Заттың химиялық құрамы мен құрылысын анықтау әдістері жөніндегі ғылым. Аналитикалық химия сандық және сапалық анализден тұрады

жүктеу/скачать 9,86 Mb.

бет	44/51
Дата	16.04.2020
өлшемі	9,86 Mb.
	#62755

1 ... 40 41 42 43 44 45 46 47 ... 51

Байланысты:
аналит.каз 2018
тест, малимет

5. Сульфид-иондармен реакциясы

Sn²⁺ ионы күкіртсутек (H₂S) немесе сульфид-иондарымен өзара әрекеттесіп қоңыр түсті SnS тұнбасын түзеді:

Sn²⁺ + H₂S ↔ SnS↓ + 2Н⁺, ЕК_SnS = 2,5· 10^-27

Sn (IV) иондарының реакциялары

Сілтілермен (NaOH немесе КОН) реакциясы

Сілті ерітіндісімен қалайы (IV) ақ түсті іркілдек тұнба Sn(OH)₄↓ түзеді:

[SnCl₆]² + 4ОН^- ↔ Sn(OH)₄↓ + 6Сl,

Sn(OH)₄↓ тұнбасы сілтінің артық мөлшерінде ерімтал:

Sn(OH)₄↓ + 2ОН^- → [Sn(OH)₆]^2-.

Қалайы (IV) гидроксиді біраз тұрғанда немесе қыздырғанда дегидратталып метақалайы қышқылына H₂SnO₃ айналады:

Sn(OH)₄↓ ↔ H₄SnO₄↓ ↔ H₂SnO₃↓ + H₂O.

Н₂SnОз қышқылда да сілтіде де ерімейді. Топтық реагент (6М NaOH артық + Н₂О₂, 3%) Sn (IV) қосылыстарына әсер еткенде келесі өзгерістер жүреді:

	NaOH		NaOH арт.
[SnCl₆]^2-		Sn(OH)₄↓		[Sn(OH)₆]^2-

Бұл реакцияларды жүйелік талдауда IV аналитикалық топтың катиондарын бөліп алуда қолданады.

Хлорсутек қышқылын қосқанда комплексті ион бұзылып Sn(ОН)₄↓тұнбасы түзіледі:

[Sn(OH)₆]^2- + 2Н⁺ → Sn(OH)₄↓ + Н₂О.

НС1-ын қосуды жалғастырғанда Sn(ОН)₄↓ тұнбасы еріп, Sn (IV) хлорокомплексін түзеді:

Sn(OH)₄↓ + 4Н⁺ + 6Сl^- → [SnCl₆]^2- + 4Н₂О.

Гексогидроксостанат (IV)-ионы сулы ерітіндіде гидролизденеді. Қыздырғанда және NH₄CI кристалын қосқанда [Sn(OH)₆]^2- және NH₄⁺ иондарының гидролизінің салдарынан ерітіндінің гидролизі күшейіп, реакция аяғына дейін жүреді, нәтижесінде Sn(OH)₄тұнбасы түзіледі:

[Sn(OH)₆]^2- + 2Н₂О ↔ H₂[Sn(OH)₆] + 2ОН^-,

2NH₄⁺ + 2Н₂О ↔ 2NH₃·H₂O + 2Н⁺,

2ОН^- + 2Н⁺ ↔ 2Н₂О.

Алынған қышқыл тұрақсыз, сондықтан ыдырап кетеді:

H₂[Sn(OH)₆] → Sn(OH)₄ + 2Н₂О.

Қорытынды теңдеу:

[Sn(OH)₆]²^- + 2NH₄⁺ ↔ Sn(OH)₄↓ + 2NH₃·H₂O.

[Sn(OH)₆]^2—ионының бұл қасиеті жүйелік талдау жолында IV аналитикалық топ катиондарын басқа СгО₄^2-, AsO₄^3- және [Zn(OH)₄]^2—иондарынан, ажырату үшін қолданылады.

