Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
SKRYPT DO LABORATORIUM
CHEMIA
DWICZENIE 10: ROZDZIELANIE SUBSTANCJI, PROCESY
STR
CANIA OSADÓW
autor:
dr Jolanta Szczygelska-Tao
Gdaosk, 2010
Projekt  Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna  studia międzywydziałowe
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
1. Wymagania wstępne
1.1.Ustawienia
Umiejętnośd doboru odpowiedniego sprzętu laboratoryjnego potrzebnego do przeprowadzenia
sublimacji, krystalizacji, sÄ…czenia. Znaczenie i zastosowanie destylacji, krystalizacji i sublimacji w
preparatyce chemicznej. Ponadto student zna rodzaje destylacji, krystalizacji oraz sprzęt laboratoryjny
potrzebny do przeprowadzenia tych operacji laboratoryjnych.
Cele dwiczenia:
Celem doświadczenia jest zapoznanie się studentów z różnymi technikami laboratoryjnymi
pozwalającymi na rozdzielenie dwóch różnych substancji z mieszaniny lub wyodrębnienie jednego
związku z mieszaniny złożonej.
Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje:
Umiejętne posługiwanie się szkłem laboratoryjnym, nabranie wprawy przy wykonywaniu różnych
operacji laboratoryjnych. Umiejętnośd wyciągania wniosków co do doboru metody rozdzielania
substancji na podstawie znajomości właściwości fizycznych i chemicznych poszczególnych składników
mieszaniny. Umiejętnośd pisania prostych reakcji z udziałem związków nieorganicznych.
Metody dydaktyczne:
Praktyczna realizacja zadao teoretycznie opisanych w instrukcji. Dyskusja otrzymanych wyników-
odniesienie do wiedzy teoretycznej.
Zasady oceniania/warunek zaliczenia dwiczenia
Warunkiem zaliczenia dwiczenia jest poprawnie napisana kartkówka lub zadowalająca odpowiedz

ustna oraz dokładnośd wykonania dwiczenia i umiejętnośd pisania odpowiednich reakcji chemicznych.
Wykaz literatury podstawowej do dwiczenia:
1. J. Minczewski. Z. Marczenko: Chemia Analityczna, Warszawa PWN 1997.
2. Chemia ogólna  dwiczenia laboratoryjne pod red. E. Lubych, M. Bocheoskiej, J.F. Biernata,
Politechnika Gdaoska (rozdział pt. Rozdzielanie substancji na drodze krystalizacji
3. M.J. Korohoda, J.R. Paśko:  Dwiczenia z analizy i preparatyki organicznej Wydawnictwa
Naukowe Akademii Pedagogicznej, Kraków 2005.
2
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
2. Przebieg dwiczenia
L.p.
Zadanie
1.
Sprawdzenie znajomości teoretycznej metod rozdzielania różnych substancji chemicznych oraz
zasad strącania trudno rozpuszczalnych osadów
2.
Wprowadzenie prowadzÄ…cego, informacja o warunkach bezpieczeostwa, przydzielenie
określonych zadao podgrupom studentów
3.
Realizacja zadao zgodnie z instrukcją do dwiczenia i podanymi uszczegółowieniami
4.
Sprawdzenie uzyskanych wyników i dyskusja
UWAGI!
2. Wprowadzenie do dwiczenia
Wstęp teoretyczny
Rozdzielanie substancji
W przyrodzie i w życiu codziennym rzadko spotykamy się z pojedynczymi substancjami chemicznymi.
Przykładem mieszaniny jest mleko, herbata z cukrem, woda morska, powietrze itd.
Rozdzielanie substancji jest jednym z najważniejszych problemów w pracy laboratoryjnej. Problem ten
ma istotne znaczenie zarówno dla preparatyki, jak i dla analizy chemicznej. Dlatego niezbędne jest
poznanie podstawowych metod rozdzielania substancji. W większości wykorzystuje się różnice
właściwości chemicznych i fizycznych rozdzielanych indywiduów chemicznych w celu zagęszczenia
poszczególnych składników układu. Możliwe są następujące rodzaje mieszanin:
1. ciało stałe  ciecz,
2. ciało stałe - gaz,
3. ciało stałe - ciało stałe,
4. ciecz - ciecz,
5. ciecz - gaz,
6. mieszanina gazów.
