Вирішення задач по аналітичній хімії

№ 1

В задачі потрібно знайти масу KOH, необхідну для приготування 1,0 л 20% розчину КОН густиною 1,19 г/мл, як також розрахувати молярну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса

М(КОН) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль;

еквівалент рівний 1 моль; еквівалентна маса Е(КOH) = 56 г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,19∙1000 = 1190 г.

20%-на концентрація означає, що у 100 г розчину має знаходитись 20 г КОН, а у 1190 г розчину (в 1 л) буде

Маса(КОН) =

Кількість молей КОН в 1 л розчину

Тому,

С_М = 4,25 М.

Кількість моль-екв. КОН в 1 л розчину

моль-екв. Отже,

С_Н = 4,25 н.

№ 2

В задачі потрібно знайти об’єм 0,2 М розчину H₂SO₄ густиною 1,09 г/мл за умови розчинення маси 98,0 г H₂SO₄, як також розрахувати процентну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса M(H₂SO₄) = 2 + 32 + 16∙4 = 98 г/моль; еквівалент рівний моль; еквівалентна маса

г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,09∙1000 = 1090 г.

В 1 л розчину має бути m = 0,2∙98 = 19,6 г H₂SO₄, а в невідомому об’ємі V_розч її буде 98,0 г. Звідси

Якщо у 1090 г розчину маємо 19,6 г H₂SO₄, то у 100 г буде Тому, С_% = 1,80 %.

Кількість моль-екв. H₂SO₄ в 1 л розчину моль-екв. Отже, С_Н = 0,4 н.

№ 3

В задачі потрібно знайти масу HCl, необхідну для приготування 0,5 л 0,1 н розчину HCl густиною 1,02 г/мл, як також розрахувати процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса М(HCl) = 35,5 + 1 = 36,5 г/моль; еквівалент рівний 1 моль; екві-валентна маса Е(НCl) = 36,5 г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,02∙1000 = 1020 г.

В 1 л розчину має знаходитись m = 0,1∙36,5 = 3,65 г HCl, а у 0,5 л буде

Маса(HCl) = 3,65∙0,5 = 1,825 г.

Якщо у 1020 г розчину маємо 3,65 г HCl, то у 100 г буде Тому, С_%= 0,36 %.

Кількість молей HCl в 1 л розчину Отже, С_М= 0,1 М.

№ 4

В задачі потрібно знайти масу NaOH, необхідну для приготування 2,0 л 0,5 н розчину NaOH густиною 1,06 г/мл, як також розрахувати процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса

M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль;

еквівалент рівний 1 моль; еквівалентна маса E(NaOH) = 40 г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,06∙1000 = 1060 г.

В 1 л розчину має знаходитись

m = 0,5∙40 = 20 г NaOH, а у 2,0 л буде

Маса(NaOH) = 2∙20 = 40 г.

Якщо у 1060 г розчину маємо 20 г NaOH, то у 100 г буде Тому, С_% = 1,89 %.

Кількість молей NaOH в 1 л розчину Отже,

С_М = 0,5 М.

№ 5

В задачі потрібно знайти масу H₂SO₄, необхідну для приготування 2,5 л 2,0 н розчину H₂SO₄ густиною 1,04 г/мл, як також розрахувати процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса M(H₂SO₄) = 2 + 32 + 16∙4 = 98 г/моль; еквівалент рівний моль; еквівалентна маса г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,04∙1000 = 1040 г.

В 1 л розчину має знаходитись m = 2∙49 = 98 г H₂SO₄, а у 2,5 л буде

Маса(H₂SO₄) = 98 ∙ 2,5 = 245 г.

Якщо у 1040 г розчину маємо 98 г H₂SO₄, то у 100 г буде Тому, С_% = 9,42 %.

Кількість молей H₂SO₄ в 1 л розчину Отже,

С_М = 1,0 М.

№ 6

В задачі потрібно знайти об’єм 10%-го розчину NH₃ густиною 0,96 г/мл за умови розчинення маси 28,8 г аміаку, як також розрахувати молярну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса M(NH₃) = 14 + 3 = 17 г/моль; еквівалент рівний моль; еквівалентна маса

г/моль-екв.

10%-на концентрація означає, що у 100 г розчину має знаходитись 10 г NH₃. А 28,8 г аміаку мають бути у розчину.

Якщо об’єм розчину 1л має масу 0,96∙1000 = 960 г, то невідомий об’єм розчину V_розч має масу 288 г. Звідси

Якщо в 0,3 л розчину знаходиться 28,8 г аміаку, то в 1 л розчину буде NН₃. Кількість молей аміаку в 1 л розчину Тому,

С_М = 5,647 М.

Кількість моль-екв. аміаку в 1л розчину

моль-екв.

Отже,

С_Н= 16,941 н.

№ 7

Знайти масу КОН, необхідну для приготування 4,0 л 0,5 М розчину КОН густиною 1,03 г/мл. Розрахувати процентну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса

М(КОН) = 39 + 16 + 1 = 56 г/моль;

еквівалент рівний 1 моль; еквівалентна маса

Е(КОН) = 56 г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,03∙1000 = 1030 г.

В 1 л розчину має знаходитись

m = 0,5∙56 = 28 г КОН, а в 4 л буде

Маса(КОН) = 4∙28 = 112 г.

Якщо у 1030 г розчину маємо 28 г КОН, то у 100 г буде Тому, С_% = 2,72 %.

Кількість моль-екв. КОН в 1 л розчину моль-екв. Отже,

С_Н = 0,5 н.

№ 8

В задачі потрібно знайти масу MgCl₂, необхідну для приготування 0,5 л 0,2 н розчину MgCl₂ густиною 1,01 г/мл, як також знайти процентну та молярну концентрації розчину

Молярна маса М(MgCl₂) = 24,3+35,5∙2 = 95,3г/моль; еквівалент рівний моль; еквівалентна маса

г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,01∙1000 = 1010 г.

В 1 л розчину має знаходитись m = 0,2∙47,65 = 9,53 г MgCl₂, а у 0,5 л буде

Маса(MgCl₂) =

Якщо у 1010 г розчину маємо 9,53 г MgCl₂, то у 100 г буде Тому,

С_%= 0,94 %.

Кількість молей MgCl₂ в 1 л розчину Отже,

С_М = 0,1 М.

№ 9

В задачі потрібно знайти об’єм 0,1 М розчину CaCl₂ густиною 1,03 г/мл при розчиненні 55,5 г препарату CaCl₂, як також розрахувати процентну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса М(CaCl₂) = 40 + 35,5∙2 = 111 г/моль; еквівалент рівний моль; еквівалентна маса

г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,03∙1000 = 1030 г.

В 1л розчину має бути m = 0,1∙111 = 11,1г CaCl₂, а в невідомому об’ємі V_розчбуде 55,5 г. Звідси

Якщо у 1030 г розчину міститься 11,1 г CaCl₂, то у 100 г буде Тому С_%= 1,08 %.

Кількість моль-екв. CaCl₂в 1 л розчину моль-екв. Отже,

С_Н= 0,2 н.

№ 10

В задачі потрібно знайти масу NaOH, необхідну для приготування 0,2 л 15% розчину NaOH густиною 1,12 г/мл, як також знайти молярну та нормальну концентрації розчину

Молярна маса М(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль; еквівалент рівний 1 моль; еквівалентна маса Е(NaOH) = 40 г/моль-екв.

Маса 1 л розчину 1,12∙1000 = 1120 г.

Концентрація 15% означає, що у 100 г розчину має знаходитись 15 г NaOH, а у 1120 г (в 1 л) його має бути

Для приготування 0,2 л розчину треба взяти

Маса(NaOH) = 168∙0,2 = 33,6 г.

Кількість молей NaOH в 1 л розчину Тому,

С_М= 4,2 М.

Кількісь моль-екв. NaOH в 1 л розчину моль-екв. Отже,

С_Н = 4,2 н.

№ 11

Що собою уявляє: а) якісний аналіз у розчині та “сухий” метод аналізу; б) макро-, мікро- та напівмікроаналіз?

У переважній більшості випадків аналізовану речовину переводять спочатку в розчин, потім визначають окремі компоненти – іони або молекули. Так наприклад, для визначення іонів калію в солі KCl останню розчиняють у воді, і, за допомогою певних, характерних для іонів калію, реакцій визначають їх присутність. Поруч з цим, наявність ряду іонів можна встановити, не переводячи речовину в розчин. Так, щоб виявити натрій, невелику кількість речовини на платиновій дротинці вносять у безбарвне полум’я. Якщо в досліджуваній речовині присутній натрій, полум’я забарвиться в жовтий колір. Наявність іонів амонію також можна встановити, не переводячи речовину в розчин. Досить розтерти дослідний зразок з вапном або лугом. При наявності іонів амонію з’явиться характерний запах аміаку. Такий метод називають“сухим”.

Метод, коли для аналізу беруть 0,1–1,0 г речовини, називають макроаналізом. Якщо для аналізу беруть менше 0,01 г речовини, такий метод називають мікроаналізом. Проміжні значення маси досліджуваної речовини (від 0,01 до 0,1 г) визначають метод напівмікроаналізу.

№ 12

Поняття про аналітичну реакцію. Чутливість, селективність та специфічність аналітичної реакції. Навести приклади

Аналітичною називається реакція, за допомогою якої відкривають ті чи інші речовини (або іони) і/або встановлюють кількість речовини.

Найменша кількість речовини або іонів, яку можна виявити за допомогою тієї чи іншої реакції в даних умовах називається відкриваним мінімумом або чутливістю реакції. Ця величина дуже мала і позначається буквою γ (γ = 10^-6г).

Чутливість не слід характеризувати лише абсолютною кількістю речовини. Має значення ще концентрація іона або речовини в розчині. Найменшу концентрацію іонів або речовини, при якій їх ще можна виявити, називають граничним розведенням.

Наприклад, треба встановити чутливість реакції

Fe³⁺ + 3SCN ↔ Fe(SCN)₃.

Для цього готують розчин, в 500 мл якого міститься 1г-іон заліза. Відомо, що при розведенні в 20 разів в 1 краплі об’ємом 0,02 мл ще можна виявити іони заліза (ІІІ). Граничне розведення суть

Знаходимо відкриваний мінімум: , звідси

Селективність реакції – її вибірковість до тих чи інших речовин або іонів. Існують реакції, проведенню яких не заважають сторонні іони. Так, іони амонію можна виявити лугом.

Ця реакція, та їй подібні називаються специфічними. Високоспецифічних реакцій відомо надзвичайно мало.

№ 13

Умови виконання аналітичних реакцій. Приклади реакцій, що проходять на холоді і при нагріванні розчину

Реакції проводять при нагріванні чи охолодженні лише в тих випадках, коли нагрівання чи охолодження сприяє проходженню прямої реакції до кінця, прискорює її.

Так, при виявленні іону амонію реакція

NH₄OH ↔ NH₃↑ + H₂O

йде швидше при підвищеній температурі, як також при даних умовах зростає чутливість і вихід даної реакції.

Приклад реакції, яку слід проводити на холоді:

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

З ростом температури розчинність осаду Na(Sb(OH)₆) зростає, через це вищезазначену реакцію треба вести на холоді.

Умовами проведення аналітичних реакцій взагалі є температура, концентрація і тиск, які максимально сприяють виявленню тих чи інших іонів.

№ 14

Що собою уявляють буферні розчини? Яка їх роль у виконанні аналітичних реакцій? Навести конкретні приклади

Буферними називають розчини суміші слабкої кислоти (або слабкої основи) та її солі. Такою є, наприклад, суміш оцтової кислоти і оцтовокислого натрію. При добавлянні до такої суміші сильної кислоти або сильної основи мають місце наступні реакції:

CH₃COONa + HCl → CH₃COOH + NaCl

CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O.

Звідси видно, що при дії на буферний розчин сильної кислоти або сильної основи змінюється концентрація слабкої кислоти. У першому випадку вона збільшується, у другому – зменшується. Проте, рН розчину практично не змінюється. Це пояснюється тим, що слабка кислота взагалі мало дисоціює, а в присутності однойменних іонів її солі дисоціація йде значно меншою мірою. Отже, концентрація іонів Н⁺ буферної суміші під впливом сильної кислоти або сильної основи практично є величина стала.

У хімії, біології, медицині, у промисловому виробництві в результаті тих чи інших процесів можуть виділятись або поглинатись іони Н⁺. Щоб процес відбувався при сталому значенні рН, у розчин вводять буферні суміші, які поглинають водневі або гідроксильні іони. Можна також довести, що при розведенні буферної суміші рН розчину залишається сталим.

№ 15

Хімічні реактиви. Поняття про їх чистоту, кваліфікацію. Чи можна застосовувати для хімічного аналізу технічні реактиви?