2. Аммиакпен реакциясы

Sn (IV) аммиак ерітіндісімен ақ іркілдек Sn(OH)₄↓ тұнбасын түзеді:

[SnCl₆]^2- + 4NH₃·H₂O ↔ Sn(OH)₄↓ + 4NH₄⁺ + 6Сl^-.

3. Карбонаттармен (Na₂CO₃ немесе К₂СО₃) реакциясы

Sn (IV) қосылыстары натрий карбонаты немесе калий карбонаты ерітіндісімен әрекеттесіп Sn(OH)₄↓ ақ тұнбасын түзеді. ([SnCl₆]^2- және СОз^2- иондарының өзара гидролизінің күшеюі Sn(OH)₄↓ ақ тұнбасының түзілуіне алып келеді:

[SnCl₆]^2- + 2СО₃^2- + 2Н₂О → Sn(OH)₄↓ + 2СО₂↑ + 6Сl^-.

4. Металдық темірмен реакциясы

Sn (IV) байланысы металдық темірмен Sn²⁺-ионына дейін тотықсызданады:

[SnCl₆]^2- + 2e^- ↔ Sn²⁺ + 6Сl^- Fe⁰ - 2e^- ↔ Fe²⁺	1 1
[SnCl₆]^2- + Fe → Sn²⁺ + 6Сl^- + Fe²⁺

Бұл реакцияны IV аналитикалық топ катиондарының қоспасын жүйелік талдау жолында қолданады, сол сияқты топтық реагенттің әсерінен кейін қалайы ең жоғарғы тотығудың дәрежесінде ауысады. Анықтау алдында оны Sn²⁺ ионына дейін тотықсыздандырады.

5. Күкіртсутекпен H₂S реакциясы

Sn (IV) қосылысы қышқылды ортада (2М НСl ерітіндісі) күкіртсутекпен әрекеттесіп қалайы (IV) сульфидінің сары тұнбасын түзеді:

[SnCl₆]^2- + 2H₂S ↔ SnS₂↓ + 4Н⁺ + 6Сl^-.

Мышьяк (III) және (V )иондарының реакциялары

Мышьяк периодтық жүйенің V қосымша тобының элементі болғандықтан оның бейметалдық қасиеті айқын байқалады.

Мышьяк (III) және мышьяк (V) қосылыстары сулы ерітіндінің рН-на байланысты әртүрлі формада болады. Оның оттекті қосылыстары HAsO₂ (метамышьяк қышқылы), H₃AsO₃(ортомышьякты қышқылы) және H₃AsO₄ (ортомышьяк қышқылы) әлсіз амфотерлі қасиетке ие болады. Мысалы, негіздің диссоциациялану константасы және қышқылдың диссоциациялану константасын салыстыру бұл қосылысқа қышқылдық қасиет тән екендігін көрсетеді. HAsO₂және H₃AsO₄ қосылыстарының қышқылдық қасиеттері басым болып келеді.

Мышьяк (III) және мышьяк (V) катиондары қышқылдық ортада ғана As³⁺ және As⁵⁺ иондары түрінде болады, ал әлсіз қышқылдық ерітінділерде HAsO_2,H₃ASO₃ және H₃AsO₄түрінде, бейтарап және сілтілік ортада - AsO₃^3- (арсенит-ион) және AsO₄^3- (арсенат-ион) аниондары түрінде болады. Мышьяктың (III) және (V) иондарын қышқылдық ортада As³⁺ және As⁵⁺ катиондар түрінде анықтайды, ал оксоаниондарды AsO₃^3- және AsO₄^3- бейтарап және сілтілік ортада анықтайды.

Мышьяктың барлық қосылыстары улы!

1. Күкіртсутекпен H₂S реакциясы.

Арсениттер ерітіндісінде мышьяк (III) қосылысы қышқылдық ортада HAsO₂ түрінде, ал күшті қышқылдық ортада - As³⁺түрінде болады:

HAsO₂ + 3Н⁺ ↔ As³⁺ + 2Н₂О.