Układy te mogą składad się z jednej lub wielu faz. Rozdzielanie układów ciało stałe  gaz i ciecz - gaz na
ogół nie sprawia trudności, gdyż często rozdział taki następuje samorzutnie. Wyjątek stanowią ciała
stałe o dużej powierzchni ponieważ może nastąpid adsorpcja gazu, lub takie układy ciecz - gaz, w
których tworzy się aerozol. W praktyce laboratoryjnej najczęściej spotykanym układem jest układ ciało
stałe - ciecz. Rozdzielanie takiego układu można prowadzid stosując następujące metody:
1. odparowanie składnika ciekłego
2. odsączenie lub odwirowanie składnika stałego
3
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
3. dekantacja cieczy znad osadu.
W przypadku układu ciecz - ciecz, gdy ciecze nie mieszają się ze sobą, rozdzielenie jest proste i można
to wykonad przy pomocy rozdzielacza. W przypadku jednofazowego układu mieszających się ze sobą
cieczy rozdzielanie bywa kłopotliwe, ale jest możliwe przy pomocy destylacji frakcjonowanej pod
warunkiem, że nie tworzy się mieszanina azeotropowa. Rozdzielanie układu ciało stałe - ciało stałe
może byd dokonane różnymi metodami przy wykorzystaniu odmiennych właściwości składników
mieszaniny. Najczęściej stosowanymi metodami są: sublimacja, flotacja, sedymentacja, metody
wykorzystujące różnice we właściwościach magnetycznych, metody chromatograficzne lub metody
chemiczne.
Sublimacja
Sublimacja jest metodą, za pomocą której można wyodrębnid i oczyścid stałe substancje organiczne.
Sublimacja jest procesem, który polega na przejściu określonej substancji chemicznej ze stanu stałego
w stan gazowy w procesie ogrzewania. Po oziębieniu pary przechodzą w fazę stałą pomijając stan
cieczy. Proces sublimacji wykorzystuje się m. in. do wyizolowania substancji z produktów roślinnych.
1. Dopływ wody chłodzącej
2. Odpływ wody chłodzącej
3. Połączenie z pompą próżniową
4. Komora sublimacyjna
5. Zestalona substancja
6. Sublimowana substancja
7. Zewnętrzne z
ródło ciepła
Na rysunku przedstawiony został aparat do sublimacji. Woda jako medium chłodzące krąży w układzie
co pozwala sublimowanej substancji osadzad się na nim po ochłodzeniu.
Po raz pierwszy najdokładniej proces ten opisał nieznany alchemik średniowieczny w XII w. W
następnych wiekach sublimacja stała się procesem powszechnie stosowanym w laboratoriach
chemicznych.
W procesie sublimacji pary substancji kondensując się, układają się w regularną sied krystaliczną -
sublimat. Procesowi temu można poddad większośd substancji, które charakteryzują się określoną
prężnością pary, zwaną prężnością sublimacji. Jest ona uzależniona od ciśnienia zewnętrznego oraz
temperatury. Sublimacji ulegają substancje wykazujące dużą prężnośd pary w temperaturze niższej od
4
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
ich temperatury topnienia. Proces sublimacji wykorzystuje siÄ™ m. in. do wyizolowania substancji z
produktów roślinnych. Sublimację wykorzystuje się w laboratoriach i w przemyśle do oczyszczania lub
wydzielania z mieszanin substancji, takich jak: jod, kamfora, salmiak, kwas bursztynowy, kwas
salicylowy, naftalen, antracen i inne.
W trakcie dwiczeo wykonamy najprostszą wersję otrzymywania monokryształów ze składnika
obecnego w fazie gazowej przez sublimacjÄ™  resublimacjÄ™.
