реактив, условия: Ba(NO₃)₂

Уравнение реакции:

Na₃PO₄ + Ba(NO₃)₂ = Ba₃(PO₄)₂↓ + 2NaNO₃

Наблюдения: белый осадок, растворимый в минеральных кислотах.

2. Реактив, условия: молибденовая жидкость, раствор молибдата аммония (NH₄)₂MoO₄ в азотной кислоте, NH₄NO₃

Уравнение реакции:

PO₄^3- + 3NH₄⁺ + 12МоO₄^2- + 24Н⁺ = (NH₄)₃[P(Mo₃O₁₀)₄]↓ + 12Н₂O

Наблюдения: желтый кристаллический осадок.

Ион: SiO >3 >2-

1. Реактив, условия: разбавленные растворы кислот.

Уравнение реакции:

SiO₃^2- + 2H⁺ = H₂SiO₃↓

Наблюдения: образование геля кремниевой кислоты.

2. Реактив, условия: соли аммония (NH₄Cl, или (NH₄)₂SO₄, или NH₄NO₃).

Уравнение реакции:

SiO₃^2- + 2NH₄⁺ + (2Н₂O) = H₂SiO₃↓ + 2NH₃ + (2Н₂O)

Наблюдения: образование геля кремниевой кислоты.

3.2. II аналитическая группа

Ион: Cl¯

Реактив, условия: AgNO₃, NH₄OH, HNO₃.

Уравнения реакций:

Ag⁺ + CI¯ = AgCl↓

AgCl↓ + 2NH₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ = AgCl↓ + 2NH₄NO₃

Наблюдения: белый осадок, растворим в NH₄OH, образуется в HNO₃.

Ион: S >2-

1. Реактив, условия: разбавленные растворы кислот, фильтровальная бумага, смоченная ацетатом свинца РЬ₂(CH₃COО)₂.

Уравнения реакций:

S^2- + 2Н⁺ = H₂S↑

H₂S↑ + Pb²⁺ + 2CH₃COО¯ = PbS↓ + 2CH₃COOH

Наблюдения: резкий запах, почернение фильтровальной бумаги, смоченной ацетатом свинца.

2. Реактив, условия: соли сурьмы(III), Sb₂S₃

Уравнение реакции:

3S^2- + 2Sb³⁺ = Sb₂S₃↓

Наблюдения: оранжевый осадок.

3. Реактив, условия: соли кадмия(II), Cd(NO₃)₂

Уравнение реакции: S^2- + Cd²⁺ = CdS↓

Наблюдения: желтый осадок.

3.3. III аналитическая группа

Ион: NO >3 ¯

Реактив, условия: дифениламин (C₆H₅)₂NH в H₂SO₄ (конц.)

Наблюдения: темно-синее окрашивание на стенках пробирки.

Ионы: МoO >4 >2- , WO >4 >2- , VO >3 ¯

Реактив, условия: дифениламин (C₆H₅)₂NH в H₂SO₄ (конц.)

Наблюдения: темно-синее окрашивание на стенках пробирки.

Ион: VO >3 ¯

1. Реактив, условия: Н₂O₂, эфир. Уравнение реакции:

VO₃¯ + Н₂O₂ = VO₄¯ + Н₂O

Наблюдения: окрашивание органической фазы в оранжевый цвет.

2. Реактив, условия: лигнин (газетная бумага)

Наблюдения: лигнин, содержащийся в газетной бумаге, восстанавливает ион VO_3¯ до низших степеней окисления, которые окрашивают газетную бумагу в черно-зеленый цвет.

Ион: CH >3 COО¯

Реактив, условия: H₂SO₄ (конц.)

Уравнение реакции:

CH₃COО¯ + Н⁺ = CH₃COOH

Наблюдения: запах уксуса.

4. Количественный анализ

4.1. Титриметрический (объемный) анализ

Молярная концентрация с_э = n_э/V, где n_э – количество вещества эквивалентов, моль; V– объем раствора, л; единица измерения концентрации – моль/л.

Количество вещества эквивалента (n_э) n_э = m/M_э = c_э V, где m – масса вещества, г; M_э – молярная масса эквивалента, г/моль, V – объем раствора, л.

Закон эквивалентов: n_э(А) = n_э(В) или

Титр – количество граммов растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора.

Титр по определяемому веществу – количество граммов определяемого вещества, которое реагирует с 1 мл титранта.

Прямое титрование – простейший прием титрования, заключающийся в том, что к определенному объему раствора определяемого вещества (А) по каплям приливают титрант (рабочий раствор) вещества (В).

Обратное титрование – процесс титрования, при котором к определенному объему раствора определяемого вещества (А) приливают точно известный объем титранта (В₁), взятого в избытке. Избыток не вошедшего в реакцию вещества (В₁) оттитровывают раствором другого титранта (В₂) точно известной концентрации.

Заместительное титрование. Процесс титрования, при котором к определяемому веществу (А) прибавляют вспомогательное вещество (Р), реагирующее с ним с выделением эквивалентного количества нового вещества (А₁), которое оттитровывают соответствующим титрантом (В). Таким образом, вместо непосредственного титрования определяемого вещества (А) титруют его заместитель (А₁). Так как количества A и A₁ эквивалентны, то количество вещества эквивалента определяемого вещества n_э(А) равно количеству вещества эквивалента титранта n_э(В):

4.2. Метод нейтрализации

Уравнение реакции: Н⁺ + OH¯ → Н₂O или Н₃O⁺ + OH¯ → 2Н₂O.

Основные титранты (рабочие растворы): растворы сильных кислот (HCl или H₂SO₄) и сильных оснований (NaOH или KOH).

Установочные вещества (или первичные стандарты): тетраборат натрия Na₂B₄O₇ × 10 Н₂O, карбонат натрия Na₂CO₃, щавелевая кислота Н₂С₂O₄ • 2Н₂O, янтарная кислота Н₂С₄Н₄O₄.

Индикаторы: кислотно-основные индикаторы (см. таблицу).

Характеристики некоторых индикаторов приведены в таблице.

Некоторые примеры кислотно-основного титрования

Титрование сильной кислоты сильным основанием

HCl + NaOH → NaCl + Н₂O

Н⁺ + OH¯ → Н₂O

В точке эквивалентности образуется соль сильной кислоты и сильного основания, которая не подвергается гидролизу. Реакция среды будет нейтральной (рН = 7). В данном случае индикатором может служить лакмус.

Титрование слабой кислоты сильным основанием

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + Н₂O

CH₃COOH + OH¯ – > CHgCOO¯ + Н₂O

Образующаяся соль слабой кислоты и сильного основания в растворе подвергается гидролизу: