Элективный курс предпрофильной подготовки «Аналитическая химия. Качественный анализ»
рабочая программа по химии (9 класс)

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа №2 имени Ю.А. Гагарина   села Успенского муниципального образования Успенский район

Программная продукция

«Физико – химическая тематика» (аналитическая химия)

Аналитическая химия. Качественный анализ.

Программа курса по выбору в системе профильного обучения.

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ

Автор – Букарь Наталья Викторовна, учитель химии МАОУ СОШ №2                  имени Ю.А. Гагарина, высшая категория

  Название программы – «Аналитическая химия. Качественный анализ»

Сфера применения – курс по выбору в системе профильного обучения.

Объем нагрузки – 16 часов / учебный год.

                                                                                                    352451, Краснодарский край,

                                                                                   Успенский район,

                                                                                    село Успенское,

                                                                                    ул. Гагарина, 2

                                                                                    E-mail: school2@usp.kubannet.ru

2017 год

Аннотация

к программе курса «Аналитическая химия. Качественный анализ»

Цели курса:

- развитие общекультурной компетентности учащихся;

- расширение и углубление химических знаний о качественном анализе веществ и использование их на практике;

- развитие познавательной активности;

 - формирование представлений о профессиях, связанных с аналитической химией.

Задачи курса:

 - углубление знаний учащихся о методах качественного анализа;

 - формирование умений работы с научной и научно-популярной литературой;

 - совершенствование умений обращения с химическими веществами, приборами и оборудованием;

- развитие творческих способностей учащихся, наблюдательности, воображения.

Содержание курса раскрывает основы качественного анализа в аналитической химии – науки о методах исследования состава веществ, знакомит с методикой  качественного   анализа, помогающей установить, какие химические элементы   содержатся в изучаемом объекте. Лабораторные и практические работы по определению содержания катионов и анионов в растворе не только дополняют теоретические знания по неорганической химии, но и актуализируют практические умения (анализ воды из природных источников, минеральная вода). Содержание курса по выбору предполагает практическую деятельность учащихся, непосредственную работу с химическими реактивами и посудой, а также обучение восприятию лекционного материала, его оформления в лабораторных тетрадях. Учащиеся должны знать  основы качественного анализа,  классификацию ионов, уметь проводить химический эксперимент по обнаружению катионов и анионов в растворах, составлять отчет о проделанной работе.

Общая трудоемкость: 16 часов. Элективный курс «Аналитическая химия. Качественный анализ» рассчитан на 16 часов, рекомендован для учащихся 9 класса, проявляющих интерес к естественнонаучным дисциплинам, в рамках предпрофильной подготовки.

Сведения об авторе

Оглавление.

Пояснительная записка………………………………………………………5

Материалы к проведению занятий

1.   Предмет аналитической химии. Методы анализа…………………...8
2.   Группы катионов. Способы и техника обнаружения ионов………11 
3.    Группы анионов. Способы и техника обнаружения ионов……….21

4.    Схема анализа по идентификации неизвестного вещества................25

5.    Анализ воды из природных источников……………………………31

   Словарь терминов……………………………………………………34

          Список использованной литературы……………………………….35

Пояснительная записка.

Элективный курс «Аналитическая химия. Качественный анализ» рассчитан на 16 часов, рекомендован для учащихся 9 класса, проявляющих интерес к естественнонаучным дисциплинам, в системе профильного обучения,  носит предметно - ориентированный характер. Содержание курса раскрывает основы качественного анализа в аналитической химии – науки о методах исследования состава веществ, знакомит с методикой  качественного   анализа, помогающей установить, какие химические элементы   содержатся в изучаемом объекте. Лабораторные и практические работы по определению содержания катионов и анионов в растворе не только дополняют теоретические знания по неорганической химии, но и актуализируют практические умения (анализ воды из природных источников, минеральная вода). Содержание курса по выбору предполагает большую практическую деятельность учащихся, непосредственную работу с химическими реактивами и посудой, а также обучение восприятию лекционного материала, его оформления в лабораторных тетрадях. Учащиеся должны знать  основы качественного анализа,  классификацию ионов, уметь проводить химический эксперимент по обнаружению катионов и анионов в растворах, составлять отчет о проделанной работе.

Цели курса:

- развитие общекультурной компетентности учащихся;

- расширение и углубление химических знаний о качественном анализе веществ и использование их на практике;

- развитие познавательной активности;

 - формирование представлений о профессиях, связанных с аналитической химией.

Задачи курса:

 - углубление знаний учащихся о методах качественного анализа;

 - формирование умений работы с научной и научно-популярной литературой;

 - совершенствование умений обращения с химическими веществами, приборами и оборудованием;

- развитие творческих способностей учащихся, наблюдательности, воображения.

Программой предусмотрено проведение лабораторных опытов и практических работ.

Учебно – тематическое  планирование

Итого: 16 часов, из них лабораторных работ - 3, практических работ  -  2.

Требования к результатам обучения.

После изучения курса по выбору  « Аналитическая химия. Качественный анализ» ученики должны:

 знать предмет и значение аналитической химии, методы анализа, группы катионов и анионов, способы и технику обнаружения ионов, правила заполнения лабораторного журнала;

  уметь на практике применять полученные знания, составлять схемы анализа веществ и определять способы обнаружения катионов и анионов, делать правильные выводы;

  использовать приобретенные знания  и умения в решении экспериментальных задач.

Литература для учащихся

1. Аликберова  Л.Ю. Занимательная химия. – М.; АСТ – Пресс, 1999. - 560 с.
2. Аликберова Л.Ю., Рукк Н.С. Полезная химия: задачи и истории. – М.: Дрофа, 2005. -187 с.
3. Гроссе Э., Вайсмантель Х. Химия для любознательных. – Л.: Химия, 1985. - 105 с.
4. Прохорова Г.В. Качественный химический анализ /практикум для школьников/ МГУ, М. 2006. – 46 с.
5. Шустов С.Б., Шустова Л.В. Химические основы экологии – М.: Просвещение, 1995. – 239 с.
6. Энциклопедический словарь юного химика. – М.: Педагогика – Пресс, 1999. – 320 с.
7. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. – М.: Аванта +, 2001. – 640 с.
8. http://megaobuchalka.ru/5/
9. http://megaobuchalka.ru/6/

Литература для учителя

1. Саенко О.Е. Аналитическая химия: Учебник для средних специальных учебных заведений. -  Рн/Д: Феникс, 2013. – 287 с.
2. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. В 2-х томах. Т.1 – М.: Высшая школа, 2010. – 615 с.

Материалы к проведению занятий.

4. Предмет аналитической химии. Методы анализа.

Существуют различные определения понятия «аналитическая химия», например:

Аналитическая химия - это наука о принципах, методах и средствах определения химического состава и структуры веществ.

Аналитическая химия - это научная дисциплина, которая развивает и применяет методы, приборы и общие подходы для получения информации о составе и природе вещества в пространстве и времени (определение, принятое Федерацией европейских химических обществ в 1993 году).

Задачей аналитической химии является создание и совершенствование её методов, определение границ их применимости, оценка метрологических и других характеристик, разработка методик анализа конкретных объектов.

Система, которая обеспечивает конкретный анализ определённых объектов с использованием методов, рекомендуемых аналитической химией, называется аналитической службой.

Основной задачей фармацевтической аналитической службы является контроль качества лекарственных средств, выпускаемых химико-фармацевтической промышленностью и приготовленных в аптеках. Такой контроль проводится в аналитических лабораториях химико-фармацевтических заводов, контрольно-аналитических лабораториях и в аптеках.

Принцип, метод и методика анализа

Анализ- совокупность действий, целью которых является получение информации о химическом составе объекта.

Принцип анализа - явление, которое используется для получения аналитической информации.

Метод анализа - краткое изложение принципов, положенных в основу анализа вещества (без указания определяемого компонента и объекта).

Методика анализа - подробное описание выполнения анализа данного объекта с использованием выбранного метода, которое обеспечивает регламентированные характеристики правильности и воспроизводимости.

Несколько различных методов анализа могут иметь одинаковый принцип. На одном и том же методе анализа может быть основано множество различных методик выполнения анализа.

Методика анализа может включать в себя следующие этапы:

Конкретная методика анализа не обязательно должна включать в себя все из перечисленных этапов. Набор выполняемых операций зависит от сложности состава анализируемого образца, концентрации определяемого вещества, целей выполнения анализа, допустимой погрешности результата анализа и от того, какой метод анализа предполагается использовать.

Виды анализа

В зависимости от цели различают:

В зависимости от того, какие именно компоненты следует обнаружить или определить, анализ может быть:

· изотопный (отдельные изотопы);

· элементный (элементный состав соединения);

· структурно - групповой /функциональный/(функциональные группы);

· молекулярный (индивидуальные химические соединения, характеризующиеся определённой молекулярной массой);

· фазовый (отдельные фазы в неоднородном объекте).

В зависимости от массы или объёма анализируемой пробы различают:

· макроанализ (> 0,1 г / 10 – 103 мл);

· полумикроанализ(0,01 - 0,1 г / 10-1 – 10 мл ),

· микроанализ (< 0,01 г / 10-2 – 1 мл);

· субмикроанализ (10-4 – 10-3 г / < 10-2 мл);

· ультрамикроанализ (< 10-4 г / < 10-3 мл).

Методы аналитической химии

          В зависимости от характера измеряемого свойства (природы процесса, лежащего в основе метода) или способа регистрации аналитического сигнала методы определения бывают:

Физические методы анализа, в свою очередь, бывают:

· спектроскопические (основаны на взаимодействии вещества с электромагнитным излучением);

· электрометрические (электрохимические) (основаны на использовании процессов, происходящих в электрохимической ячейке);

· термометрические (основаны на тепловом воздействии на вещество);

· радиометрические (основаны на ядерных реакция).

Физические и физико-химические методы анализа часто объединяют под общим названием «инструментальные методы анализа». (4)

5. Группы катионов. Способы и техника обнаружения ионов.

При систематическом анализе катионы и анионы разделяют на аналитические группы. Наиболее удобная, применяемая и в настоящее время классификация катионов, разработана Н.А. Меншуткиным в 1871 г..

 Все существующие ныне классификации предусматривают разделение катионов на 5 или 6 аналитических групп на основании следующих их свойств:

1.На различии растворимости хлоридов, карбонатов, сульфатов или гидроксидов.

 2. На амфотерных свойствах некоторых гидроксидов.

3. На способности ряда гидроксидов образовывать комплексные аммиакаты.  

 Классификация катионов на аналитические группы

              Первая аналитическая группа катионов: К+, Na+, NН4+, Mg2+.  

Почти все соли калия, натрия, аммония и большинство солей магния хорошо растворимы в воде. Поэтому группового реактива, осаждающего все четыре катиона, нет.

Калий и натрий относятся к 1 группе периодической системы элементов и образуют сильные щелочи. Гидроксид аммония является слабым основанием, но катион аммония близок по свойствам к катиону калия и образует несколько аналогичных малорастворимых солей. Соли аммония разлагаются при нагревании и могут быть удалены прокаливанием. Гидроксид магния - слабое основание, плохо растворимое в воде. Труднорастворимы также фосфат магния и карбонат. Гидроксокарбонат магния растворяется в избытке солей аммония и при действии карбонатом аммония в присутствии хлорида аммония в осадок не выпадает. Поэтому при систематическом анализе ион магния остается в растворе с катионами 1 группы. По этой причине он и отнесен к этой группе.

 При систематическом анализе катионы калия, натрия и магния обнаруживают в последнюю очередь, так как катионы других групп мешают их обнаружению и должны быть удалены. В водных растворах катионы 1 группы бесцветны, образуемые ими соли имеют окраску только в тех случаях, когда в их состав входят окрашенные анионы, например: перманганат, хромат или дихромат - ионы.

 Катионы 1 аналитической группы содержатся в почвах как в подвижном, доступном для усвоения растениями состоянии, так и в связанном. Они вносятся в почву в виде минеральных удобрений. Калий в виде - калийной селитры, сульфата, хлорида и других солей. Натрий - составная часть чилийской селитры (NаNО3). Магний входит в состав доломита СаСОЗ•МgСО3 . Ион аммония содержится в аммонийной селитре, сульфате и хлориде аммония, в аммофосе NH4H2PО4 и диаммофосе (NН4)2HPО4.

Ионы калия, магния, аммония необходимы для минерального питания растений. Большое содержание солей натрия указывает на засоленность почв. Анализ водных вытяжек из почвы на наличие этих катионов используют для определения пригодности почв для возделывания различных культур. Оценка качества природных вод включает пробы на присутствие ионов аммония. Наличие в воде аммиака и солей аммония служит признаком загрязненности, так как эти соединения образуются при гниении белков. Продукты детского и диетического питания также подвергаются обязательному исследованию на содержание натрия, калия и магния.  

         Вторая аналитическая группа катионов: Ca2+, Ba2+, Sr2+  .

 Катионы 2 группы, в отличие от катионов 1 группы, образуют малорастворимые в воде карбонаты. Поэтому их осаждают действием карбоната аммония, который является групповым реактивом.

Осадки карбонатов кальция, бария и стронция обычно получают при действии на раствор карбонатами натрия и калия. Но при систематическом анализе пользоваться этими реактивами невозможно, так как вместе с ними в исследуемый раствор вводятся ионы Na+ и К+. Использование карбоната аммония оправдано тем, что ион NH4+ можно предварительно открыть дробным методом. Из солей кальция, бария и стронция также не растворимы сульфаты, фосфаты и оксалаты. Однако осаждение серной кислотой проводится редко, так как сульфаты не растворимы в сильных кислотах и щелочах и с большим трудом снова переводятся в раствор. Осаждение фосфорной и щавелевой кислотой не проводят по той причине, что присутствие в растворе фосфат - и оксалат - ионов усложняет анализ. Сульфиды этих элементов, в отличие от катионов 3,4 и 5 групп, хорошо растворимы в воде. В водных растворах катионы 2 группы бесцветны.

Соли кальция используют для улучшения почв: в сильнокислые почвы для нейтрализации вводят известняк СаСО3; а в солонцеватые - гипс CaS04•2H2O. Кальций входит в состав минеральных удобрений: фосфоритной муки Са3(РО4)2, суперфосфата Са(Н2РО4)2 + CaS04, кальциевой селитры Са(НСО3)2 и т.д. Растворимый гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 находится в природных водах, сообщая им временную жесткость. Арсенит и арсенат кальция используют как сельскохозяйственные яды. Ионы бария ядовиты. Карбонат и хлорид бария используют в сельском хозяйстве как яды. Поэтому обнаружение ионов бария проводят при распознавании ядохимикатов. Радиоактивный изотоп стронция 90Sr, образующийся при ядерных реакциях, представляет большую опасность для здоровья и жизни.  

Реакции катионов второй группы    

 Катионы третьей аналитической группы: Al3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, Cr2+.

   К третьей аналитической группе относят катионы алюминия, железа(II), железа(III), марганца (II), цинка, хрома(III). Они характеризуются большим разнообразием свойств. Алюминий и цинк проявляют постоянную валентность. Гидроксиды этих элементов и хрома обладают амфотерными свойствами; это свойство используется для отделения алюминия, хрома и цинка от других катионов третьей аналитической группы. Алюминий образует ионы АI3+ и АlО2-, цинк - ионы Zn2+ и ZnO22-, хром ионы Сr3+ и СrО2- Железо, марганец и хром проявляют переменную валентность. Железо образует ионы Fe2+, Fe3+, FeO42-, марганец - ионы Mn2+, Mn3+, Mn4+, MnО42- и MnO4-, хром ионы Cr3+, CrO42-, Cr2072-. Изменение валентности этих элементов осуществляется сравнительно легко, поэтому для них характерны окислительно-восстановительные реакции.

Гидроксиды железа и марганца обладают слабоосновными свойствами, растворяются в кислотах, но не растворяются в щелочах. Гидроксиды всех катионов третьей группы не растворимы в воде, но могут переходить в коллоидное состояние. Соли большинства элементов этой группы образуют окрашенные растворы.   Окраска растворов солей элементов третьей аналитической группы  

Катионы третьей аналитической группы образуют сульфиды, нерастворимые в воде, но растворимые в кислотах. В отличие от них сульфиды первой и второй группы растворимы в воде, а сульфиды четвертой и пятой группы катионов нерастворимы в кислотах. Поэтому в качестве группового реактива используют сульфид аммония. Другие растворимые сульфиды, так же осаждающие катионы третьей группы, не могут быть использованы как групповой реактив, так как с ними в раствор будут введены катионы первой и второй групп. Присутствие катиона аммония в ходе систематического анализа определяется до введения сульфида аммония, а в дальнейшем катион аммония легко удаляется из раствора в виде аммиака. Катионы третьей группы в зависимости от воздействия на них гидр оксида аммония в присутствии хлорида аммония подразделяют на две подгруппы: 1 подгруппа: катионы аллюминия, хрома(III), железа (III), осаждаемые водным аммиаком в присутствии хлорида аммония. 2 подгруппа: катионы железа(II), марганца(II), цинка не осаждаемые таким образом.

Катионы третьей группы, подобно катионам второй группы и магния, образуют труднорастворимые карбонаты и гидрофосфаты. Кроме того, они обладают способностью образовывать комплексные соединения. Обнаружение и количественное определение катионов третьей группы связано главным образом с анализом почв, микроудобрений, растительного и животного материала, продовольственного сырья и продуктов питания (особенно детских и диетических), так как эти катионы имеют важнейшее биологическое значение. Алюминий в больших количествах содержится в кислых подзолистых почвах, снижая урожайность многих культур. Соли алюминия применяют для очистки природных вод. Железо содержится в тканях всех растений и животных. Оно входит в состав гемоглобина крови животных, участвует в синтезе хлорофилла зеленых растений. При недостатке железа в почве у растений развивается хлороз, т.е. отсутствие зеленой окраски из-за пониженного содержания хлорофилла. Избыток железа в почве так же вреден для растений. Многие соли железа (лактат, сульфат, глицерофосфат) применяют в ветеринарии как антианемические средства. Марганец, цинк, хром - микроэлементы, необходимые для нормального течения обменных процессов у растений и животных. Недостаток марганца в почве способствует развитию у них различных заболеваний; в крови - приводит к возникновению „марганцевого рахита”. Нехватка цинка ведет к нарушению синтеза хлорофилла, витаминов, ауксинов у растений, витаминов и ферментов у животных и человека. Избыток цинка в почвах, продуктах питания, сырье является токсичным для человека, животных и растений. Согласно гигиеническим нормативам качества и безопасности продовольственных продуктов и сырья предельно допускаемое содержание цинка: в мясе - 70,0 мг/кг,  в молоке - 5,0 мг/кг, в яйце -50,0 мг/кг.  

 Реакции катионов третьей группы  

Катионы четвертой аналитической группы: Ag+, Pb2+,Hg22+  

Четвертая аналитическая группа объединяет катионы серебра, свинца, и ртути(I). Общим свойством этих катионов является способность осаждаться под действием разбавленной соляной кислоты и ее солей в виде хлоридов-осадков белого цвета. Поэтому соляная кислота является групповым реактивом для катионов этой группы. Кроме того, катионы четвертой аналитической группы образуют нерастворимые сульфиды черного цвета, которые в отличие от катионов 5 группы, не растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония. Мало растворимы в воде также фосфаты и карбонаты катионов четвертой группы. Растворимые соли подвергаются гидролизу и их растворы имеют кислую реакцию.