Хімічними реактивами називають речовини, склад яких відповідає їх хімічним формулам в межах кваліфікації, і які застосовуються для проведення хімічних реакцій. Кваліфікація хімічних реактивів та відповідні їй позначення наступні:

Т – технічний реактив. Вміст основної речовини менше 98%. Найнижча ступінь чистоти реактиву.

Ч – чистий. Вміст основної речовини 98% і вище. Вміст домішок або нелеткого залишку 0,01– 0,5%, масова доля залишку після прожарювання до 0,5%.

ЧДА – чистий для аналізу. Вміст основної речовини не менше 99%. Домішки не перевищують допустимої межі, яка дозволяє проводити точні аналітичні дослідження.

ХЧ – хімічно чистий. Найвища ступінь чистоти реактиву. Вміст основної речовини більше 99%, домішок – в межах 0,001– 0,00001%, масова доля залишку після прожарювання не більше 0,1%.

Для хімічного аналізу застосовують реактиви з кваліфікацією не нижчеЧДА. Технічні реактиви для проведення аналітичних визначень застосовувати ні в якому разі не можна через велику кількість домішок.

№ 16

Що собою уявляють кристалічний та аморфний осади? Навести приклади та основні умови отримання

Кристалічний осад – це осад з порівняно сильними зв’язками між його частинками. Утворення кристалічних осадів характеризується тим, що при додаванні окремих порцій осаджувача нові центри кристалізації утворюються не відразу. Основною умовою отримання кристалічних осадів є повільне додавання реактиву, при якому кристалічні центри виростають у порівняно великі кристали.

Концентрація розчинів. Для осадження кристалічних осадів користуються розбавленими розчинами, так як у цих умовах утворюються осади у формі більших кристалів. Температура. При осаджуванні кристалічних осадів з гарячих розчинів збільшується їх розчинність, тому виникає менше центрів кристалізації. Внаслідок цього створюються умови для утворення крупніших кристалів.

Приклади: BaSO₄, BaCrO₄, CaC₂O₄ та ін.

Аморфний осад характеризується слабкими зв’язками між його частинками. По суті це коагульований внаслідок швидкого доливання розчину осаджувача колоїдний розчин. При швидкому доливанні реактиву, яке, до речі, є основною умовою отримання аморфного осаду, відразу виникає багато центрів кристалізації та дрібних агрегатів кристалів. Концентрація розчинів. Аморфні осади, особливо гідроксиди металів, краще осаджувати з концентрованих розчинів. Це сприяє зменшенню загальної поверхні і утворенню осаду. Внаслідок зменшення загальної поверхні зменшується адсорбція сторонніх речовин, що робить осади чистішими.

Температура. При осаджуванні аморфних осадів нагрівання сприяє коагуляції колоїдних частинок і укрупненню зерен осаду.

Аморфні осади характерні для багатьох важкорозчинних сполук: гідроксидів та сульфітів металів, силікатної та вольфрамової кислот, та інших.

№ 17

Який основний посуд використовують та як його готують для якісного аналізу?

У якісному аналізі (в основному напівмікроаналізі) застосовують такий посуд: колби, пробірки, чашки, стакани, скляні лійки, скляні палички, промивалки, бюкси, кухлі, ступки,ексикатори. Піпетки градуйовані та бюретки застосовують тільки в кількісному аналізі. Застосовуваний для якісного аналізу посуд має бути чистим. Його слід мити відразу після вживання. Для миття посуду застосовують теплий насичений розчин соди, теплий лужний розчин KMnO₄ або розчин хромової суміші. Посудина вважається чистою, якщо після виливання з неї води внутрішні стінки змочуються водою рівномірно і на них не залишається крапель. Добре вимитий посуд, перекинутий догори дном, має здаватись сухим. Після миття посуд споліскують 2–3 рази невеликою кількістю дистильованої води, що є також способом перевірки чистоти посудини.

№ 18

Чим дистильована вода відрізняється від звичайної питної води? Чому посуд для аналітичних визначень обов’язково споліскують дистильованою водою?

Головна відмінність дистильованої води від питної – практично нульовий рівень концентрації солей кальцію і магнію та інших речовин, які обов’язково присутні в питній воді. Вимитий посуд двічі споліскують невеликою кількістю дистильованої води. Мета споліскування – перевірка чистоти посудини. Посудина вважається чистою, якщо при обмиванні внутрішньої поверхні дистильованою водою остання рівномірно стікає, не залишаючи краплин.

