Опыт 3. Химическая идентификация (обнаружение) и измерение веществ.

Цели работы: Идентификация анализируемых растворов на присутствие в них опасных ионов (качественный анализ); устранение опасных ионов осаждением с помощью раствора щелочи; количественная оценка изменения концентрации ионов (количественный анализ).

Химическая идентификация – это ответ на вопрос, какое вещество присутствует в интересующей нас системе (качественный анализ) и сколько этого вещества содержится в системе (количественный анализ). Такое исследование особенно актуально в настоящее время для оценки экологической обстановки. Качественный анализ позволяет определить качество, а количественный дает информацию о том, превышает или нет концентрация вещества его предельно допустимую концентрацию (ПДК) в системе. В основе качественного анализа лежит знание химического поведения веществ, например в виде ионов, по отношению к действию определенной группы соединений, называемых реагентами, а также знание свойств образующихся продуктов реакции (растворимость в воде, кислотах, щелочах, в растворах некоторых веществ (реагентов), способность к образованию веществ сложного состава (комплексообразование).

Это знание особенностей химического поведения веществ позволяет выделить реакции обнарыжения, т.е. такие химические реакции анализируемого вещества с реагентом, при которых образуют продукты, имеющие заметные признаки:

Образование характерных осадков и их цвета

Растворение осадков

Появление (изменение) окраски при растворении осадков

Выделение газов

Перечисленные признаки являются аналитическим сигналом, под которым понимается различная информация, которую можно зафиксировать визуально (цвет раствора, осадка и др.) либо зафиксировать инструментально и которая свидетельствует о присутствии и количестве того или иного вещества в системе.

Часто в качественном и количественном анализах рассматривается образование осадков в реакции с реагентом, причем в качественном анализе – для идентификации.

Чтобы идентифицировать раствор на присутствие в нем опасного иона, в данной лабораторной работе используется химическая реакция, в результате которой образуется трудно растворимое соединение – осадок.

Цвет и поведение этого осадка с определенным реагентом, дает опорную информацию, указывающую на конкретный ион.

Экспериментальная часть.

Опишем опыт 1

Дана пробирка с исходным раствором. Сравним цвет исходного раствора с данными в таблице 1

Согласно полученной информации исходный раствор может содержать следующие ионы:

Zn(II), Cd(II), Pb(II), Al(III) или Ba(II)

Для получения осадка (гидроксида), к исходному раствору добавляем 3 капли водного раствора щёлочи (NaOH) и наблюдением.

Сравним цвет выпавшего осадка с информацией в таблице №2.

Следовательно в растворе возможно присутствие следующих ионов: Zn(II), Cd(II), Pb(II), Al(III) или Ba(II)

Полученный осадок разделим на 2 части

К первой части добавим избыток щёлочи (NaOH) и наблюдаем

Сравним результат реакции с информацией в таблице №3

Следовательно в растворе возможно присутствие следующих ионов: Cd(II), Ba(II)

Ко второй части осадка добавим водный раствор аммиака (NH₄OH) и наблюдаем.

Сравним результат реакции с информацией в таблице №4

Следовательно в растворе возможно присутствие следующих ионов: Cd(II)

Для подтверждения нашего предложения, о присутствии в анализируемом растворе ионов Cd(II) выполним специфическую реакцию.

Для этого к исходному раствору добавим йодистый калий (Na₂S) и наблюдаем.

Следовательно в растворе возможно присутствие следующих ионов: Cd(II)

Проделаем тоже самое и для второй пробирки, результаты занесем в таблицу

ионы	Цвет исходного раствора	Реакция с щелочью, гидроксид	Поведение осадка гидроксида	Специфические реакции	Результат реакции
Формула гидроксида	Цвет остатка	В избытке щелочи	В водном растворе аммиака
Zn(II) Cd(II) Pb(II) Al(III) Ba(II)	бесцветный	Zn(OH)2 Cd(OH)2 Ba(OH)2 Pb(OH)2 Al(OH)2	белый	нерастворим Cd(II), Ba(II)	растворим Cd(II)	Добавим Na2S	Следовательно в растворе возможно присутствие следующих ионов: Cd(II) Результат реакции – янтарный
Cr(III) Ni(II)	зеленый	Cr(OH)3 Ni(OH)2	Зеленый	нерастворим Ni(II)	Растворим, сине-зеленый раствор Ni(II)	Добавим сульфат натрия Na2S	Следовательно в растворе возможно присутствие следующих ионов: Ni(II) Результат реакции – Черный

Вывод:

Первый раствор содержит Cd(II), а второй Ni(II). Что подтверждается проделанной выше работой и ее проверкой.