Анализ катионов V и VI групп

а) Открытие катионов Мn²⁺ и Co²⁺.                     

К осадку с гидроксидами катионов V и VI групп, добавить в небольшом количестве 6М HN0₃ в присутствии Н₂0₂, нагретъ, перемешивая. Если после растворения остался белый осадок, то его следует проверить на присутствие ионов сурьмы (V). В отдельной порции полученного раствора открывать катион Мn²⁺ действием висмута натрия NaBiО₃ в присутствии 6M раствора HN0₃. В другой порции полученного раствора открывать катион Со²⁺ действием NH₄NCS в присутствии амилового спирта.   

б) Разделение катионов V и VI групп.

К осадку, прибавить избыток концентрированного раствора NH₄OH и кристаллический NH₄CI, нагреть при перемешивании, отцеитрифугировать (отфильтровать). В осадке - гидроксиды Fe(OH)₃ и, возможно, Вi(ОН)з. Растворив осадок в разбавленной азотной кислоте, проверить в полученном растворе присутствие ионов висмута (III). В центрифугате (фильтрате) амминокомплексы никеля, меди и катион Mg²⁺.

в) Обнаружение катионов Mg²⁺, Ni²⁺ и Cu²⁺.

В отдельной пробе полученного центрифугата (фильтрата) открыть катион М g²⁺ действием Na₂HP0₄. Остальной раствор нейтрализовать до рН = 3-4 и проанализировать на присутствие катионов Ni²⁺ и Сu²⁺.

Открытие ионов С u²⁺

К 2-3 каплям полученного раствора прибавить 1- 2 капли раствора K₄[Fe(CN)₆]. Образование красно – бурового осадка Cu₂[Fe(CN)₆] указывает на присутствие в растворе ионов Cu²⁺.

Удаление ионов С u₂₊ и обнаружение ионов Ni²+.

К 10 каплям раствора, полученного в п.4 прибавить 2-3 кристаллика Na₂S₂O₃ нагреть. Выпавший темно – бурый осадок отцентрифугировать (отфильтровать) и отбросить. В центрифугате открывать ионы Ni ²⁺ реактивом Чугаева.

 

Задачи для самостоятельного решения.

Пример 1.

Вычислить рН буферного раствора, полученного путем смешения 50 мл 0,5 М раствора аммиака и 200 мл 0,1 М раствора хлорида аммония.

Решение

Равновесие в растворе аммиачного буферного раствора можно представить уравнением: 

                      NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^-

После смешения растворов концентрации веществ будут равны:

;

.

рН раствора рассчитаем по уравнению Гендерсона-Хассельбаха для буферных систем, состоящих из слабого основания и его соли:

Пример 2.

Вычислить рН раствора, содержащего 1,044 г К₂HPO₄ и 0,272 г КH₂PO₄ в 50 мл раствора.

Решение:

Вычислим концентрацию каждого компонента в растворе:

;

М(K₂HPO₄) = 174 г/моль.

;

М(KH₂PO₄) = 136 г/моль.

Рассчитаем рН раствора, используя уравнение Гендерсона-Хассельбаха для буферной системы, состоящей из смеси растворов солей многоосновных кислот различной степени замещения:

 

 

 

1. Рассчитайте pH буферного раствора, содержащего 0.200 M муравьиной кислоты (Ka =2.1×10–4) и 0.150 M формиата натрия.

2. Рассчитайте, как изменится pH указанного выше раствора, если к нему добавить 0.01000 M гидроксида натрия.

3. Рассчитайте объем 0.200 M раствора гидроксида натрия, который надо добавить к 100.0 см3 0.150 M уксусной кислоты (CH3COOH, Ka = 1.8×10–5), чтобы получить буферный раствор с pH = 5.00.

4. Рассчитайте pH буферного раствора, содержащего 0.0100 M бензойной кислоты

(C6H5COOH, Ka =6.6×10–5) и 0.0100 M бензоата натрия.

5. Вычислить рН буферной смеси СНзСООН + СН₃СОК, содержащей по 0,1 М каждого из веществ. Показать, как изменится рН при добавлении к 1 дм³ смеси:

а) 0,01 М раствора НСI

б) 0,01 М раствора NaOH.

6. Как изменится pH смеси NH₃ · H₂О + NH₄Cl при увеличении в 10 раз концентрации каждого из компонентов буферной смеси? В начале буферная смесь содержала по 0,1 М каждого из веществ.

7. Рассчитать отношение молярных концентраций муравьиной кислоты и ее натриевой соли в формиатном буферном растворе, имеющем рН=3,15.