Приведите уравнения реакций идентификации натрия арсенита Укажите аналитические эффекты реакций

Приведите уравнения реакций идентификации натрия арсенита. Укажите аналитические эффекты реакций, особенности их выполнения. К каким аналитическим группам относятся катион и анион, входящие в состав соли? Укажите групповой реагент, аналитический эффект при действии группового реагента.
Ответ:
Арсенит-ион AsO32 — анион слабой трехосновной ортомышьякови-стой (или просто мышьяковистой) кислоты H3AsO3(pK1 = 9,23), которая в свободном (индивидуальном) состоянии неизвестна и может существовать только в растворах. В водных растворах, как полагают, устанавливается равновесие:

смещенное в обычных условиях вправо — в сторону образования слабой одноосновной метамышьяковистой кислоты HAsO2.
Реакция с хлоридом бария. Арсенит-ионы в аммиачной среде при взаимодействии с катионами бария образуют белый осадок арсенита бария Ba3(AsO3)2:

Методика. В пробирку вносят 2- 3 капли раствора арсенита натрия Na3AsO3, 2 капли раствора аммиака и добавляют по каплям раствор BaCl2 до прекращения образования белого осадка арсенита бария.
Реакция с сульфид-ионами в кислой среде (фармакопейная). Арсенит-ионы при реакциях с растворимыми сульфидами (натрия, аммония) образуют желтый осадок сульфида мышьяка(Ш) As2S3 только в сильнокислой среде: 
Из нейтральных или щелочных растворов осадок не выпадает.
Осадок As2S3 нерастворим в HCl, но растворяется в растворах щелочей, аммиака, карбоната аммония при избытке сульфидов аммония или натрия с образованием тиосолей, например:

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора арсенита натрия Na3AsO3, 4-5 капель раствора HCl и по каплям добавляют раствор сульфида натрия Na2S или сероводородной воды. Выпадает желтый осадок сульфида мышьяка(Ш).
Реакция с нитратом серебра (фармакопейная). Арсениты образуют с нитратом серебра AgNO3 желтый аморфный осадок арсенита серебра Ag3AsO3:

Методика. К 3-5 каплям раствора арсенита натрия Na3AsO3 прибавляют по каплям раствор AgNO3 Выпадает желтый осадок.
Реакция с йодом. Арсениты окисляются йодом I2 до арсенатов в нейтральной или слабощелочной среде (раствор йода обесцвечивается):

Реакция обратима. Для смещения равновесия вправо в раствор прибавляют твердый гидрокарбонат натрия NaHCO3, связывающий ионы водорода в слабую угольную кислоту.
Аналогично протекают реакции с хлорной и бромной водой, которые окисляют арсениты до арсенатов.
Методика. В пробирку вносят 3-5 капель раствора Na3AsO3, прибавляют небольшое количество твердого гидрокарбоната натрия NaHCO3 и добавляют по каплям раствор йода, который обесцвечивается.
Реакция с солями меди(П). Арсениты или мышьяковистая кислота при реакциях с солями меди(II) в слабощелочной среде образуют желто-зеленый осадок арсенита меди Cu3(AsO3)2:

Осадок растворяется в избытке щелочи. При этом раствор окрашивается в синий цвет:

При кипячении этого синего щелочного раствора мышьяк(Ш) окисляется медью(II) до мышьяка(V), и из раствора выпадает красный осадок оксида меди(I) Cu2O:

Реакцию используют для отличия соединений мышьяка(Ш) от соединений мышьяка(V).
Методика. В пробирку вносят 3-4 капли разбавленного раствора сульфата меди(II) CuSO4, прибавляют 1-2 капли 2 моль/лраствора NaOH и 2 капли раствора арсенита Na3AsO3 или гидроарсенита Na2HAsO3 натрия.
К смеси добавляют по каплям при перемешивании раствор NaOH до растворения осадка и образования синего раствора. Последний осторожно нагревают до кипения и кипятят до прекращения выпадения красного осадка оксида меди(I).
Реакция восстановления соединений мышьяка до арсина AsH3 (фармакопейная). Небольшие количества арсенитов, арсенатов или других соединений мышьяка (при содержании ~0,001-0,1 мг мышьяка) открывают очень чувствительной реакцией восстановления соединений мышьяка до газообразного арсина AsH3, который идентифицируют реакциями с азотнокислым серебром AgNO3 или хлоридом ртути(II) HgCl2 Реакцию получения AsH3 проводят в кислой среде (H2SO4или HCl); восстановитель — часто металлический цинк (точнее — водород в момент выделения, образующийся при растворении металлического цинка в кислотах):