№ 19

Розкрити суть дробного та систематичного методів якісного аналізу. Чи можливе виконання аналізу речовини з використанням лише одного з цих методів?

Дробний метод аналізу передбачає виявлення кожного іона певними, характерними реакціями в присутності всіх інших іонів. У складніших випадках спочатку відділяють даний іон від тих, які заважають визначенню.

Систематичний аналіз полягає в тому, що складну суміш іонів спочатку розділяють за допомогою групових реактивів на кілька окремих груп, потім у межах кожної групи виявляють окремі іони певними, характерними реакціями. Розділяють іони на групи і виявляють їх в кожній групі в цілком певній послідовності, що виключає помилки, які часто роблять недосвідчені хіміки, проводячи аналіз дробним методом.

Використання лише одного з цих методів (дробного) можливе тільки у випадку високоспецифічних реакцій (таких, наприклад, як визначення іона амонію за допомогою лугу), та у випадку, коли визначуваний іон вдається без проблем відділити від іонів, які заважають визначенню.

№ 20

Які хімічні реагенти належать до групових, селективних, специфічних? Навести приклади. Написати рівняння реакцій

Груповими називають реактиви, якими визначають певну групу катіонів або аніонів. Наприклад, розчин сульфіду амонію є груповим реактивом на катіони 3-ї аналітичної групи. Розчин хлориду барію є груповим реактивом на аніони 1-ї аналітичної групи, і т. п.

Селективними називають реактиви, що визначають ті чи інші іони за певних умов. Так, фероціанід калію дає з іонами Ca²⁺ осад K₂Ca(Fe(CN)₆). Якщо в розчині немає зовсім або є незначна концентрація іонів Ba²⁺, даний реактив “віддає перевагу” іонам Ca²⁺. Якщо ж має місце значна концентрація іонів Ba²⁺, фероціанід калію вже не буде селективним на іони Ca²⁺, тому що іони Ba²⁺ в значних концентраціях утворюють аналогічний осад.

Специфічними називають реактиви, дії яких незаважає жоден сторонній іон. Так, в одній з небагатьох високоспецифічних реакцій визначення іону амонію

NH₄Cl + NaOH → NH₄OH + NaCl

↕

NH₃↑ + H₂O

гідроксид натрію можна вважати специфічним на іон амонію. Специфічних реактивів, рівно як і специфічних реакцій, дуже мало.

№ 21

Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва?

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони:NH₄⁺, Ca²⁺, Fe³⁺.

Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи.

Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Принцип класифікації катіонів на аналітичні групи наступний:

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

3-тя група – сульфіди і гідроксиди катіонів даної групи нерозчинні у воді, але розчинні в розведених кислотах;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

5-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті, проте розчинні у полісульфіді амонію.

Багато в чому класифікація катіонів на аналітичні групи збігається з поділом на групи в Періодичному Законі. Особливо це стосується катіонів 1-ї, 2-ї та 5-ї аналітичних груп. У 3-ю аналітичну групу включені катіони тріад.

За визначенням, до 1-ї аналітичної групи входять катіони, які не утворюють важкорозчинних сполук з карбонат- і сульфід-іонами. Наприклад, майже всі солі натрію, калію та амонію добре розчинні у воді. Тому не існує групового реактиву, здатного осадити всі катіони 1-ї аналітичної групи.

Рівняння реакцій:

1) груповий реактив на іони амонію відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Ca²⁺ + CO₃^2– → CaCO₃↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах;

3) Fe₂(SO₄)₃ + 3(NH₄)₂S → Fe₂S₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄

2Fe³⁺ + 3S^2– → Fe₂S₃↓

чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах.

№ 22

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: K⁺, Mn²⁺, Ca²⁺.

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон калію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) MnSO₄ + (NH₄)₂S → MnS↓ + (NH₄)₂SO₄

Mn²⁺ + S^2– → MnS↓

світло-рожевий осад, розчинний в кислотах;

3) CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Ca²⁺ + CO₃^2– → CaCO₃↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах.

№ 23

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони:Na⁺, Cu²⁺, Zn²⁺.

