Аналитические реакции презентация

Реакции, которые сопровождаются внешним аналитическим эффектом :
Образование или растворение осадка
Например.
AgNO3 + HCl → AgCl ↓ + HNO3 (реакция обмена)
AgCl↓+2NH3*H2O→[Ag(NH3)2]Cl+2H2O(реакция комплексообразования)
белый осадок бесцветный раствор
Изменение цвета раствора или образование окрашенного соединения:
Например. Реакция окисления - восстановления
2 Mn (NO3)2 + 5 NaBiO3 + 4 HNO3 = 2NaMnO4 + 5(BiO)NO3 +
Бесцветный кристаллы розовый раствор
раствор
восстановитель окислитель
+ 3NaNO3 + 2H2O

Выделение газа
Например.
Na2CO3 + 2 HCl = 2 NaCl + H2CO3 ;
H2CO3 → СО2↑ + H2O

Частные, характерные аналитические реакции, при которых различные реагенты дают характерные аналитические эффекты с одним ионом.
Например.
Pb2+ + 2 KI = 2 K + + PbI2 ( желтый осадок )
Pb2+ + K2CrO4 = 2 K+ + PbCrO4 ( желтый осадок )
Pb2+ + 2 HCl = 2 H+ + PbCl2 ( белый осадок )
Pb2+ + H2SO4 = 2 H+ + PbSO4 ( белый осадок )

Групповые (общие) аналитические реакции, при которых один групповой (общий) реагент образует характерный аналитический эффект с разными ионами. Групповыми реагентами могут быть кислоты - HCl, H2SO4, H2S, основания - NaOH, KOH, NH4OH, соли - BaCl2, AgNO3, ( NH4)2CO3, Na3PO4.
Например. Групповым реагентом на II аналитическую группу катионов является 2М рас-твор HCl :
Pb2+ + 2 HCl = 2 H+ + PbCl2 ( белый осадок )
Ag+ + HCl = H+ + AgCl ( белый осадок )
Групповым реагентом на I аналитическую группу анионов может быть раствор соли BaCl2 :
SO42- + BaCl2 = 2 Cl- + BaSO4 ( белый осадок )
СО32- + BaCl2 = 2 Cl- + BaCO3 ( белый осадок )
SiO32- + BaCl2 = 2 Cl- + BaSiO3 ( белый осадок )
2 PO43- + 3 BaCl2 = 6 Cl- + Ba3(PO4)2 ( белый осадок )
HPO42- + Ba2+ = BaHPO4 ( белый осадок)

Fe3+ + 3 SCN- = Fe (SCN)3
Например, открываемый минимум Ca2+ составляет 0,1 мг.) реакцией
CaCl2 + H2SO4 + 2 H2O = 2 HCl + CaSO4*2 H2O
m =
Co2+ + 4 SCN- = [ Co ( SCN )4 ]2- , добавить ацетон
тетратиоцианокобальтат (II) анион голубой раствор

Ag+ + 2 S2O32- = [Ag(S2O3)2]3- Кнест. = 3,4 x 10-14
Cu2+ + 2 S2O32- = [Cu(S2O3)2]2- Кнест. = 5,1 x 10-13
Pb2+ + 2 S2O32- = [Pb(S2O3)2]2- Кнест. = 7,7 x 10-6
Pb2+ + 3 S2O32- = [Pb(S2O3)3]4- Кнест. = 4,5 x 10-7
Например.
CH3COOH и CH3COONa pH смеси ~ 4,7 ацетатный буфер
слабая кислота ее соль
уксусная ацетат натрия
NH4OH и NH4Cl pH смеси ~9 (аммиачный) буфер
слабое основание соль слабого основания
раствор аммиака хлорид аммония
KH2PO4 и Na2HPO4 pH смеси ~ 4,8 - 8 фосфатный буфер

Na+ + [Sb(OH)6]- = Na [Sb(OH)6]↓
белый мелкокристаллический осадок
гексагидроксостибат (V) натрия
NH4+ + OH- = NH3↑ + H2O
Pb2+ + 2 Cl- = PbCl2 ,
если [Pb2+] [Cl-]2 < ПР (PbCl2). В этом случае следует повторить открытие Pb2+ c реагентом KI. Справочные значения произведения растворимости:
ПР (PbCl2) = 1,6 x 10-5 , ПР (PbI2) = 1,9 x 10-9
[Pb2+] [I-]2 > ПР (PbI2).

Na2B4O7 + CoO = 2 NaBO2 Co(BO2)2.
CoSO4*6H2O+ 4NH4SCN→(NH4)2[Co(SCN)4]+(NH4)2SO4 +6H2O
кристаллы кристаллы кристаллы синего цвет
Fe3+ + K+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]
Метод анализа, основанный на применении реакций, при помощи которых можно обнаружить искомые ионы в отдельных порциях, не прибегая к определенной схеме систематического анализа, называется дробным методом анализа.