Вместо металлического цинка иногда используют металлический магний (а также алюминий — в щелочной среде).
Выделяющийся газообразный арсин AsH3 при взаимодействии с AgNO3 образует вначале соединение состава AsAg6(NO3)3 желтого цвета:

затем темнеющее вследствие разложения с выделением тонкодисперсного металлического серебра:

ПривзаимодействииAsH3 с хлоридом ртути(II) HgCl2 вначале образуется желто-оранжевый продукт реакции состава As(HgCl)3Hg2Cl2, который под воздействием влаги изменяет окраску на бурую из-за разложения с выделением свободного мышьяка As (и Hg2Cl2).
Мешают соединения сурьмы, фосфора, окислители.
Арсин очень ядовит! Реакции проводят только под тягой!
Методика. В чистую пробирку вносят ~1 мл раствора H2SO4 (или ~10 % раствора HCl), немного металлического цинка и прибавляют 3-4 капли разбавленного раствора Na3AsO3 (или Na2HAsO4).
Для поглощения возможных мешающих примесей сероводорода в верхнюю часть пробирки помещают вату, пропитанную раствором ацетата свинца (CH3COO)2Pb; при наличии сероводорода в парах вата чернеет за счет образования черного сульфида свинца.
Отверстие пробирки покрывают фильтровальной бумагой, смоченной раствором AgNO3 Через 3- 4 мин после начала реакции на бумаге возникает бурое или черное пятно.
Если вместо бумаги, пропитанной AgNO3, использовать фильтровальную бумагу, смоченную спиртовым раствором HgCl2(фармакопейная реакция), то на бумаге появится желто-бурое пятно.
Другие реакции арсенит-иона. Арсениты при взаимодействии с хлоридом олова(11) в среде HCl восстанавливаются и образуют черно-коричневый осадок свободного мышьяка.
Реакция с цинкуранилацетатом (фармакопейная). Цинкуранилацетат (раствор Zn(UO2)3(CH3COO)8 в разбавленной уксусной кислоте) образует с ионами натрия желтый осадок натрийцинкуранилацетата тетраэдрической и октаэдрической формы:
Na+ + Zn(UO2)3(CH3COO)8 + CH3COO- + 9H2O  →  NaZn(UO2)3(CH3COO)9 × 9H2O↓    Ион Натрия относится к первой группе катионов, а арсенит ион к первой группе анионов. На ион натрия группового реагента нету. Групповой реагент на арсенит ион — водный раствор ВаС12. Реакции с групповым реагентом проводят в нейтральной или слабо щелочной среде, так как осадки соответствующих бариевых солей малорастворимы в данных условиях. Осадки бариевых солей анионов I группы растворяются в минеральных кислотах, за исключением BaSO4.

Образуется белый осадок.
4. Приведите схему разделения смеси, содержащей катионы свинца, олова (II), никеля, кальция.
Ответ:
Pb2+, Sn2+, Ni2+, Ca2+.
↓ Оксалат аммония (NH4)2C2O4
CaC2O4↓Pb2+, Sn2+, Ni2+
белый осадок↓ Диметилглиоксим

Pb2+, Sn2+
ярко-красный цвет↓ Хромат калия K2CrO4

PbCrO4↓Sn2+
желтый осадок↓ Соль висмута (III)