Күкіртсутек немесе Na₂S ерітіндісі күшті қышқыл ерітінділерде As³⁺ катионымен As₂S₃сары тұнбасын түзеді:

2As³⁺ + 3H₂S ↔ As₂S₃ ↓ + 6Н⁺.

Қорытынды теңдеу сипатталады:

2HAsO₂ + 3H₂S ↔ As₂S₃↓ + 4Н₂О,

Тұнба сілтілерде (NaOH және КОН) және концентрлі хлорсутек қышқылында ерімейді, бірақ аммиак ерітіндісінде тио- және оксоаниондар түзе отырып ериді:

As₂S₃↓ + 6NH₃·H₂O → AsO₃^3- + AsS₃^3- + 6NH₄⁺ + 3H₂O.

Арсенаттардың хлорсутек қышқылы қосылған ерітіндісіне H₂S немесе Na₂S ерітіндісімен әсер етсе As₂S₅ тұнбасын түзеді:

2As⁵⁺ + 5H₂S ↔ As₂S₅↓ + 10Н⁺.

Сонымен бірге қышқылдық ортада күкіртсутек мышьяк (V) қосылысын мышьяк (Ш)-ке дейін тотықсыздандырады, сол кезде бос күкірт тұнбаға түседі:

H₂AsO₄^- + 3Н⁺ + 2е^-↔ HAsO₂ + 2Н₂О H₂S - 2е^- + ↔ S↓ + 2Н⁺	1 1
H₂AsO₄ +Н⁺ + H₂S → HАsO₂ + S↓ + 2Н₂О

Одан әрі күкіртсутекпен әсре еткенде As₂S₃тұнбасы түзіледі.

Қорытынды теңдеу:

4H₂AsO₄^- + 9H₂S+ 6Н⁺ → As₂S₃↓ + S↓ + 16Н₂О + As₂S₅.

As₂S₅ тұнбасы хлорсутек қышқылында ерімтал емес, бірақ аммиак ерітіндісінде ериді:

4As₂S₅↓. + 24NH₃·H₂O ↔ 5AsO₄^3- + 3AsS₄^3- + 24NH₄⁺ + 12H₂O.

2. As (III) және As (V) ті арсинге (AsH₃) дейін тотықсыздандыру

Металдық мырыш қышқылдық ортада As (III) және As(V)- ті газ тәрізді арсинге AsH₃дейін тотықсыздандыру теңдеуілері:

H₃AsO₃ + 6H⁺ + 6e^- — AsH₃↑ + 3H₂O Zn° -2е^- — Zn²⁺	1 3
H₃AsO₃ + 3Zn° + 6H⁺ → AsH₃↑ + 3Zn²⁺ + 3H₂O

H₃AsO₄ + 8H⁺ +8e^- ↔ AsH₃↑ + 4H₂O Zn° -2e^- ↔ Zn²⁺	1 4
H₃AsO₄ + 4Zn° + 8H⁺ → AsH₃↑ + 4Zn²⁺ + 4H₂O

AsH₃↑ түзілгенін AgNO₃ерітіндісіне салып алынган сүзгі қағаздың қараюына байланысты анықтайды, нәтижесінде ұсақ дисперсті металдық күміс түзіледі:

Ag⁺ +e^- ↔ Ag↓ AsH₃↑ + 3Н₂О -6е^- ↔ AsO₃^3- + 9Н⁺	6 1
6Ag⁺ + AsH₃↑ + 3H₂O → AsO₃^3- + 6Ag↓ + 9H⁺

As(III) анықтауға Sb(III) және Sb(V) иондары кедергі жасайды, себебі олар да мышьяк қосылыстары сияқты тотықсыздандарып SbH₃↑ газын түзеді, ол AsH₃сияқты AgNO₃^-мен әрекеттеседі.

