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.