В окислительно-восстановительных реакция катионы четвертой группы выступают в роли окислителей и восстанавливаются до свободных металлов. В водных растворах катионы серебра, свинца и ртути (I) бесцветны. Соединения ртути (I) содержат группировку -Нg-Hg-, в которой одна из двух связей каждого атома ртути используется на соединения с другим. Соли ртути(I) имеют строение CI - Hg – Hg - Cl или O3N - Hg – Hg -NO3. В этих соединениях на два атома ртути приходится два положительных заряда. Ртуть в этих соединениях является электрохимически одновалентной. При диссоциации этих соединений образуется сложный ион Hg22+.

Соединения катионов четвертой группы имеют важное биологическое значение. Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Нитрат серебра применяют в медицине и ветеринарии при эрозиях, язвах, экземах, а также в офтальмологии и стоматологии. Металлическая ртуть и большинство ее соединений очень ядовиты. Наиболее токсичны для животных и человека: хлорид (сулема) и йодид ртути (II) и органические ртутные препараты, применяемые для протравливания семян: гранозан, этилмеркурхлорид, этилмеркурфосфат. Эти соединения нарушают углеводный и кальциевый обмен, функции почек, печени, эндокринных желез, центральной нервной системы вследствие блокады сульфгидрильных групп ферментов. Хлорид ртути (I) или каломель (Hg2CI2) не ядовита и используется в медицине и ветеринарии как слабительное, антисептическое и мочегонное средство. Соединения свинца также ядовиты. К наиболее токсичным относятся нитрат, ацетат и гидроксохлорид свинца, а так же тетраэтилсвинец. Загрязнение воздуха, почвы и воды соединениями свинца происходит в результате выброса их промышленными предприятиями, выхлопными газами автотранспорта. В соответствии с санитарными нормами содержание свинца в 1 л воды не должно превышать 0.1 мг. В основных сельскохозяйственных продуктах допускается следующее содержание свинца и ртути:   Гигиенические нормативы содержания свинца и ртути в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)  

               Мясо Молоко Яйца

Свинец    0,5      0,1       0.3

Ртуть     0,03   0,005    0,02    

     Ацетат свинца и оксид свинца используются в медицине, ветеринарии как вяжущие и противовоспалительные средства в форме примочек, компрессов, мазей и пластырей.  

 Реакции катионов четвертой группы

 Пятая аналитическая группа катионов: Cu2+, Co2+, Ni2+, Cd2+, Bi3+

   Катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде сульфиды, гидроксиды и основные соли. Гидроксид аммония, который используется как групповой реактив, образует с катионами пятой группы, ярко окрашенные основные соли, которые, кроме солей висмута, растворимы в избытке аммиака. Образующиеся при этом комплексные соли - аммиакаты, также имеют характерную окраску. Катионы меди, кадмия и висмута, кроме того, образуют комплексные соединения с цианидами и йодидами.

В реакциях окисления-восстановления катионы пятой группы ведут себя как окислители и восстанавливаются до свободных металлов. В водных растворах почти все катионы пятой группы окрашены.   Окраска растворов солей катионов пятой аналитической группы

Ион                           Cu2+       Co2+        Ni2+          Cd2+           Bi3+ 

Окраска раствора голубая розовая зеленая бесцветная бесцветная            

           Объектом качественного анализа на приϲутствие катионов меди, кобальта, никеля, кадмия и висмута являются удобрения, почвы, растения, биологические жидкости, сельскохозяйственное сырье, продовольственные продукты. Медь входит в состав удобрений и сельскохозяйственных ядов, например: медного купороса, парижской зелени Сu(СН3СОО)2*3Сu(АsО2)2, бордосской жидкости. Медь необходима для нормальной жизнедеятельности растений и животных, так как входит в состав ферментов, влияет на белковый и углеводный обмен. Сульфат и карбонат меди используют в ветеринарии как антгельминтики. Медь отнесена к токсичным элементам. Предельно допустимое содержание меди в некоторых продуктах питания приведено ниже в таблице. Кобальт входит в состав витамина В12. Пониженное содержание этого микроэлемента в почвах, растениях, кормах и пищевых продуктах отрицательно сказывается на росте сельскохозяйственных культур, продуктивности животных и развитии человека. Избыточное содержание кобальта, как и меди, и кадмия считается токсичным.   Гигиенические нормативы содержания меди и кадмия в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)    

                 Мясо   Молоко  Яйца

Медь          5.0       1.0        3.0

 Кадмий    0.05      0.03     0.01    

     Шестая аналитическая группа катионов: Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+, As3+, As5+

Олово, мышьяк и сурьма расположены в 4 - 5 группах периодической системы и обладают неметаллическими свойствами. В то же время положение этих элементов в 4-5 периодах также отражается на их свойствах и позволяет в некоторых реакциях давать соединения, характерные для металлов. В частности, сурьма, мышьяк, и олово образуют амфотерные гидроксиды. В щелочной среде эти гидроксиды диссоциируют с образованием анионов: AsO33-, АsО43-, SbO43-, SbО33-,SnО33-. В кислой среде образуются катионы : АsЗ+, As5+, Sn2+, Sn4+, Sb3+, Sb5+. Растворы солей этих катионов, образованных сильными кислотами, имеют кислую реакцию. Мышьяк /III/, сурьма/III/ и олово /III/ в щелочной среде ведут себя как восстановители. Мышьяк /V/, cурьма /V/ в кислой среде проявляют свойства окислителей. Характерной реакцией для катионов 6 группы является образование нерастворимых в воде сульфидов при взаимодействии с сероводородом в кислой среде. Сульфиды катионов 6 группы растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония, образуя сульфосоли (тиосоли).

Например: ↓Аs2S3 + ЗNа2S = 2Nа3АsS3 тиомышьяковский натрий.

Сульфосоли по своему составу подобны кислородосодержащим кислотам тех же элементов с той разницей, что роль кислорода здесь играет элемент, ему аналогичный - сера. Использование сероводорода в качестве группового реактива сопряжено с многочисленными трудностями. Бессероводородный метод качественного анализа предусматривает осаждение катионов 6 группы (олова и сурьмы) едкими щелочами. При этом образуются соединения нерастворимые в воде, обладающие способностью растворяться в избытке щелочей. В водных растворах сурьма образует ионы SbЗ+, Sb5+, олово Sn2+, Sn4+, мышьяк АsЗ+, (в кислой среде); арсенит ион AsO33- и арсенат-ион AsO43- (в щелочной среде). Все эти ионы бесцветны.

