Анализ анионного и катионного состава смеси

Скачать

Аналитическая химия - наука о методах анализа; области ее применения. Сероводородная аналитическая и кислотно-основная классификация катионов по группам, групповые реагенты. Отбор проб сухих веществ и способы растворения. Анализ анионного состава смеси.

Размер: 35,8 K
Тип: курсовая работа
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Термодинамический расчет смеси
Энтальпия, теплоемкость в стандартном состоянии при заданной температуре для четырехкомпонентной смеси заданного состава. Плотность жидкой смеси на ли...

Минералогия урана
В учебном пособии представлены материалы по минералогии урана. Рассмотрены физические и физико-химические свойства минералов. Подробно излагаются мето...

Проектирование состава бетона
Оценка агрессивности водной среды по отношению к бетону. Определение параметров состава бетона I, II и III зон, оптимальной доли песка в смеси заполни...

Производство асфальтобетонных смесей
Требования, предъявляемые к асфальтобетонной смеси, характеристика материалов, применяемых для ее приготовления. Подбор состава асфальтобетонной смеси...

Хроматографические методы анализа и их использование в анализе объектов окружающей природной среды
Исключительно мощное средство контроля загрязнения различных объектов окружающей среды - хроматографические методы, позволяющие анализировать сложные...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

16

Введение

анализ катион реагент анионный смесь

Аналитическая химия - это раздел химической науки, разрабатывающий на основе фундаментальных законов химии и физики принципиальные методы и приёмы качественного и количественного анализа атомного, молекулярного и фазового состава вещества.

Приведенное определение аналитической химии в целом отображает её содержание.

Аналитическая химия занимается научным обоснованием операций, приёмов, которые применяются при разработке, совершенствовании и выполнении различных методов химического анализа. Следует различать понятия «аналитическая химия» и «химический анализ». Аналитическая химия - наука о методах анализа, а химический анализ - это уже известные методы определения состава вещества, количественных соотношений его компонентов, используемые в практике. Химический анализ можно разделить в соответствии с решаемыми проблемами на качественный и количественный. В данной работе мы рассмотрим только качественный химический анализ.

Качественный химический анализ - это определение (открытие) химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе.

Качественный анализ состоит из:

- Предварительные испытания (операции, проводимые перед выполнением анализа).

- Дробный анализ (обнаружение иона или вещества в пробе с помощью специфического реагента, в присутствии всех компонентов пробы)

- Систематический анализ (Анализ с разделением ионов по аналитическим группам, с последующим определением каждого иона.)

Аналитическая химия находит применение в различных научно-производственных сферах: геохимия, геология, минералогия, металлургия и химическая промышленность.

1. Теоретическая часть

1.1 Сероводородная классификация катионов по группам

Основы данной классификации были созданы ещё в XIX веке. Сероводородная классификация длительное время была повсеместно распространенной в аналитической химии и лишь во второй половине XX века она стала вытесняться другими методами анализ, при которых не требуется получение и применение токсичного сероводорода(H2S).

Разработаны различные варианты сероводородного метода, различающиеся деталями. Общая схема анализа в основном сохраняется во всех вариантах.

Сероводородная аналитическая классификация катионов по группам базируется на использовании в качестве четырёх групповых реагентов: раствора хлороводородной кислоты HCl, раствора сероводорода H2S, раствора сульфида аммония (NH4)2S и раствора карбоната аммония (NH4)2CO3. Катионы по этой классификации разделяются на пять аналитических групп (см. табл. 1), в зависимости от растворимости их хлоридов, сульфидов, и карбонатов. Иногда некоторые катионы, например катионы свинца Pb+2 включают в разные аналитические группы.

Несмотря на то, что эта классическая схема анализа позволяет открывать многие катионы, она обладает рядом недостатков, главный из которых - необходимость применения высокотоксичного сероводорода.

Таблица 1.

Сероводородная (сульфидная) классификация катионов

Группа

Катионы

Групповой реагент

Характеристика группы

I

Li+, K+, Na+, NH4+, Mg2+

Нет

II

Ba2+, Sr2+, Ca2+

(NH4)2CO3 , (NH4OH + NH4Cl)

Карбонаты нерастворимы в воде. Не осаждаются (NH4)2S или H2S в виде сульфидов, в отличие от III, IV, V групп.

III

Ni2+, Co2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Zn2+

(NH4)2S, (NH4OH + NH4Cl)

Сульфиды и гидроксиды нерастворимы в воде. В отличие от IV и V групп не осаждаются H2S из раствора HCl в виде сульфидов.

IV

1-ая подгруппа: Cu2+, Cd2+, Bi3+, Hg2+

2-ая подгруппа: Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, As3+, As5+

H2S (из раствора HCl)

Сульфиды нерастворимы в полисульфиде аммония (NH4)2Sn, в отличие от сернистых соединений.

1.2 Кислотно-основная классификация катионов по группам

Данная классификация катионов по группам основана на использовании в качестве групповых реагентов водных растворов кислот и оснований - хлороводородной кислоты HCl, серной кислоты H2SO4, гидроксида натрия NaOH (в присутствии пероксида водорода H2O2) и аммиака NH3. Эта классификация менее совершенна, чем сероводородная, и разработана менее детально, однако при ее использовании не требуется получение и применение токсичного сероводорода.

Катионы, открываемые в рамках кислотно-основной классификации, подразделяются на шесть аналитических групп.(табл. 2.)

Таблица 2. Кислотно-основная классификация катионов.

Группа

Катионы

Групповой реагент

Характеристика группы

I

(хлоридная)

Ag+, Pb2+, [Hg2]2+

2н HCl

Образование малорастворимых хлоридов

II

(сульфатная)

Ba2+, Sr2+, Ca2+

2н H2SO4

Образование малорастворимых в воде и кислотах сульфатов

III

(амфолитная)

Al3+, Cr3+, Zn2+

Sn2+, Sn4+, As3+, As5+

2н NaOH

Образование растворимых солей типа NaAlO2, Na2ZnO2, NaCrO2, Na2SnO2.

IV

(гидроксидная)

Bi3+,

Sb3+, Sb5+, Fe2+, Fe3+, Mn2+,Mg2+

2н NaOH

Образование малорастворимых гидроокисей

V

(аммиакатная)

Ni2+, Co2+ Hg2+

Cu2+, Cd2+

2н NH4OH

(избыток)

Образование растворимых комплексов-аммиактов.

VI

(растворимая)

Li+, K+, Na+, NH4+

Нет группового реактива

Хлориды, сульфаты, гидроксиды растворимы в воде

1.3 Химический анализ анионов

Анализ анионов существенно отличается от анализа катионов. Если для катионов существует систематический ход анализа, построенный на последовательном делении их на группы с помощью групповых реакций, то для анионов такого строго систематического анализа нет.

Разнообразные классификации анионов основаны на реакциях осаждения, разложения, комплексообразования, окисления-восстановления. В качестве групповых реагентов используют соли бария, серебра, кальция, свинца, цинка, смеси солей бария и кальция. Эти реактивы применяют при различных значениях pH раствора. В качестве групповых реагентов на анионы легко разлагаемых кислот используют также растворы кислот (CH3COOH, HCl). Различные отношения анионов к окислителям (KMnO4 + H2SO4) или восстановителям (KI + H2SO4