Сурьма қосылыстары қатысында As(III) және As(V)-ті сілтілік ортада активті металдар А1, Zn-пен тотықсыздандырады, сол кезде мышьяк қосылыстары AsH₃ түзеді де, сурьма бос күйге ауысады. Түзілген AsH₃-ті HgCl₂ерітіндісіне салып алынган сүзгі қағаздың көмегімен анықтауға болады, осы кезде қызылсары және сары түс пайда болады(мышьяктың мөлшеріне байланысты болады, Зангер-Блек реакциясы):

AsH₃ + [HgCl₂] → AsH₂HgCl + Н⁺ + Сl^-,

AsH₃ + 2[HgCl₂] → AsH(HgCl)₂ + 2Н⁺ + 2С1^-,

AsH₃ + 3[HgCl₂] → As(HgCl)₃ + 3H⁺ + 3Сl^-,

AsH₃ + As(HgCl)₃ → As₂Hg₃ + 3H⁺ +3Сl^-.

Бұл реакцияларды IV аналититикалық топ катиондарын жүйелік жолмен талдауда мышьяк иондарын анықтау үшін талдауда қолданады.

3. As (III), As (V) иондарын металдық мышьякқа дейін тотықсыздандыру

Қышқылды ортада мышьяк (III) және (V) қосылыстары қыздырғанда қалайы (II) хлоридінің (SnCl₂), фосфорлы қышқылдың (Н₃РО₂) және оның тұздарының (NaH₂PO₂) қатысында металдық мышьякқа дейін тотықсызданады. Тотықсыздандырғыш ретінде фосфорлы қышқылдың натрий тұзын — натрий гипофосфитін (NaH₂PO₂) қолданады ( Буго-Тиле реакциясы):

H₂PO₂^- + H⁺ ↔ H₃PO₂
H₃PO₂ -2e^- ↔ H₃PO₃ + 2H⁺ AsO₃^3-+3e^- + 6H⁺ ↔ As↓ + 3H₂O	3 2
3H₃PO₂ + 2AsO₃^3- + 6H+ → 2As↓ + 3H₃PO₃ + 3H₂O

H₃PO₂ + H₂O-2e^- ↔ H₃PO₃ + 2H⁺ H₃AsO₄ + 5H⁺+5e^- ↔ As↓ + 4H₂O	5 2
5Н₃РО₂ + 2H₃AsO₄ → 2As↓ + 5Н₃РО₃ + 3Н₂О

Түзілетін мышьякты қоңыр тұнбаның пайда болуына немесе ерітіндінің қоңыр түске айналуына байланысты анықтайды.

Қоспа құрамындағы мышьякты анықтау барысында ерітіндіге диэтил эфирін қосып, араластырады. Фазалардың бөліну шекарасында сұр қабат пайда болады. Берілген реакция дәрілік препараттарда мышьякты идентификациялау үшін фармацевтикалық анализде қолданылады, сонымен бірге құрамында сурьма, висмут, сынап, күміс бар қоспа препаратынан мышьякты анықтау үшін қолданылады.

4.Топтық реагентпен (6М NaOH артық мөлшері + 3%H₂O₂) реакциясы

Сілтілік ортада мышьяктың (V) қосылысы (жоғарғы тотығу дәрежесі) оксоанион - AsO₄^3-түрінде кездеседі, сондықтан ол сілтінің артық мөлшерімен және сутек пероксиді ерітіндісімен әрекеттеспейді.

Сілтілік ортада АsОз^3- оксоанион Н₂О₂-мен арсенат-ионына дейін тотығады:

AsO₃^3- + 2OH^--2e^- ↔ AsO₄^3- + H₂O

H₂O₂ +2e^- ↔ 2OH^-

AsО₃^3- + H₂O₂ → AsO₄^3- + H₂O

Келтірілген реакциялардан басқа AsO₃^3- және AsO₄^3- -иондарын анықтайтын басқа бірқатар реакциялар бар, олар аниондарды талдау жолында қарастырылатын болады.

жүктеу/скачать 9,86 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 ... 40 41 42 43 44 45 46 47 ... 51