 Соединения мышьяка сильно ядовиты. Мышьяк входит в состав сельскохозяйственных ядов: парижской зелени Сu(СН3СОО)2*3Сu(АsО2)2, арсенита натрия, арсенита и арсената кальция. У животных и человека при попадании больших доз мышьяка внутрь наблюдаются острые отравления, сопровождающиеся сильной болезненностью органов брюшной полости, коликами, рвотой, поносом, слюнотечением, ослаблением сердечной деятельности, резким падением кровяного давления, параличом. В ветеринарии соединения мышьяка применяют в качестве противопаразитарных средств и веществ, улучшающих обмен (осарсол, новарсенол, натрия арсенат). Продовольственные продукты и сельскохозяйственное сырье подлежат обязательному анализу на присутствие мышьяка. Предельно допустимое содержание мышьяка составляет: в мясе - 0.1 мг/кг, в молоке - 0.05 мг/кг, в яйце - 0.1 мг/кг. Биологическая роль сурьмы и олова выяснена недостаточно. В ветеринарии используют сульфиты сурьмы /III/ и /V/ в качестве отхаркивающих средств, арсенат олова как антгельминтик.  (1)

6. Группы анионов. Способы и техника обнаружения ионов.

Анионы, по наиболее распространенной классификации, делятся на три группы. Такое деление основано на различиях в растворимости бариевых и серебряных солей. Классификация анионов представлена в таблице.  

Классификация анионов на аналитические группы  

 Первая аналитическая группа анионов: SO42-, SO32-. S2O32-, CO32-, SiO32-, PO43-           Все анионы первой группы образуют соли бария, нерастворимые в воде, но растворимые в разбавленных кислотах ( за исключением сульфата бария). Поэтому групповым реактивом первой группы является хлорид бария в нейтральном или слабо щелочном растворе. Серебряные соли, образуемые анионами 1 группы, в отличие от 2 группы растворимы в разбавленных кислотах, а сульфат серебра даже в воде. Большинство солей серной кислоты хорошо растворяется в воде. К нерастворимым относятся только сульфаты бария, стронция, кальция, свинца. Сульфит-ион в растворе неустойчив и постепенно окисляется до сульфат-иона. К растворимым тиосульфатам относятся соли щелочных металлов, стронция, цинка, кадмия. Из средних солей угольной кислоты растворимы только карбонаты натрия, кадмия и аммония. Соли фосфорной кислоты в основном в воде нерастворимы. Исключение составляют фосфаты щелочных металлов и аммония и дигидрофосфаты щелочноземельных металлов. Все фосфаты растворяются в минеральных кислотах, а многие (кроме фосфатов железа и аммония) также в уксусной кислоте. Из силикатов растворимы в воде лишь соли щелочных металлов метакремниевой кислоты, которые называются "растворимыми стеклами". Водные растворы этих солей вследствие гидролиза имеют сильно щелочную реакцию. Часть нерастворимых силикатов разлагается минеральными кислотами с образованием свободных кремниевых кислот.

Все анионы первой группы в растворах бесцветны. Объектами качественного анализа на присутствие анионов 1 группы являются почвы, природные воды, растения, биологические жидкости.  

Реакции анионов первой группы  

Анионы второй аналитической группы: Cl-, Br-, I-, S 2-  

 Большинство солей, образуемых анионами второй группы, растворимы в воде. Исключение составляют соли серебра, ртути и свинца. Групповой реактив на вторую группу анионов - нитрат серебра в присутствии азотной кислоты, который образует с анионами второй группы серебряные соли, не растворимые в воде и, в отличие от анионов первой группы, не растворимые в разбавленной азотной кислоте. Хлорид бария, групповой реактив анионов первой группы, анионы второй группы не осаждает. Все анионы второй группы бесцветны. Хлорид - ионы всегда присутствуют в почвах и в природных водах. Количество хлорид-ионов в питьевой воде не должно превышать 40мг на 1 литр.

Многие хлориды используются в качестве удобрений: хлорид аммония и калия, сильвинит (KCI•NaCI) каинит (КСI•МgS04•ЗН2О). Хлорид натрия (поваренная соль) обязательный компонент рациона человека и животных, является активатором многих пищеварительных ферментов. Соляная кислота, содержащаяся в желудочном соке млекопитающих, участвует в процессе переваривания белков, активируя фермент пепсин. Хлориды бария и ртути (II) применяют как сельскохозяйственные яды. Иодид-ионы содержатся в питьевой воде и продуктах питания и играют огромную роль в процессах жизнедеятельности. Большое количество йода накапливается в щитовидной железе, секретирующей йодсодержащие гормоны. Бромиды используются в медицине как средства, успокаивающие центральную нервную систему. Сероводород образуется при разложении белковых соединений. Он очень ядовит, его вдыхание может вызвать потерю сознания и паралич дыхательного центра. Поэтому все работы с сероводородом проводятся под тягой.

Реакции анионов второй группы      

Анионы третьей аналитической группы: NO3-, NO2-  

Соли анионов третьей аналитической группы, включая бариевые и серебряные, хорошо растворимы в воде. Поэтому группового реактива на анионы этой группы нет. Для открытия нитрат - и нитрит - ионов применяют не реакции осаждения, а окислительно-восстановительные реакции, в которых эти анионы выступают как активные окислители. Нитраты образуются в большом количестве в природе в результате нитрификации, т.е. процесса биологического превращения аммиака в окисленные неорганические соединения. Этот процесс происходит в почве и воде и осуществляется бактериями - нитрификаторами. Промежуточным продуктом химических реакций окисления аммиака являются нитриты, а конечным - нитраты. В результате этого нитраты всегда содержатся в природных водах. Предельно допустимое содержание нитратов в питьевой воде составляет 20 мг/л. Содержание нитритов в питьевой воде вообще не допустимо. Однако в результате применения больших количеств аммонийных удобрений происходит накопление и нитратов и нитритов в почвах, водах и продукции растениеводства. Кроме того, нитраты широко используются в консервной и мясоперерабатывающей промышленности в качестве добавок, сохраняющих цвет продукции. Токсическое действие нитратов и нитритов обусловлено блокадой железа в железосодержащих дыхательных ферментах, что приводит к острой гипоксии тканей и может закончиться летально. Поэтому овощи, фрукты, колбасы, копчености, консервы мясные и плодоовощные подлежат обязательному анализу на содержание нитратов и нитритов.    

Реакции анионов 3 группы (1)    

7. Схема анализа по идентификации неизвестного вещества 

1 Окраска сухого вещества черная: FeS, PbS, Ag2S, HgS, NiS, CoS, CuO,MnO2 и др.; оранжевая: Cr2O7 2- и др.; желтая: CrO4 2-, HgO, CdS; красная: Fe(SCN)3, Co2+; синяя: Сu 2+.

2 Окраска пламени.

3 Проверка на кристаллизационную воду.

4 Действие кислот на сухую соль (газ?).