Filtracja
Filtracja polega na przelewaniu mieszaniny niejednorodnej (cieczy i ciała stałego) przez warstwę
filtrującą, którą może byd sączek wykonany z bibuły i umiejscowiony na szklanym lejku. Proces
przedstawiony został na rysunku. Ciało stałe pozostaje na sączku, a klarowna ciecz (przesącz) spływa
do naczynia znajdującego się pod lejkiem. Sączek powinien szczelnie przylegad do ścianek lejka i nie
wystawad poza jego krawędzie. Nóżka lejka powinna lekko dotykad ścianki zlewki, do której spływa
przesÄ…cz.
Często filtrację można zastąpid poprzez dekantację cieczy z nad osadu. Oddzielenie ciała stałego
(osadu) od cieczy następuje poprzez zlanie klarownej cieczy z nad osadu. Często dekantacja
poprzedzona jest procesem sedymentacji. Zlewanie cieczy należy przeprowadzad ostrożnie i po
bagietce. Przykładem filtracji jest rozdzielenie mieszaniny niejednorodnej zawierającej na przykład
drobiny kredy zawieszone w wodzie. Oddzielenie ciała stałego od cieczy można dokonad na drodze
wirowania. Przykładem może byd również zawiesina kredy w wodzie. Wirowanie odbywa się w
wirówkach. W wyniku oddziaływania siły odśrodkowej zawiesina kredy zostaje przemieszczona w
kierunku dna naczynia. Po odwirowaniu, ciecz należy zdekantowad a osad usunąd z dna naczynia.
5
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
Destylacja
Metoda ta jest używana do oczyszczania albo rozdzielania substancji ciekłych. Destylacja opiera się na
wykorzystaniu różnicy temperatur wrzenia cieczy rozdzielanych lub substancji ciekłej i zanieczyszczeo
(w przypadku stosowania tej metody do oczyszczania). Ciecz bardziej lotna ulega przemianie w parÄ™, a
następnie jest skraplana. Związki nielotne pozostają w postaci ciekłej. W szczególnych przypadkach
powstają roztwory, których nie da się rozdzielid przy pomocy destylacji, są to tzw. roztwory
azeotropowe. Wydajnośd tej metody rozdzielania mieszanin jest uzależniona od specyfiki aparatury,
szybkości zachodzącego procesu oraz wielu innych czynników. Temperatura wrzenia zależy ściśle od
panującego ciśnienia zewnętrznego, jest właściwością fizyczną charakterystyczną dla określonej
substancji. Dokładny pomiar temperatury wrzenia przeprowadza się w ebuliometrze, zazwyczaj
temperatury wrzenia zmierzona poprzez umieszczenie termometru w cieczy różni się od wartości
tablicowej. Jeżeli w wyniku destylacji chce się zebrad daną frakcję należy znad zakres temperatury
wrzenia. Im mniejszy jest ten zakres, tym substancja ciekła będzie czystsza. Stała temperatura wrzenia
świadczy o braku zanieczyszczeo. W praktyce jednak zawsze mamy do czynienia z przedziałem
temperatury wrzenia.
Z uwagi na palnośd, toksycznośd a nawet wybuchowośd substancji chemicznych, bardzo ważne jest
zachowanie bezpieczeostwa podczas przeprowadzenia procesu destylacji. Bezpośrednie ogrzewanie
ciekłej substancji w kolbie może doprowadzid do przegrzania miejscowego (wskutek
nierównomiernego ogrzewania), co powoduje pękniecie naczynia, a następnie do wywołania pożaru.
Aby zapobiec takiemu zdarzeniu stosuje się odpowiednio dobrane zależnie od wartości temperatury
wrzenia chłodnice oraz kamyczki wrzenne (stanowią je niewielkie kawałki fajansu albo porowatej
porcelany).
Często stosowaną techniką jest także destylacja pod zmniejszonym ciśnieniem. Zmiana warunków
destylacji pozwala na rozdzielenie substancji ciekłych, które w normalnych warunkach są wybuchowe
albo rozkładają się w temperaturze wrzenia bądz
niższej.
6
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
2. kolba
3. nasadka destylacyjna
4.termometr,
5. chłodnica,
6. oliwka wlotowa wody,
7. oliwka wylotowa wody,
8. odbieralnik,
9. oliwka próżniowa (gazu
obojętnego),
10. Å‚Ä…cznik destylacyjny
Krystalizacja
Stałe związki organiczne, bezpośrednio wydzielone w reakcji, nie są zazwyczaj czyste, lecz zawierają
niewielkie ilości innych związków (tzw. zanieczyszczeo) powstających jednocześnie z pożądanym
produktem reakcji. Oczyszcza siÄ™ je zazwyczaj przez krystalizacjÄ™ z odpowiedniego rozpuszczalnika lub
z mieszaniny rozpuszczalników. Operacja ta polega z reguły na rozpuszczeniu w podwyższonej
temperaturze (zwykle w temperaturze wrzenia) zanieczyszczonego zwiÄ…zku w odpowiednio
dobranym rozpuszczalniku, oddzieleniu od gorÄ…cego roztworu nierozpuszczonych zanieczyszczeo
(jeśli takie są) i ochłodzeniu roztworu. W niskiej temperaturze roztwór staje się przesycony - wytrąca
się z niego częśd rozpuszczonych na gorąco kryształów, przede wszystkim związku głównego a
zanieczyszczenia pozostają w roztworze. Należy jednak pamiętad, że bezpośrednia krystalizacja
surowego produktu reakcji nie zawsze jest wskazana, gdyż niektóre zanieczyszczenia mogą opóz
niad
krystalizację, a nawet czasem całkowicie uniemożliwid tworzenie się kryształów; ponadto krystalizacja
może w tych warunkach prowadzid do dużych strat substancji oczyszczanej.
Oczyszczanie substancji stałych przez krystalizację oparte jest na różnicy ich rozpuszczalności w
odpowiednim rozpuszczalniku lub w mieszaninie rozpuszczalników.
Wyróżnid można dwie metody zatężania roztworów:
1. Ochładzanie - powoduje zmniejszenie rozpuszczalności
2. Odparowywanie rozpuszczalnika
Zwykle proces krystalizacji przebiega w trzech częściach zwanych fazami:
7
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
·ð pierwsza to nukleacja - powstawanie zarodków krystalizacji, czyli miejsc, od których krysztaÅ‚y
zaczynajÄ… powstawad
·ð druga to swobodny wzrost pojedynczych kryształów zwany propagacjÄ… krystalizacji
·ð trzecia faza to zlepianie siÄ™ pojedynczych kryształów w wiÄ™ksze struktury i powstawanie tzw.
mikrostruktury krystalicznej.
Krystalizacja z fazy ciekłej
Krystalizacja z fazy ciekłej jest powszechnie występującym zjawiskiem w naturze. Większośd związków
chemicznych ma ściśle określoną temperaturę, w której ulega krystalizacji. W przypadku mieszanin
temperatura krystalizacji zależy od składu mieszaniny.
Krystalizacja z fazy ciekłej ma ogromne znaczenie technologiczne przy obróbce cieplnej takich
materiałów jak metale, tworzywa sztuczne, sztuczne i naturalne włókna, oraz szkło.
Krystalizacja z roztworu
Proces krystalizacji z roztworu przeprowadza się zwykle w celu wyodrębnienia i oczyszczenia
wybranego związku chemicznego. Każdy układ rozpuszczalnik - związek chemiczny ma pewne
graniczne stężenie, zwane stężeniem nasycenia, od którego rozpoczyna się krystalizacja. Stężenie to z
reguły maleje ze spadkiem temperatury. Krystalizację z roztworu przeprowadza się poprzez
schłodzenie roztworu lub odparowanie rozpuszczalnika. Można też przeprowadzad krystalizację
dodając stopniowo do roztworu ciecz, w której nie rozpuszcza się jeden z jego składników.
Strącanie i rozdzielanie osadów
Reakcje strącania osadów polegają na tworzeniu trudno rozpuszczalnych związków w środowisku
wodnym. Zachodzą one pomiędzy jednym lub wieloma składnikami roztworu a odczynnikiem
strącającym. Po procesie strącania powstaje układ, który składa się z fazy stałej i nasyconego roztworu
zawierającego pewną ilośd jonów trudno rozpuszczalnego związku.
