Описание
Теоретические вопросы
1. Как и для чего проверяют полноту осаждения отделяемого катиона? К каким ошибкам кислотно-основного метода приведет неполное осаждение катионов II группы для последующего обнаружения катионов III группы в ходе анализа их смечи? Уравнения реакций пишите в молекулярной и ионной формах.
2 Аналитические реакции и требования к ним. Аналитический сигнал. Классификация реакций по способу выполнения, примеры.
3 Гидролиз, константа и степень гидролиза. Привести примеры реакций гидролиза при обнаружении катионов IV и V групп, написать уравнения реакций гидролизв в ионной и молекулярной форме, указать аналитические сигналы.
5 Буферные растворы и их количественные характеристики. Примеры использования буферных растворов в качественном анализе.
Буферными растворами, или буферными смесями, называют растворы, способные сохранять постоянным значение рН среды при добавлении небольших количеств кислот или щелочей и при разведении растворителем.
Буферные растворы представляют собой смеси, содержащие кислоту и сопряженное ей основание, например, смесь слабой кислоты и сопряженного ей сильного основания:
CH3COOH + CH3COONa,
или слабого основания и сопряженной ему сильной кислоты:
NH4OH + NH4Cl.
Буферные растворы в химии используют для создания и поддержания определенной кислотности раствора.
Важнейшими характеристиками буферных систем являются pH и буферная емкость.
1 рН буферных растворов.
Для расчета можно воспользоваться выражениями:
или .
Данные выражения справедливы для расчета рН буферных растворов, образованных одноосновными кислотами или основаниями и их солями при условии, что [HA]=CHA, [A-]=CA-.
Если данное условие не выполняется, тогда расчет рН необходимо проводить по полному выражению:
Для буферных растворов, образованных слабой многоосновной кислотой и кислой солью этой кислоты (сопряженным основанием), рН рассчитывается по выражению
Если буферная смесь состоит из кислой соли (кислоты) и средней соли (основания), то формула для расчета рН имеет вид:
Величина рН буферных растворов зависит от константы диссоциации кислоты или основания и от соотношения количеств компонентов, но практически не зависит от разбавления или концентрирования растворов. .
2 Показатель константы диссоциации слабого электролита определяет область буферного действия раствора, т.е. тот интервал значений водородного показателя, в котором сохраняются буферные свойства системы. Поскольку буферное действие продолжается, пока не израсходовано 90% компонента (т.е. его концентрация не уменьши-лась на порядок), то область (зона) буферного действия отличается от на 1 единицу:
Таким образом, максимально допустимое соотношение компонентов раствора, при котором он проявляет буферное действие, составляет 10:1.
3 Буферная емкость.
Прибавлять кислоту или щелочь, существенно не меняя рН буферного раствора, можно лишь в относительно небольших коли-чествах, так как способность буферных растворов сохранять постоян-ство рН ограничена. Величина, характеризующая способность буферного раствора противодействовать смещению реакции среды при добавлении кислот и щелочей, называется буферной емкостью (В). Различают буферную емкость по кислоте ( ) и по щелочи ( ).
Буферная емкость (В) измеряется количеством кислоты или щелочи (моль или ммоль эквивалента), добавление которого к 1 л буферного раствора изменяет рН на единицу.
Буферную емкость выражают в [моль/л] или в [ммоль/л].
Буферные растворы широко применяют в химическом анализе в тех случаях, когда по условиям опыта химическая реакция должна протекать при соблюдении точного значения рН, не меняющегося при разбавлении раствора или при добавлении к нему других реагентов. Например, при проведении реакций окисления—восстановления, при осаждении сульфидов, гидроокисей, карбонатов, хроматов, фосфатов и др.
Приведем некоторые случаи использования их в целях анализа.
Ацетатный буферный раствор применяют при осаждении осадков, не осаждаемых в кислых или щелочных растворах. Вредное влияние кислот подавляет ацетат натрия, который вступает в реакцию с сильной кислотой. Вредное влияние оснований подавляет уксусная кислота, которая вступает в реакцию с сильным основанием.
6 Качественный химический анализ соединения: оксалат калия.
6.1 Качественный анализ катиона соединения (назвать группу по кислотно-основной классификации, дать характеристику группы, написать уравнения реакций обнаружения катиона с указанием способа выполнения, условий проведения и аналитического сигнала).
Калий K+
1. Проба на окрашивание пламени (фармакопейная)
(фармакопейная).
3. Действие гексанитрокобальтата (III) натрия (фармакопейная)
4. Действие гексанитрокупрата (II) натрия- свинца
6.2. Качественный анализ аниона (назвать группу по классификации Н.А. Тананаева, написать уравнения реакций с групповым реагентом и уравнения реакций обнаружения с указанием способа выполнения, условий проведения и аналитического сигнала).
Задачи
1 Рассчитать ионную силу раствора, полученного при смешивании равных объемов 0,5 моль/дм3 растворов хлорида свинца (II) и хлорида магния.
2 Образуется ли осадок гидроксида меди (II) при смешивании 0,1 моль/дм3 раствора сульфата тетраамминмеди (II) с равным объемом 0,2 моль/дм3 раствора гидроксида натрия?
3 Рассчитать равновесную концентрацию ионов цинка в 0,05 моль/дм3 растворе тетрагидроксоцинката (II) натрия, если водородный показатель раствора равен 12.
4 Вычислить константу равновесия реакции, протекающей между перманганат-ионами и бромид-ионами в кислой среде при комнатной температуре. Определить возможна ли данная реакция.
5 Вычислить рОН 0,01 моль/дм3 раствора муравьиной кислоты.
15 стр.