5 Подбор растворителя (при комнатной температуре, при нагревании) H2O, CH3COOH, HCl, H2SO4 , "царская водка", сплавление с Na2CO3 и последующее выщелачивание. Следует помнить, что практически все нитраты, все соли калия, натрия и аммония растворимы в воде!

6 Контроль рН раствора (только для растворимых в воде объектов).

7 Предварительные испытания (Fe2+, Fe3+, NH4 + ).

8 Обнаружение группы катионов, анионов.

9 Обнаружение катиона.

10 Обнаружение аниона. (3)

Практическая работа № 1        

 РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ КАТИОНОВ И АНИОНОВ В РАСТВОРЕ Цель работы: качественные реакции обнаружения различных ионов с целью их последующей идентификации из смеси.

Приборы и реактивы: штатив с пробирками, стеклянная палочка с впаянной платиновой проволокой, спиртовка, соли калия, натрия, стронция, бария и другие.

О п ы т 1. Обнаружение K+ - ионов

а) К нейтральному или уксуснокислому раствору соли калия прибавьте равный объем раствора гексанитритокобальтата натрия и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. При этом выпадает желтый кристаллический осадок двойной соли гекса-нитритокобальтата натрия-калия:

2KCl + Na3[Co(NO2)6] → ↓ K2Na[Co(NO2)6] + 2NaCl;

 2K+ + Na+ + [Co(NO2)6] -3 → ↓ K2Na[Co(NO2)6].

Реакцию желательно проводить при pH = 3, что соответствует разбавленным растворам уксусной кислоты, ни в коем случае pH не должен быть более 7.

б) Прокалите стеклянную палочку с впаяной в нее платиновой проволокой, опустите ее в раствор хлорида калия или наберите на нее немного твердой соли. Внесите проволоку вместе с каплей раствора или частицами соли калия в бесцветное пламя спиртовки. Пламя окрасится в характерный фиолетовый цвет.

О п ы т 2. Обнаружение Na+ -ионов

а) К нейтральному раствору соли натрия добавьте равный объем раствора K[Sb(OH)6] и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. При этом выпадет белый кристаллический осадок:

NaCl + K[Sb(OH)6] → ↓ Na [Sb(OH)6] + KCl;

Na+ + [Sb(OH)6] - → ↓ Na [Sb(OH)6].

Реакцию следует проводить в строго нейтральной среде.

б) Летучие соединения натрия окрашивают пламя в характерный желтый цвет (см. опыт 1б).

О п ы т 3. Обнаружение Ca2+-ионов

Налейте в пробирку раствор соли кальция и добавьте уксусной кислоты до кислой реакции (2 – 3 см3 ). Реакцию среды проверьте при помощи метилового красного. Добавьте по каплям раствор оксалата аммония. При этом из концентрированного раствора сразу, а из разбавленного постепенно выпадает белый кристаллический осадок оксалата кальция: CaCl2 + (NH4)2C2O4 → ↓ CaC2O4 + 2NH4Cl;

Ca2+ + C2O4 2- → ↓ CaC2O4 .

      Ионы магния, бария, стронция мешают обнаружению ионов кальция этой реакцией, так как они тоже образуют малорастворимые осадки соответствующих оксалатов.

О п ы т 4. Обнаружение Sr2+ - ионов

а) Налейте в пробирку 2 – 5 см3 раствора соли стронция и прибавьте по каплям столько же раствора сульфата аммония или серной кислоты. При этом выпадет белый осадок сульфата стронция:

 SrCl2+ (NH4)2SO4→ ↓ SrSO4 + 2 NH4Cl;

 Sr2+ + SO4 2-→ ↓ SrSO4 .

В качестве реагента можно использовать гипсовую воду. Эту реакцию следует проводить при нагревании с насыщенным раствором осадителя. б) Летучие соли стронция окрашивают пламя в карминово-красный цвет (опыт 1б).

О п ы т 5. Обнаружение Ва2+-ионов 

а) В пробирку с раствором соли бария прибавьте 2 – 3 см3 раствора хромата или дихромата калия. Нагрейте пробирку на водяной бане. При этом выпадает желтый кристаллический осадок:

BaCl2 + K2CrO4 → ↓BaCrO4 + 2KCl;

Ba2+ + CrO4 2- → ↓BaCrO4 , или

2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O → ↓2BaCrO4 + 2KCl + 2HCl;

2Ba2+ + Cr2O7 2- + H2O → ↓ 2BaCrO4 + 2H+ .

Реакцию следует проводить в слабокислой среде при рН = 3 … 5. При осаждении в кислой среде раствором дихромата калия рекомендуется добавлять ацетат натрия.

Катионы Ag+ , Pb2+, Сo2+, Bi3+, Сd2+ должны отсутствовать, так как они мешают определению.

б) Соли бария окрашивают пламя в желто-зеленый цвет (см. опыт 1б).

О п ы т 6. Обнаружение Cu2+-ионов

 а) В пробирку с раствором сульфата меди (II) прибавьте избыток разбавленного раствора аммиака. При этом образуется растворимое комплексное соединение сине-фиолетового цвета.

CuSO4 ⋅ 5H2O + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4 ⋅ H2O + 4H2O.

б) Налейте в пробирку 1 – 2 см3 раствора соли меди (II) и добавьте несколько капель раствора сероводородной воды, сульфида аммония или натрия. При этом выпадает черный осадок сульфида меди (II):

СuSO4 + H2S =  ↓СuS + H2SO4;

Сu 2+ + H2S = = = ↓CuS + 2H+ .

 О п ы т 7. Обнаружение Ag+ -ионов

а) Поместите в пробирку 1 – 2 cм3 раствора нитрата серебра и прилейте несколько капель раствора соляной кислоты или хлорида натрия. При этом выпадает белый творожистый осадок, который темнеет на свету вследствие частичного восстановления ионов серебра до металлического серебра. С полученным осадком проделайте следующие опыты. Прибавьте к отдельной порции осадка несколько капель азотной кислоты – осадок не растворяется. К другой порции осадка прибавьте несколько капель гидроксида аммония – осадок растворяется. Напишите уравнение соответствующей реакции.

 б) В пробирку с раствором, содержащим ионы серебра, добавьте 5 – 7 капель гидроксида аммония и столько же раствора формалина. Пробирку опустите в теплую воду и наблюдайте образование на стенках пробирки блестящего зеркала металлического серебра;

2[Аg(NН3)2] + + НCНО + 2Н2О → ↓ 2Ag + 3NH4 + + НCОО- + NН4ОH.