Po wytrąceniu osadu trudno rozpuszczalnego związku AnBm, pomiędzy roztworem nasyconym a
osadem ustali się stan równowagi dynamicznej, którą możemy wyrazid następująco:
AnBm = nAm+ + mBn-
Stan równowagi takiego układu zwykle opisuje się, wykorzystując pojęcie iloczynu rozpuszczalności.
Iloczyn rozpuszczalności jest wielkością charakteryzującą tworzenie się osadów trudno
rozpuszczalnych soli AB, znajdujących się w stanie równowagi z jonami A+ i BŻ, pochodzącymi z
dysocjacji tej soli. Równowagi odwracalnych reakcji tworzenia i dysocjacji trudno rozpuszczalnych
związków przebiegających zgodnie z równaniem:
8
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
M+ + AÅ» MA (“!)
można opisad za pomocą stałych równowagi. Stała Kso nazywana jest iloczynem rozpuszczalności.
Przyjmując wartośd [AB] jako stałą (osad stanowi fazę stałą), wzór na iloczyn rozpuszczalności
upraszcza siÄ™ do postaci:
Kso = [M+] [AÅ»]
Iloczyny rozpuszczalności są wielkościami stałymi dla danego rozpuszczalnika i określonej
temperatury.
W przypadku reakcji typu:
mAn+ + nBm- AmBn (“!)
iloczyn rozpuszczalności trudno rozpuszczalnego związku wyraża się wzorem:
Kso = [An+]m [Bm-]n
Ze wzoru tego można korzystad charakteryzując roztwory trudno rozpuszczalnych substancji o niskiej
sile jonowej, ponieważ współczynniki aktywności jonów są bliskie wartości 1. Jeżeli jednak reakcja
tworzenia trudno rozpuszczalnego osadu zachodzi w roztworze o wysokiej sile jonowej (zawierajÄ…cym
obce jony o znacznym stężeniu molowym), należy wówczas posługiwad się termodynamicznym
(aktywnościowym) iloczynem rozpuszczalności
Ksoa = [An+]m [Bm-]n fA+m fB-n
Rozpuszczalnośd substancji trudno rozpuszczalnych może byd określona nie tylko za pomocą
iloczynu rozpuszczalności (Kso), ale również za pomocą rozpuszczalności (R), którą podaje się
zazwyczaj w g/dm3.
Wnioski:
1. strącanie osadu soli trudno rozpuszczalnych zaczyna się po przekroczeniu takich stężeo jonów,
których iloczyn ma wartośd Kso tej soli
2. jeżeli w roztworze obecne są różne jony tworzące trudno rozpuszczalne osady z tym samym
czynnikiem strącającym, to w pierwszej kolejności strąca się sól, której iloczyn rozpuszczalności
jest najmniejszy, a następne sole strącają się w kolejności wzrastających wartości Kso
3. zmiana stężenia jednego z jonów pozostającym w równowadze z osadem powoduje
odpowiednią zmianę stężenia drugiego jonu, aby ich iloczyn pozostał stały
4. wzrost siły jonowej wynikający z obecności elektrolitów nie mających jonów wspólnych z
osadem powoduje wzrost stężenia jonów An+ i Bm-, czyli wzrost rozpuszczalności.
9
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
W przypadku porównywania rozpuszczalności czy przewidywania kolejności wytrącania związków
różnych typów konieczne jest przeprowadzenie odpowiednich obliczeo.
Reakcje strącania trudno rozpuszczalnych osadów wykorzystuje się w analizie chemicznej do
rozdzielania jonów, oznaczania stężenia metodami wagowymi lub miareczkowymi strąceniowymi.
Warunkiem przeprowadzenia strÄ…ceniowego miareczkowania oznaczanego jonu jest powstawanie
trudno rozpuszczalnego związku oznaczanego składnika z dodawanym z biurety odczynnikiem oraz
możliwośd wyznaczenia punktu koocowego miareczkowania. Największe znaczenia wśród
miareczkowao strąceniowych ma oznaczanie jonów Cl- lub Ag+ za pomocą mianowanych roztworów
odpowiednio AgNO3 lub NaCl.