Аналитическая кислотно-основная классификация катионов.
Таблица 2

Таблица 3
Аналитическая классификация анионов
KR + M+ → MR + K+

Например. Можно ли перевести осадок Ag2CO3 в AgCl ?
Справочные значения ПР для этих малорастворимых соединений :
ПР (Ag2CO3) = 8,2x10-12 , ПР (AgCl) = 1,8x10-10.
Для превращения можно использовать реакцию :
Ag2CO3 + 2 HCl = 2 AgCl + H2CO3
В этой реакции катион Ag+ переходит из одного вида осадка в другой, а анион исходного осадка связывается в малодиссоциируемую (слабую) угольную кислоту
( К1= 4,4х10-7, К2 = 4,7х10-11, К1х К2 = 20,68х10-18). Для этого уравнения выражение константы равновесия имеет вид :
Кр =

Sn2+ + H2S = SnS↓ + 2H+ Zn2+ + H2S = ZnS↓ + 2H+
коричневый белый
ПР(SnS) = 1x10-26 ПР(ZnS) = 1,2x10-23
ПР(SnS) = [Sn2+][S2-] ПР(ZnS) = [Zn2+][S2-]
Откуда
[S2-] = ПР/[Sn2+] = 1x10-26/0,1 = 1x10-25 моль
[S2-] = 1,2x10-23/0,1 = 1,2x10-22 моль
Из расчета следует вывод, что, если 1,2x10-22 > [S2-] > 1x10-25, то будет осаждаться только SnS.

0,96 < [H+] < 33
2 [SbCl6] - + 5 H2S = Sb2S5↓ + 10 H+ + 12 Cl-
2 [SbCl6]3- + 3 H2S = Sb2S3 ↓ + 6 H+ + 12 Cl-
оранжевый
осадок

2BaCrO4↓ + 3 H+ ⇔ 2 Ba2+ + HCr2O7- + H2O
3NH4+ +HPO42-+12 MoO42- +23H+ =(NH4)3[PMo12O40]↓ +12H2O
желтый осадок
аммонийная соль фосфорномолибденовой
гетерополикислоты

H2CrO4 + CrO3 = H2[CrO4(CrO3)] или H2Cr2O7
хромовая ангидрид дихромовая
кислота хромовой кислоты кислота
H3PO4 + 12MoO3 = H3[PO4(MoO3)12] или H3[P(Mo12O40)]
фосфорная ангидрид фосфорномолибденовая
кислота молибденовой гетерополикислота
H2MoO4 кислоты
[Pb2+] [Cl-]2 = [ 0,25 ] [ 2 ]2 = 1
[Pb2+] [Cl-]2 = ПР(PbCl2)
[Pb2+] [SO42-] = 4,0*10-6 x 1 = 4,0*10-6

Например.
AgCl↓ + 2NH3H2O = [Ag(NH3)2]Cl + 2 H2O
белый концентрированный бесцветный
осадок раствор раствор
Уравнение реакции в ионно-молекулярном виде:
AgCl + 2NH3H2O = [Ag(NH3)2]+ + Cl- + 2 H2O
ПР=1,8х10-10 Кн=9,3х10-8
Выражение константы равновесия для этой реакции имеет вид :

Fe3+ + 6 SCN- = [Fe(SCN)6]3-
2MoO42- + Sn2+ + 10 SCN- + 12 H+ + 6 Cl- = 2[MoO(SCN)5]2- + [SnCl6]2- + 6H2O красный цвет

Al3+ + 3OH- = Al(OH)3↓ - амфотерный гидроксид
Al(OH)3↓ + OH- = [Al(OH)4]-
2 Cr3+ + 3 H2O2 + 10 OH- = 2 CrO42- + 8 H2O
2 WO42- + Zn + 6 H+ = W2O5 + Zn2+ + 3H2O
бесцветный синий
окислитель восстановитель
S2- + 2 MoO42- + 6 H+ = Mo2O5 + S + 3 H2O
восстановитель окислитель синий цвет
HVO3 + OH- = H2O + VO3- (VO3- - преобладает в щелочных растворах)
кислота
VO2(OH) + H+=H2O + VO2+ (катион VO2+- преобладает в кислых растворах)
основание
VO2+ + 2 H+ = H2O + VO+++ в сильнокислых растворах

HVO3 + H2O2 = H2O + HVO4 (или HV(O2)2 )
ванадиевая надванадиевая кислота или
кислота пероксосоединение ванадия (V)
VO3- + 2H2O2 + H2SO4 = 2H2O + SO42- + 2HVO4
(красно-розовая окраска)
VO3- + H2O = 2 H+ + VO43-
VO43- + 2 H2O2 = [ VO2(O2)2]3- + 2 H2O или VO43- + 4 H2O2 = [ V (O2)4 ]3- + 4 H2O