О п ы т 8. Обнаружение Zn2+-ионов 

Налейте в пробирку 2 – 3 см3 раствора соли цинка (II), добавьте 1 – 2 см3 формиатной буферной смеси (HCOOH - HCOONa) и прилейте свежеприготовленный раствор сероводородной воды. При этом выпадает белый осадок сульфида цинка (II):

Zn2+ + H2S → ↓ ZnS + 2H+ ;

Н+ + HCOONa → ↓ НСООН + Nа + .

О п ы т 9. Обнаружение Сd2+-ионов

В пробирку с раствором соли кадмия (II) прилейте 1 см3 разбавленной соляной кислоты и 1 – 2 см3 сероводородной воды. При этом выпадает осадок сульфида кадмия (II) желто-канареечного цвета:

 Cd2+ + H2S → ↓ CdS + 2H+ .

Опыт 10. Обнаружение Hg2+-ионов 

Налейте в пробирку 1 – 2 см3 раствора нитрата ртyти (II) и добавьте несколько капель иодида калия. При этом выпадает красный осадок иодида ртути (II), растворимый в избытке реактива. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.

Опыт 11. Обнаружение Pb2+-ионов 

а) В пробирку с раствором нитрата свинца (II) добавьте раствор хромата калия. При этом выпадает желтый осадок хромата свинца (II): Pb2+ + CrО4 2- → ↓ РbСrО4.

Хромат свинца (II) в отличие от хромата бария растворяется в сильных щелочах с образованием плюмбита свинца. Напишите уравнение второй реакции.

б) В пробирку с 1 – 2 см3 раствора нитрата свинца (II) добавьте столько же растворов уксусной кислоты и иодида калия. При этом образуется желтый осадок иодида свинца (II). После оседания осадка слейте с него жидкость методом декантации, прибавьте к нему 2 – 3 см3 разбавленной уксусной кислоты и прокипятите. Потом добавьте горячую воду до полного растворения осадка и содержимое пробирки медленно охладите. При этом выделяются золотисто-желтые кристаллы иодида свинца (II).

О п ы т 12. Обнаружение Сг3+-ионов 

Налейте в пробирку 1 – 2 см3 раствора соли хрома (III), добавьте такие же объемы растворов пероксида водорода и гидроксида натрия. Нагрейте смесь до кипения. При этом происходит окисление Сг3+ в СгО4 2- и окраска из зелено-фиолетовой переходит в желтую. Напишите уравнение реакции.

О п ы т 13. Обнаружение Мn 2+-ионов 

В пробирку внесите небольшое количество порошка сурика или диоксида свинца и добавьте 3 см3 концентрированной азотной кислоты (тяга!) и 8 – 10 капель раствора сульфата марганца (II). Осторожно нагрейте раствор до кипения. После охлаждения разбавьте раствор равным объемом воды и дайте раствору отстояться. Какой цвет имеет раствор над осадком? Напишите уравнение реакции.

О п ы т 14. Обнаружение Fe2+-ионов

 В пробирку с раствором соли Мора прибавьте несколько капель раствора красной кровяной соли. Наблюдайте образование турнбулевой сини. Напишите уравнение реакции.

О п ы т 15. Обнаружение Fе 3+-ионов 

а) В пробирку с подкисленным раствором соли железа (III) прибавьте по каплям раствор желтой кровяной соли. При этом происходит образование темно-синего осадка берлинской лазури. Напишите уравнение реакции.

 б) В пробирку с раствором соли железа (III) прибавьте по каплям раствор роданида калия или аммония. Напишите уравнение реакции образования роданида железа (III) кроваво-красного цвета.

О п ы т 16. Обнаружение Со2+-ионов 

Поместите в пробирку 1 – 2 см3 соли кобальта (II), прибавьте несколько капель концентрированного раствора роданида аммония и содержимое пробирки тщательно перемешайте. При этом образуется комплексное соединение (NH4)2[Co(SСN)4]. К полученному раствору добавьте немного смеси диэтилового эфира с амиловым спиртом и тщательно перемешайте. При этом роданидный комплекс кобальта переходит в слой органического растворителя, окрашивая его в интенсивно-синий цвет.

О п ы т 17. Обнаружение Ni2+-ионов 

В стакан налейте 50 см3 воды, 5 – 6 капель раствора сульфата никеля (II), столько же концентрированного раствора аммиака и прибавьте по каплям при энергичном перемешивании водно - спиртовый раствор диметилглиоксима. Образуется розово-красный осадок диметилглиоксимата никеля (II).

О п ы т 18. Обнаружение Cl- , I- -ионов 

В две пробирки с растворами хлорида и иодида калия добавьте раствор нитрата серебра (примерно 1/3 от объема растворов соли). Наблюдайте образование белого и желтого осадков. Добавьте в обе пробирки с осадками избыток раствора аммиака и перемешайте. Обратите внимание, что осадок хлорида серебра полностью растворяется в аммиаке, в иодид серебра – практически не растворяется. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций.

О п ы т 19. Обнаружение SO4 2--ионов 

Поместите в пробирку 1 см3 раствора сульфата натрия и прибавьте столько же раствора хлорида бария. Наблюдайте образование кристаллического осадка сульфата бария. Растворяется ли осадок в соляной кислоте?

О п ы т 20. Обнаружение СО3 2--ионов 

Карбонаты и гидрокарбонаты при взаимодействии с кислотами выделяют диоксид углерода. В пробирку с раствором карбоната калия или натрия добавьте немного раствора соляной или серной кислоты. Наблюдайте выделение диоксида углерода. Проверьте, что и нерастворимый карбонат кальция при взаимодействии с кислотой выделяет диоксид углерода. Напишите уравнения реакций.

О п ы т 21. Обнаружение SO3 2--ионов 

В пробирку с раствором сульфита (гидросульфита) натрия или калия прибавьте 2 – 3 см3 раствора соляной (серной) кислоты. Выделение удушливого сернистого газа свидетельствует о присутствии в растворе S03 2--ионов. Напишите уравнение реакции.

О п ы т 22. Обнаружение NO3 - - ионов 

В сухую пробирку поместите 0,5 см3 раствора дифениламина, добавьте 4 – 5 капель концентрированной серной кислоты и 3 – 4 капли раствора нитрата калия. Быстро окисляясь в кислой среде под действием NО3 - -ионов, дифениламин образует соединение синего цвета.  (2)

8. Анализ воды из природных источников.

  Природные воды являются растворами многих веществ, в которых содержатся почти все элементы, которые находятся в виде ионов, недиссоциированных молекул и коллоидов. Содержание элементов измеряется величинами порядка мг в 1 л воды (содержание некоторых из них достигает грамма и десятков грамма в 1 л воды).