CZ
ÅšD PRAKTYCZNA
Ćwiczenie 2: Sublimacja kofeiny z kawy (teofiliny z herbaty i teobrominy z kakao)
Kofeina: R1 = R2 = R3 = CH3
Teobromina: R1 = H, R2 = R3 = CH3
Teofilina: R1 = R2 = CH3, R3 = H
NAZWA R1 R2 R3 NOMENKLATURA IUPAC WYST
POWANIE
KOFEINA CH3 CH3 CH3 1,3,7-trimetylo-1H-puryno- Kawa, guarana,
2,6(3H,7H)-dion yerba mate,
herbata
TEOBROMINA H CH3 CH3 3,7-dihydro-3,7-dimetylo-1H- czekolada, yerba
puryno-2,6-dion mate
TEOFILINA CH3 CH3 H 1,3-dimetylo-7H-puryno-2,6- herbata
dion
KSANTYNA H H H 3,7-dihydro-puryno-2,6-dion rośliny, zwierzęta
Aparatura i szkło: parowniczka, krążek bibuły filtracyjnej, lejek, wata.
Odczynniki: kawa, herbata, kakao.
10
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
Parowniczkę, w której znajduje się kawa (herbata, kakao) przykryd krążkiem bibuły filtracyjnej, a
następnie lejkiem, tak by brzegi jego wychodziły poza brzegi parowniczki. Lejek obłożyd wilgotną watą.
Cały zestaw wolno ogrzewad przy pomocy palnika. Substancje wyizolowane z produktów poddanych
procesowi sublimacji krystalizują na powierzchni bibuły filtracyjnej. Są to kofeina, teofilina i
teobromina (pochodne ksantyny).
Ćwiczenie 2: Oczyszczanie jodu przez sublimację.
Aparatura i szkło: kolba okrągłodenna o pojemności 100 ml, zlewka.
Odczynniki: jod zanieczyszczony piaskiem.
Odważyd 1g zanieczyszczonego jodu i umieścid próbkę w czystej zlewce. Na zlewce ustawid kolbę
okrągłodenną z kilkoma kawałkami pokruszonego lodu. Cały zestaw ogrzewad w łaz
ni piaskowej
płomieniem palnika aż do pojawienia się fioletowych par jodu. Zaobserwowad zachodzące zjawisko.
Wysublimowany jod znajduje siÄ™ na powierzchni kolby. Jod zebrad z kolby za pomocÄ… metalowej
łopatki na szkiełko zegarkowe.
Ćwiczenie 3: Zastosowanie sublimacji do hodowli monokryształów.
Bezwodnik ftalowy jest to zwiÄ…zek organiczny, bezwodnik kwasu ftalowego
Właściwości fizyczne: białe, krystaliczne igły, dobrze rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych
(alkohol etylowy, eter etylowy), nierozpuszczalny w wodzie. Poniżej temperatury wrzenia (285oC)
ulega sublimacji.
Zastosowanie: substrat do produkcji wypełniaczy do polimerów, barwników oraz plastyfikatorów.
a) Otrzymywanie kryształów bezwodnika ftalowego
Bezwodnik ftalowy (10 g) umieszczamy na dnie zlewki, którą przykrywamy przekłutą w wielu
miejscach bibułą filtracyjną. Całośd nakrywamy odwróconą drugą zlewką. Ogrzewamy dolną zlewkę od
dołu na płytce za pomocą palnika gazowego. Po pewnym czasie na bibule filtracyjnej zaobserwujemy
kryształy bezwodnika ftalowego.
b) Otrzymywanie kryształów siarki ze stopu
W parowniczce ogrzad sproszkowaną siarkę (10 g) do stopienia. Nie należy zbytnio przekraczad
temperatury topnienia (115ºC)! Odstawiamy palnik i czekamy do uformowania na powierzchni
 skorupy kryształów. Następnie przebijamy tę warstwę bagietką i szybko wylewamy stopioną siarkę z
11
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
parowniczki. Po usunięciu wierzchniej  pokrywy obserwujemy stosunkowo dobrze uformowane
monokryształy wyrastające z dna parowniczki.
Ćwiczenie 4: Rozdzielenie soli ołowiu(II) i srebra(I)
Odczynniki i sprzęt laboratoryjny:
Azotan ołowiu(II) Pb(NO3)2, azotan srebra AgNO3, 2M kwas solny HCl, 2M kwas azotowy HNO3, 2M
roztwór amoniaku NH3 aq, roztwór jodku potasu KI; zlewki o objętości 100 ml, 250 ml, probówki,
zestaw do sÄ…czenia.
Mieszaninę soli 2,4 g Pb(NO3)2 i 0,8 g AgNO3 umieścid w zlewce o poj. 100 ml i rozpuścid w 15 ml wody
destylowanej. Do otrzymanego roztworu dodad 6 ml 2M HCl, zawartośd zlewki ogrzad do wrzenia i
szybko przesÄ…czyd do suchej zlewki przez podgrzany lejek. Osad AgCl przemyd na sÄ…czku gorÄ…cÄ… wodÄ… i
wysuszyd. Osad AgCl ciemnieje pod wpływem światła z powodu powstającego wolnego srebra
(reakcja fotochemiczna).
Wykrywanie AgCl.
Przenieśd bagietką małą ilośd osadu AgCl do probówki i rozpuścid w roztworze amoniaku.
AgCl + 2NH3*Ag(NH3)2]Cl
Z roztworu chlorku diaminasrebra(I) można wytrącid z powrotem chlorek srebra w reakcji z kwasem
azotowym
[Ag(NH3)2]Cl + HNO3 AgCl + NH4NO3
PbCl2 nie rozpuszcza siÄ™ w amoniaku.
Wykrywanie PbCl2
Kilka kropli przesączu otrzymanego po oddzieleniu AgCl przenieśd do probówki i rozcieoczyd 5 ml
wody destylowanej, wymieszad i dodad ok.0,5 ml roztworu KI. Osad jodku ołowiu(II) PbI2 posiada
intensywnie żółte zabarwienie i rozpuszcza się po ogrzaniu probówki płomieniem palnika. Po
schłodzeniu powstają ponownie kryształy PbI2. Osad jodku srebra AgI posiada jasnożółte zabarwienie,
ciemnieje na świetle oraz praktycznie nie rozpuszcza się w gorącej wodzie.
12
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
Ćwiczenie 5: Oddzielenie niklu od żelaza w obecności winianów
Nie jest możliwe bezpośrednie strącenie jonów niklu przy pomocy dimetyloglioksymu w obecności
jonów żelaza(III), ponieważ przy wartościach pH ilościowego strącania się dimetyloglioksymianu niklu
w środowisku amoniakalnym wydzielają się jony żelaza w postaci wodorotlenku żelaza Fe(OH)3.
Dodanie kwasu winowego do badanego roztworu przeprowadza jony żelaza w rozpuszczalny
kompleks winianowy trwały w środowisku amoniakalnym. Zachodzi reakcja maskowania jonów
żelaza(III). Strącona w tych warunkach sól niklu nie jest zanieczyszczona żelazem.
Sposób wykonania
Badany kwaśny roztwór zawierający sole niklu i żelaza (III), rozcieoczyd wodą do 150 ml objętości,
dodad 2 g kwasu winowego i ogrzad roztwór do okoÅ‚o 70ºC. Do klarownego roztworu dodad
alkoholowy roztwór dimetyloglioksymu i amoniaku. Osad odsączyd i przemyd.
Ćwiczenie 6: Oddzielanie żelaza (III) od manganu (II) za pomocą zawiesiny ZnO
Roztwór wodny pozostający w równowadze z zawiesiną tlenku cynku ma pH około 5,5. W obecności
zawiesiny ZnO, żelazo(III) przechodzi do fazy stałej jako wodorotlenek Fe(OH)3, a mangan(II) pozostaje
w roztworze w postaci jonów Mn2+ .
