Схема систематического анализа

2.4. Общая характеристика, классификация и способы обнаружения анионов

Реакции обнаружения анионов могут быть основаны на их окислительно-восстановительных свойствах, способности образовывать малорастворимые соединения, а также на взаимодействии с кислотами с образованием газообразных продуктов. Классификации анионов не является строго установленными. Например, в зависимости от растворимости солей бария и серебра анионы разделяют на:

По окислительно-восстановительным свойствам анионы можно разделить на следующие группы:

Анионы обычно обнаруживают дробным методом, и групповые реагенты используют только для установления наличия или отсутствия анионов той или иной группы. Обнаружение некоторых анионов может проводиться систематическим методом:

Систематический анализ смеси серусодержащих анионов

Систематический анализ смеси Cl^-, Br^-, I^- - ионов

Обнаружение анионов целесообразно начинать с предварительных испытаний:

· установление рН раствора

Если среда кислая (рН<2) , в ней не могут присутствовать анионы летучих и неустойчивых кислот (SO₃^2-, S₂O₃^2-, CO₃^2-, NO₂^-). Кроме того, в кислой среде в растворе не могут одновременно присутствовать анионы-окислители и анионы восстановители.

· испытание на выделение газообразных веществ под действием разбавленных кислот

Исследуемый раствор обрабатывают 1 М H₂SO₄. Выделение СО₂ указывает на присутствие СО₃^2-, SО₂ - SО₃^2-, NО₂ ­ - NО₂^-, одновременно SО₂ и осадка S - на присутствие S₂О₃^2-. Выделение I₂ говорит об одновременном присутствии I^- и анионов-окислителей.

· испытание на присутствие анионов I группы.

К исследуемому раствору добавляют раствор BaCl₂ при рН 7-9. Отсутствие осадка указывает на отсутствие анионов 1 группы, хотя S₂O₃^2-, BO₂ образуют осадки с BaCl₂ в концентрированных растворах.

· испытание на присутствие анионов II группы

К исследуемому раствору добавляют раствор AgNO₃ в присутствии разбавленного раствора НNO₃. Отсутствие осадка указывает на отсутствие анионов 2 группы.

· испытание на присутствие анионов-окислителей.

К исследуемому раствору добавляют раствор KI в присутствии разбавленной H₂SO₄. Если при этом не выделяется I₂ , то анионы-окислители отсутствуют.

· испытание на присутствие анионов-восстановителей

К исследуемому раствору добавляют раствор KMnO₄ в нейтральной среде и нагревают. Выпадение темно-бурого осадка указывает на присутствие анионов-восстановителей. Дополнительно можно проверить наличие сильных восстановителей по обесцвечиванию раствора I₂.

Далее проводят реакции обнаружения анионов, отсутствие которых не было доказано в предварительных испытаниях. Раствор, в котором проводят обнаружение, не должен содержать никаких катионов кроме K⁺, Na⁺, NH₄⁺. Мешающие катионы удаляют путем кипячения с раствором Na₂CO₃ (готовят «содовую вытяжку»).

ГЛАВА 3

3.1. Общая характеристика химического равнове­сия. Константа химического равновесия

Большинство химических реакций, использующихся в аналитической химии, можно считать обратимыми. Протекание обратимой химической реакции в закрытой системе приводит к установлению химического равновесия.

Все химические равновесия характеризуются соответствующими константами химического равновесия. Выражение для константы химического равновесия можно получить, используя термодинамический или кинетический подход. Рассмотрим вначале идеальный случай, когда химическая реакция протекает в идеальном растворе - гипотетической системе, в которой взаимодействия между всеми компонентами одинаковы и не зависят от природы частиц. Пусть имеется следующее химическое равновесие

aA + bB › cC + dD

В состоянии равновесия , следовательно

= 0

Так как , находящаяся в левой части полученного уравнения, является постоянной величиной, то и произведение, стоящее в правой части этого уравнения - также постоянная величина.

Отношение произведения концентраций находящихся в состоянии равновесия продуктов химической реакции, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам, к соответствующему произведению равновесных концентраций реагирующих веществ называется константой химического равновесия(К)