Открытие элементов, входящих в состав воды, осуществляется путем перевода их в новые соединения, обладающие какими-либо характерными свойствами, обуславливающими выпадение осадка, выделение газа, появление окраски.

Происходящие при этом химические превращения называются аналитическими реакциями, а вещества, выделяющие их – реагентами на данный ион.

Методика эксперимента позволяет визуально определять по изменению окраски содержание в исследуемой пробе воды того или иного иона. Полученные данные сравниваются с нормой и делаются соответствующие выводы о состоянии воды.

  Практическая работа № 2        

Экспериментальная часть

Опыт 1. Обнаружение катионов калия

Реагент: гексанитрокобальтат(III) натрия (40 г Na3[Co(NO2)6] растворяют в 100 мл воды).

Условия реакции: 1) рН = 4–5 (поддерживают введением уксусной кислоты);

2) температура комнатная;

3) осадок растворяется в кислотах.

Выполнение анализа: в пробирку помещают 100 мл пробы (рН = 4–6). Прибавляют 5 мл реагента. Проводят наблюдение: если выпадает желтый садок, то концентрация ионов калия более 0,1 мг. Если при встряхивании пробирки наблюдается помутнение раствора, то концентрация ионов больше 0,01 мг.

Опыт 2. Обнаружение катионов кальция

Реагент: оксалат аммония(35 г (NH4)2C2O7 растворяют в воде и доводят до 1 л); уксусная кислота (120 мл ледяной СН3СООН доводят дистиллированной водой до 1 л).

Условия проведения: 1) рН < 7,0;

2) температура комнатная;

3) осадок нерастворим в воде, уксусной кислоте и солях аммония.

Выполнение анализа: к 10 мл пробы добавляют 3 мл уксусной кислоты, затем вводят 8 мл реагента. Если выпадает белый осадок, то концентрация ионов кальция 1000 мг/л, если раствор мутный – более 1 мг/л, при опалесценции – более 0, 01 мг/л.

Опыт 3. Обнаружение катионов железа

Реагенты: роданид аммония (20 г NH4CNS растворяют в дистиллированной воде и доводят до 100 мл), азотная кислота (конц.), перекись водорода (W = 5 %).

Условия проведения реакции: 1) рН < 3,0;

2) температура комнатная;

3) действием перекиси водорода ионы Fe (II) окисляются до Fe (III).

Выполнение анализа: к 10 мл пробы прибавляют 1 каплю азотной кислоты, 2 – 3 капли перекиси водорода и вводят 0,5 мл роданида аммония.

При концентрации железа более 2 мг/л наблюдается розовое окрашивание, при концентрации более 10 мг/л окрашивание становится красным.

Опыт 4. Обнаружение хлорид - ионов

Реагенты: нитрат свинца (II) (5 г Pb(NO3)2 растворяют в 95 мл воды), азотная кислота (1 : 4).

Условия проведения: 1) рН < 7,0;

2) температура комнатная.

Выполнение анализа: к 10 мл пробы воды прибавляют 3–4 капли HNO3 и 0,5 мл раствора нитрата свинца (II). Белый осадок выпадает при концентрации хлорид - ионов более 100 мг/л. Помутнение раствора – концентрация более 10 мг/л, опалесценция – более 1 мг/л. При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.

Опыт 5. Обнаружение сульфат-ионов

Реагенты: хлорид бария (10 BaCl2x2H2O растворяют в 90 мл воды), соляная кислота (16 мл HCl (ρ = 1,19) растворяют в воде и доводят объем до 100 мл).

Условия проведения реакции: 1) рН < 7,0;

2) температура комнатная;

3) осадок не растворяется в азотной и соляной кислотах.

Выполнение анализа: к 10 мл пробы прибавляют 2–3 капли соляной кислоты и 0,5 мл раствора хлорида бария.

При концентрации сульфат-ионов более 10 мг/л выпадает осадок, если наблюдается опалесценция – более 1 мг/л.

Опыт 6. Обнаружение нитрат-ионов

Реагент: дифениламин (1 г (C6H5)2NH растворяют в 100 мл H2SO4 (ρ=1,84).

Условия проведения реакции: 1) рН < 7,0;

2) температура комнатная.

Выполнение анализа: к 1 мл пробы по каплям вводят реагент. Бледно-голубое окрашивание наблюдается при концентрации нитрат-ионов более 0,001 мг/л, голубое – более 1 мг/л, синее более 100 мг/л. (5)

Словарь терминов

Нефелометрия - метод исследования и анализа вещества по интенсивности светового потока, рассеиваемого взвешенными частицами данного вещества.

Гравиметрия - метод количественного анализа в аналитической химии, который основан на измерении массы определяемого компонента, выделенном в виде веществ определённого состава.

Экстракция  способ извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстраге́нта). Для извлечения из смеси применяются растворители, не смешивающиеся с этой смесью.

Фотометрия — общая для всех разделов прикладной оптики научная дисциплина, на основании которой производятся количественные измерения энергетических характеристик поля излучения.

Бордосская  жидкость — раствор медного купороса CuSO4 · 5H2O в известковом молоке Ca(OH)2.  Жидкость небесно-голубого цвета. Применяется в растениеводстве в качестве фунгицида.

Буферная  смесь — растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов.  рН буферных растворов мало изменяется при прибавлении к ним небольших количеств сильного основания или сильной кислоты, а также при разбавлении и концентрировании.

Соль Мора  — неорганическое соединение, двойная сернокислая соль железа и аммония. Химическая формула: FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O. Представляет собой парамагнитные, неярко сине-зелёные моноклинные кристаллы. Растворяется в воде.

Красная кровяная соль -  комплексное соединение трёхвалентного железа K3[Fe(CN)6].

Желтая кровяная  соль -  комплексное соединение двухвалентного железа K4[Fe(CN)6].

Турнбулевая синь, берлинская  лазурь -  синий  пигмент, смесь гексацианоферратов (II) от KFe[Fe(CN)6] до Fe4[Fe(CN)6]3

Источник:   https://ru.wikipedia.org/wiki/

Список использованной литературы

1. Васильев В.П. Аналитическая химия  в 2-х томах.Т.1 -  М.: Дрофа,  2002. -  320 с.
2. Васильев В.П. Аналитическая химия. Лабораторный практикум.-  М.: Дрофа,  2004 . – 414 с.
3. Крешков А. П.. Ярославцева А. А. Курс аналитической химии. Качественный анализ.— М.: Химия,  1981. – 312 с.
4. Саенко О.Е. Аналитическая химия: Учебник для средних специальных учебных заведений. -  Рн/Д: Феникс, 2013. – 287 с.
5. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. В 2-х томах. Т.1 – М.: Высшая школа, 2010. – 615 с.