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) CuSO₄ + H₂S → CuS↓ + H₂SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти;

3) ZnSO₄ + (NH₄)₂S → ZnS↓ + (NH₄)₂SO₄

Zn²⁺ + S^2– → ZnS↓

білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті, але розчинний в розведених міне-ральних кислотах.

№ 24

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони:Mg²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺.

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) Іноді Mg²⁺ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу, найчастіше утворюється Mg(OH)₂∙3MgCO₃. Саме тому Mg²⁺ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;

2) Fe₂(SO₄)₃ + 3(NH₄)₂S → Fe₂S₃↓ + 3(NH₄)₂SO₄

2Fe³⁺ + 3S^2– → Fe₂S₃↓

чорний осад, розчинний в оцтовій і мінеральних кислотах;

3) CuSO₄ + H₂S → CuS↓ + H₂SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, проте розчинний в 2 н розчині азотної кислоти.

№ 25

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони:NH₄⁺, Cu²⁺, Mn²⁺.

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон амонію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) CuSO₄ + H₂S → CuS↓ + H₂SO₄

Cu²⁺ + S^2– → CuS↓

чорний осад, нерозчинний в розведених соляній та сірчаній кислотах, але розчинний в 2 н розчині HNO₃;

3) MnSO₄ + (NH₄)₂S → MnS↓ + (NH₄)₂SO₄

Mn²⁺ + S^2– → MnS↓

світло-рожевий осад, розчинний в кислотах.

№ 26

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Ca²⁺, Mg²⁺, Zn²⁺.

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Ca²⁺ + CO₃^2– → CaCO₃↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах;

2) іноді Mg²⁺ відносять до 1-ї аналітичної групи, на катіони якої не існує групового реактиву. Проте, карбонат амонію при нагріванні з солями магнію і відсутності солей амонію осаджує магній у вигляді білого аморфного осаду непостійного складу. Найчастіше утворюється Mg(OH)₂∙3MgCO₃. Саме тому Mg²⁺ часто відносять до 2-ї аналітичної групи;

3) ZnSO₄ + (NH₄)₂S → ZnS↓ + (NH₄)₂SO₄

Zn²⁺ + S^2– → ZnS↓

білий осад, нерозчинний в оцтовій кислоті, проте розчинний в розведених мінеральних кислотах.

№ 27

Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони:Na⁺, Ba²⁺, Al³⁺.

1-ша група – карбонати і сульфіди катіонів даної групи добре розчинні у воді;

2-га група – катіони даної групи утворюють нерозчинні у воді карбонати;

4-та група – сульфіди катіонів даної групи нерозчинні у воді і у розведеній соляній кислоті;

Рівняння реакцій:

1) на іон натрію груповий реактив відсутній через належність вказаного катіона до 1-ї аналітичної групи;

2) BaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → BaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Ba²⁺ + CO₃^2– → BaCO₃↓

білий аморфний осад, розчинний в кислотах, крім сірчаної;

3) 2AlCl₃+ 3(NH₄)₂S + 6H₂O → 2Al(OH)₃↓ + 6NH₄Cl + 3H₂S↑

2Al³⁺ + 3S^2– + 6HOH → 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

осад білого кольору, що має амфотерні властивості.

№ 28

Що покладено в основу розподілу катіонів на аналітичні групи? Чи збігається даний розподіл з розподілом на групи в періодичній системі Д.І. Менделєєва? Навести молекулярні та іонні рівняння реакцій дії групових реактивів на катіони: Mn²⁺, Fe²⁺, Na⁺. Зазначити колір осаду, розчинність. Пояснити, чому відсутній груповий реактив на катіони 1-ї аналітичної групи

Систематичний аналіз ділить всі катіони на 5 аналітичних груп за розчинностями карбонатів і сульфідів. Прин

Вирішення задач по аналітичній хімії

В 1 л розчину має знаходитись

m = 0,5∙56 = 28 г КОН, а в 4 л буде

Для приготування 0,2 л розчину треба взяти

Наприклад, треба встановити чутливість реакції

Так, при виявленні іону амонію реакція

NH4OH ↔ NH3↑ + H2O

Приклади: BaSO4, BaCrO4, CaC2O4 та ін.

Аморфні осади характерні для багатьох важкорозчинних сполук: гідроксидів та сульфітів металів, силікатної та вольфрамової кислот, та інших.

NH₄OH ↔ NH₃↑ + H₂O

Приклади: BaSO₄, BaCrO₄, CaC₂O₄ та ін.