Sposób wykonania
Kwaśny roztwór zawierający jony Fe3+ i Mn2+ , doprowadzid do pH 2-3 za pomocą rozcieoczonego
roztworu NaOH. Dodawad małymi porcjami zawiesiną tlenku cynku do momentu aż dodana porcja
przestanie w caÅ‚oÅ›ci rozpuszczad siÄ™. Ogrzewad roztwór z zawiesinÄ… w temp. 70-80 ºC w ciÄ…gu okoÅ‚o 20
min. Odsączyd osad i przemyd go gorącą wodą. Oddzielony osad zawiera żelazo(III), które można
oznaczad miareczkowo lub kolorymetrycznie po rozpuszczeniu osadu w odpowiednim kwasie.
Ćwiczenie 7: Oznaczanie chlorków metodą argentometrycznego miareczkowania (metoda
Mohra)
Chlorki miareczkuje siÄ™ mianowanym roztworem azotanu srebra AgNO3 wobec chromianu potasu
K2CrO4 jako wskaz
nika w środowisku o pH 6,5-10. W roztworze obojętnym lub słabo zasadowym
azotan srebra strąca najpierw biały osad chlorku srebra i po całkowitym strąceniu jonów chlorkowych,
jon srebrowy Ag+ reaguje z chromianem potasu, wytrÄ…cajÄ…c czerwonobrunatny osad chromianu
srebra:
Ag+ + Cl- AgCl “!
13
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao
Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek  INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA
biały osad
2Ag+ + CrO42- Ag2CrO4 “!
czerwony osad
(roztwór ma zabarwienie brunatne)
Zmiana zabarwienia z białego na żółtobrunatne świadczy o całkowitym zmiareczkowaniu jonów
chlorkowych.
Metoda Mohra polega na bezpośrednim miareczkowaniu obojętnego roztworu zawierającego chlorki
mianowanym roztworem AgNO3 w obecności jonów chromianowych. Dodawany azotan srebra strąca
trudno rozpuszczalny osad chlorku srebra AgCl. W koocu miareczkowania, gdy stężenie jonów Ag+ w
roztworze stanie siÄ™ odpowiednio wysokie, zaczyna siÄ™ wytrÄ…cad brunatno-czerwony osad chromianu
srebra i pojawia się brunatne zabarwienie pochodzące od Ag2CrO4, które wskazuje na koniec
miareczkowania.
Sposób wykonania:
Roztwór badany znajdujący się w kolbie stożkowej o pojemności 250 ml, zawierający około 70-100 mg
jonów chlorkowych, doprowadzid do odczynu obojętnego i rozcieoczyd wodą do około 100 ml. Dodad
1 ml 5% roztworu K2CrO4 i miareczkowad 0,1M roztworem AgNO3, dobrze mieszając zawartośd kolby,
do wystąpienia zawiesiny o brunatnej barwie. Oznaczoną zawartośd chlorków (w molach) obliczyd ze
wzoru:
x= Å·CM
gdzie: Å, CM- objÄ™toÅ›d (ml) i stężenie molowe roztworu AgNO3
Metodą Mohra można miareczkowad roztwory chlorków o pH 6,5-10,5. Chromian srebra, jako sól
słabego kwasu, rozpuszcza się w kwaśnym roztworze. W środowisku alkalicznym (pH>10,5) chromian
srebra przechodzi w trudniej rozpuszczalny tlenek Ag2O. Jeśli roztwór wyjściowy jest kwaśny to
zobojętnia się go najpierw wodorotlenkiem sodu wobec fenoloftaleiny, a następnie dodaje się
rozcieoczonego kwasu octowego do odbarwienia się roztworu. Oznaczaniu chlorków metodą Mohra
mogą przeszkadzad jony węglanowe, fosforanowe oraz inne aniony, które z jonami Ag+ tworzą trudno
rozpuszczalne zwiÄ…zki.
Metodą Mohra można oznaczad również jony bromkowe.
14
CHEMIA, J. Szczygelska-Tao