Осуществляется выделение чистого висмута:
2Bi3+ + 3[Sn(OH)4]2- + ОН- → 2Bi + 3[Sn(OH)6]2-
1. Обнаруживаемый минимум реакции иона свинца с родизонатом натрия равен 0,01 мкг при минимальном объеме предельно разбавленного раствора 0,02 мл. Определите предельное разбавление для данной реакции и предельную концентрацию.
Решение:
, г/см3;
см3/г.
Ответ: Vmin = 2∙106 см3/г, Сmin = 5∙10-7 г/см3.
8. Приведите уравнения реакции гидролиза, рассчитайте константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,02 моль/л раствора аммония сульфата.
Решение:
(NH4)2SO4 ↔ 2NH4+ + SO42-
(NH4)2SO4 + 2H2O ↔ 2NH4OH + H2SO4
NH4+ + H2O ↔ NH4OH + H+
Константа гидролиза:
КГ = KW/Kb(NH4OH) = 10-14/1,76∙10-5 = 5,682∙10-10
[Н+] = (С((NH4)2SO4)∙КГ)1/2 = (0,02∙5,682∙10-10)1/2 = 3,371∙10-6 моль/л
рН = -lg[Н+] = -lg3,371∙10-6 = 5,47
Степень гидролиза:
h = [Н+]/С((NH4)2SO4) = 3,371∙10-6/0,02 = 1,69∙10-4 или 0,0169 %
21. Рассчитайте рН раствора натрия гидроксида, если 0,4 г щелочи растворили и довели водой до 100 мл.
Решение:
Рассчитаем концентрацию гидроксида натрия в растворе:
С(NaOH) = ν(NaOH)/V(р-ра)
ν(NaOH) = m(NaOH)/М(NaOH) = 0,4/40 = 0,01 моль
С(NaOH) = 0,01/0,1 = 0,1 моль/л
Рассчитаем значение рН:
[ОН-] = С(NaOH) = 0,1 моль/л
рОН = -lg[ОН-] = -lg0,1 = 1
рН = 14 – рОН = 14 – 1 = 13
13. Выпадет ли осадок, если смешать 50 мл, содержащих 0,02 моль раствора стронция хлорида с 50 мл, содержащих 0,02 моль раствора кислоты серной?
Решение:
Уравнение реакции:
SrCl2 + H2SO4 = SrSO4↓ + 2HCl
SrSO4 ↔ Sr2+ + SO42-
ПР(SrSO4) = [Sr2+][SO42-] = 3,2∙10-7
[Sr2+] = С(SrCl2) = 0,02/2∙0,05 = 0,2 моль/л
[SO42-] = С(H2SO4) = 0,02/2∙0,05 = 0,2 моль/л
[Sr2+][SO42-] = 0,2∙0,2 = 0,04
Так как [Sr2+][SO42-] > ПР(SrSO4), то осадок образуется.
19. Какой осадок выпадет первым, если к раствору, содержащему 0,5 моль бария нитрата и 0,2 моль кальция нитрата прибавить избыток раствора кислоты серной?
Решение:
Пусть общий объем раствора равен 1 л, тогда
С(Ba(NO3)2) = 0,5 моль/л
C(Сa(NO3)2) = 0,2 моль/л
ПР(ВаSO4) = [Ва2+][SO42-] = 1,1∙10-10
[SO42-]1 = ПР(ВаSO4)/[Ва2+] = 1,1∙10-10/0,5 = 2,2∙10-10 моль/л
ПР(СаSO4) = [Са2+][SO42-] = 2,5∙10-5
[SO42-]2 = ПР(СаSO4)/[Са2+] = 2,5∙10-5/0,2 = 1,25∙10-4 моль/л
Так как [SO42-]2 > [SO42-]1, то первым выпадать будет осадок сульфата бария.
16. Дописать уравнение окислительно – восстановительной реакции, расставить коэффициенты ионно-электронным методом, рассчитать константу реакции:
Mn(NO3)2+NaBiO3+HNO3 =
H2O2+KMnO4=
Решение:
2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 16HNO3 = 2HMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 5NaNO3 + 7H2O
Mn2+ + 4Н2О – 5 е → MnO4- + 8Н+2Евосст. = 1,507 В
BiO3- + 6Н+ + 2 е → Bi3+ + 3Н2О5Еок. = 1,81 В
lgКр = n(Еок. – Евоост.)/0,059 = 10∙(1,81 – 1,507)/0,059 = 51,36
Кр = 1051,36 = 2,29∙1051

2KMnO4 + 3H2O2 = 2KOH + 2MnO2 + 3O2 + 2Н2О
MnO4- + 2Н2О + 3 е → MnO2 + 4ОН-2Еок. = 0,57 В
H2O2 + 2ОН- – 2 е → О2 + 2Н2О3Евосст. = 0,4 В
lgКр = n(Еок. – Евоост.)/0,059 = 6∙(0,57 – 0,4)/0,059 = 17,29
Кр = 1017,29 = 1,95∙1017

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

11 − десять =

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector