MATERIAA
Y UZUPEA
NIAJ
CE DO LABORATORIUM Z CHEMII ANALITYCZNEJ
DLA KIERUNKU
TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI I ŻYWIENIE CZA
OWIEKA
Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Politechniki A
ódzkiej
Opracowanie:
Dr Maria Bielawska
Dr Małgorzata Bryszewska
Dr hab. Elżbieta A
odyga-Chruścińska
1
REGULAMIN PRACOWNI CHEMII ANALITYCZNEJ
NA KIERUNKU TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI i ŻYWIENIE CZA
OWIEKA
1. Każdy student zobowiązany jest przystąpić do kolokwium przed rozpoczęciem danej pracowni zgodnie z
programem ćwiczeń.
2. Każdy student zobowiązany jest nosić w pracowni czysty, biały płaszcz laboratoryjny i okulary.
3. Każdy student zobowiązany jest do zachowania czystości swego miejsca pracy oraz poszanowania sprzętu i
mienia Uczelni.
4. Na każdych ćwiczeniach wyznacza się dwóch dyżurnych, którzy są zobowiązani do:
a) Dopilnowania studentów w grupie aby zostawili porządek na swoich miejscach pracy.
b) Uporządkowania całej sali po ćwiczeniach.
c) Sprawdzenie zamknięcia kurków od wody i gazu.
d) Dyżurni po zakończeniu ćwiczeń i wypełnieniu regulaminowych obowiązków zgłaszają się do
prowadzÄ…cego, powiadamiajÄ…c o wykonaniu zadania.
e) Podczas ćwiczeń zabrania się na sali głośnych rozmów oraz nieuzasadnionego opuszczania miejsca pracy.
f) Każdy student winien prowadzić bieżące notatki laboratoryjne z wykonywanych analiz.
g) Każda nieobecność na ćwiczeniach musi być usprawiedliwiona.
h) W laboratorium należy pracować zgodnie z przepisami bezpieczeństwa i higieny pracy.
5. Studentów obowiązuje oszczędność chemikaliów, gazu, elektryczności i wody.
PRZEPISY BHP
1. Studenci są odpowiedzialni za zachowanie czystości sali ćwiczeń.
2. Kwasy i alkalia /szczególnie stężone/ należy zlewać do specjalnie na ten cel przeznaczonych naczyń.
3. Do zlewów nie wolno wrzucać ciał stałych /bibuła, sączki, osady, stłuczone szkło itp./.
4. Prace z substancjami lotnymi i łatwopalnymi należy przeprowadzać pod wyciągiem, bardzo ostrożnie i ściśle wg
przepisów wykonywania analiz.
5. W przypadku pożaru w Pracowni należy zastosować odpowiednie środki gaszące: gaśnice a tylko w niektórych
przypadkach dopuszczalne jest użycie wody.
6. W przypadku doznanych w czasie pracy obrażeń ciała należy zastosować się do instrukcji  Pierwsza pomoc w
nagłych wypadkach .
7. Wszelkie prace z substancjami wydzielającymi trujące lub żrące pary /brom, stęż. kwas solny, kwas azotowy(V)
lub siarkowy(VI)/ należy wykonać pod wyciągiem.
8. Po zakończeniu pracy eksperymentalnej w laboratorium należy umyć ręce.
PIERWSZA POMOC W NAGA
YCH WYPADKACH
1. O każdym wypadku, nawet najdrobniejszym, należy natychmiast powiadomić prowadzącego zajęcia.
2. Po zaistnieniu poważnego wypadku należy natychmiast zawiadomić Pogotowie Ratunkowe tel. 999,
równocześnie przystępując do udzielenia pierwszej pomocy.
3. Przy oparzeniach termicznych miejsce oparzone schłodzić wodą, a następnie pokryć suchym, jałowym
opatrunkiem.
4. Przy ranach powstałych od szkła należy założyć suchy, jałowy opatrunek.
5. Przy oparzeniach kwasem, miejsce oparzone jak najszybciej zmyć dużą ilością wody (z wyjątkiem kwasu
siarkowego(VI)).
6. Przy oparzeniach ługiem miejsce oparzone zmyć jak najszybciej dużą ilością wody.
7. Przy oparzeniach oczu kwasem lub ługiem natychmiast przemyć oczy roztworem soli fizjologicznej, w razie
braku  dużą ilością wody.
8. W przypadku dostania się do oczu jakiegokolwiek ciała obcego, należy natychmiast przemyć oczy dużą ilością
wody.
9. OsobÄ™ zatrutÄ… gazami trujÄ…cymi jak np. gaz z sieci miejskiej oraz gazy toksyczne, tj. NO2, CO, H2S, SO2, NH3,
Cl2, HCl, Br2 należy wyprowadzić lub wynieść do innego, dobrze wywietrzonego pomieszczenia.
UWAGI OGÓLNE
1) Przystąpienie do wykonywania bieżących doświadczeń możliwe będzie po zaliczeniu kolokwium wejściowego
przeprowadzanego w formie testu zawierającego 10 pytań przed każdą pracownią. Każdy z prowadzących daje
studentom program Pracowni Analizy Jakościowe i Ilościowej. Kolokwium obejmuje materiał zawarty w
programie.
2) Końcowe zaliczenie laboratorium nastąpi na postawie kolokwium wyjściowego obejmującego całość materiału
(test złożony z 20 pytań).
2
PRZYKA
ADOWE OPRACOWANIE PROTOKOA
U ANALIZY
Z CHEMII ANALITYCZNEJ JAKOÅšCIOWEJ
I. Analiza kationów lub anionów
ANALIZA NR .....
Rodzaj substancji analizowanej: bezbarwny, przez
roczysty roztwór o odczynie
obojętnym
Kation Reakcje charakterystyczne
Mn2+
1. Mn/NO3/2 + /NH4/2S “!MnS + 2NH4Cl
cielisty osad
rozpuszczalny w kwasach mineralnych oraz w CH3COOH
“!MnS + 2HNO3Ë%Mn(NO3)2 + Ä™!H2S
“! MnS + 2CH3COOH Mn(CH3COO)2 + Ä™!H2S
2. Mn/NO3/2 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 5Pb/NO3/2 + 2H2O
fioletowe zabarwienie roztworu
3. Mn/NO3/2 + H2O2 + 2NaOH “!MnO(OH)2 + 2NaNO3+ H2O
ciemnobrunatny osad
rozpuszczalny w HCl: “!MnO(OH)2 + 4HCl MnCl2 + 3H2O + Ä™!Cl2
Wykryto kation: Mn2+
3
Pracownia 2 i 3. Roztwory buforowe
2/3 .1 Ocena odczynu wybranych roztworów elektrolitów przy użyciu papierków wskaz
nikowych
Lp. Roztwór pH Odpowiednie równanie reakcji
1
NaCl
2
NaNO3
3
NH4Cl
4
NH4NO3 + H2O NH4+ + NO3-
NH4NO3
NH4+ + H2O "! NH3 aq + H3O+ + NO3-
1 M
5
CH3COONa
6
Na2CO3
7
NaHCO3
8
NaH2PO4
9
0,5 M Na2HPO4
10
Na3PO4
2/3 .2 Pomiar pH roztworów (porównanie wartości teoretycznej i rzeczywistej)
Stężenie pH pH Odpowiednie równanie reakcji i wzór do obliczenia
Lp. Roztwór
[mol/dm3] (zmierzone) (obliczone) [H3O+]
1 0,1
2 HCl 0,01"
3 0,001"
4 0,1
5 NaOH 0,01"
6 0,001"
7 CH3COONH4 0,1
8 CH3COONa 0,1
9 NH4Cl 0,1
10 Na2CO3 0,1
11 NaHCO3 0,1
12 NaH2PO4 0,1
13 Na2HPO4 0,1
14 Na3PO4 0,1
4
Stałe dysocjacji kwasów i zasad: CH3COOH =1,8 .10-5; H2CO3: K1 = 4,3 .10-7; K2 = 4,4 .10-11;
H3PO4: K1 = 7,5 .10-3; K2 = 6,2 .10-8; K3 = 4,8 .10-13; NH3 aq = 1,8 .10-5
"
Wykonać 10-krotne rozcieńczenie odpowiednich roztworów.
2/3 .3 Wskaz
niki pH-metryczne
Barwa formy
Lp Wskaz
nik Obszar pH
kwaśnej zasadowej
0,1-0,5
1 Fiolet metylowy 1,0-1,5
2,0-3,2
2 Oranż metylowy 3,1-4,4
3 Lakmus 4,5-8,3
4 Błękit bromotymolowy 6,0-7,6
5 Fenoloftaleina 8,0-9,8
6 1,3,5-trinitrobenzen 12,0-14,0
2/3 .4 Wyznaczenie stałej i stopnia dysocjacji kwasu octowego i amoniaku.
Lp. pH
Stężenie
Roztwór Stała dysocjacji Stopień dysocjacji
[mol/dm3]
obliczone zmierzone
1
CH3COOH 0,1
2
CH3COOH 0,01
3
CH3COOH 0,001
4
NH3 aq 0,1
5
NH3 aq 0,01
6
NH3 aq 0,001
2/3 .5 Roztwory buforowe
Objętość pH po połączeniu roztworów
Lp. Roztwór pH zmierzone
[cm3] Obliczone Zmierzone
1
2 0,1 CH3COOH
2
2 0,1 CH3COONa
3 1 0,1 CH3COOH
9 0,1 CH3COONa
4 5 0,1 CH3COOH
5 0,1 CH3COONa
5 9 0,1 CH3COOH
1 0,1 CH3COONa
5
2/3 .6 Stabilizujące pH działanie buforów.
Lp. Roztwór Roztwór dodany pH
(2 cm3) (1 kropla) Obliczone Zmierzone
1 woda 0,1 molowy HCl
2 woda 0,1 molowy NaOH
3 Bufor 3 (pkt. 2.5) 0,1 molowy HCl
4 Bufor 3 (pkt. 2.5) 0,1 molowy NaOH
5 Bufor 4 (pkt. 2.5) 0,1 molowy HCl
6 Bufor 4 (pkt. 2.5) 0,1 molowy NaOH
7 Bufor 5 (pkt. 2.5) 0,1 molowy HCl
8 Bufor 5 (pkt. 2.5) 0,1 molowy NaOH
Do wyliczeń przyjąć, że 1 kropla roztworu kwasu lub zasady (z pipetki Pasteurowskiej) zajmuje 0,035 cm3
2/3 .7 Zastosowanie roztworów buforowych w Chemii Analitycznej.
"
Lp Mg2+ Odczynnik Objętość Obserwacje Równanie reakcji
1 2 molowy NH3 aq 2 cm3
2 bufor amonowy 10 cm3
3 1 molowy (NH4)2CO3 2 cm3
2 cm3
(NH4)2CO3 2 cm3
4
+ bufor amonowy + 10 cm3
5 0,5 molowy Na2HPO4 2 cm3
0,5 molowy Na2HPO4 2 cm3
6
+ bufor amonowy +10 cm3
"
0,5 molowy roztwór Mg(NO3)2
6
2/3 .8 Podział kationów na grupy analityczne
Mi e s z a n i n a k a t i o n ó w ws z y s t k i c h g r u p
NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Zn2+, Ni2+,Cu2+, Cd2+, Ag+, Pb2+, Hg22+, Hg2+, Bi3+
+ HCl
AgCl, PbCl2, NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Zn2+, Ni2+,Cu2+, Cd2+, Hg2+,
I
Hg2Cl2 Bi3+, Pb2+
+ tiomocznik lub Na2S lub AKT
(S2- w środowisku kwaśnym)
II CuS, CdS, HgS, PbS, Bi2S3 NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+, Al3+, Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cr3+, Zn2+, Ni2+
+ amid kwasu tiooctowego (AKT) + bufor amonowy
(S2- w środowisku zasadowym)
III Al.(OH)3, Cr(OH)3, FeS, Fe2S3, MnS, ZnS, NiS NH4+, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Sr2+
+ (NH4)2CO3 + bufor amonowy
IV CaCO3, BaCO3, SrCO3 NH4+, Na+, K+, Mg2+ V
Grupa analityczna
ZADANIE 1.
Pracownia 4. Osady- warunki ich wytrÄ…cania i rozpuszczania.
4.1. Wpływ temperatury (omówienie na przykładzie PbCl2 i PbI2)
Lp. Roztwory Obserwacje Równanie reakcji
0,5 cm3 0,05 molowego Pb(NO3)2
+ 0,5 cm3 2 molowego HCl
1
Wyliczenie iloczynu rozpuszczalności:
0,5 cm3 0,05molowego Pb(NO3)2
+ 0,5 cm3 2 molowego KI
2
Wyliczenie iloczynu rozpuszczalności:
Obserwacje
Ogrzewanie roztworów
Schłodzenie uprzednio ogrzanego roztworu
7
4.2 Wpływ pH na wytrącanie i rozpuszczanie osadów- amfoteryczność
Obserwacje
Pb2+ + Cl-
PbCl2 + OH-
PbCl2 + OH- ........................................... + OH- .......................................... + OH- ........................................
4.3 Frakcjonowane strÄ…canie
Odczynniki Obserwacje
0,1molowy AgNO3 2 cm3
1
+ 0,1molowy HCl 2 cm3
0,1molowy AgNO3 2 cm3
2
+ 0,1molowy KI 2 cm3
0,1molowy AgNO3 2 cm3
3
+ 0,05 molowy K2CrO4 2 cm3
0,1molowy HCl 2 cm3
+ 0,1molowy KI 2 cm3
+ woda 5 cm3
4
dokładnie wymieszać
+ 0,1 molowy AgNO3 -dodawać
kroplami, nie mieszać
0,1molowy HCl 2 cm3
+ 0,05 molowy K2CrO4 2 cm3
+ woda 5 cm3
5
dokładnie wymieszać
+ 0,1 molowy AgNO3 -dodawać
kroplami, nie mieszać
Iloczyny rozpuszczalności: AgCl = 1,56 . 10-10;
Ag2CrO4 = 9 . 10-12
4.4. Strącanie kationów II i III grupy analitycznej - strącanie siarczków w zależności od wartości pH.
Iloczyny rozpuszczalności
II grupa analityczna III grupa analityczna
. . . .
CdS 7 10-27 CuS 4 10-35 CoS 8 10-23 FeS 5 10-18
. . .
HgS 3 10-52 Bi2S3 1 . 10-97 MnS 2,5 10-13 NiS 2 10-21
. .
PbS 1 10-28 ZnS 3 10-22
ZADANIE 2.
8
Pracownia 5. Procesy utleniania i redukcji
5.1. Właściwości redukujące wybranych metali
Lp. Metal Reagent
Obserwacje Równanie reakcji
(około 2,5 cm3)
1 M HCl
1 Cu
1 M HNO3
2
Fe 1 M HCl
3
1 M HCl
Zn 1 M CH3COOH
1 M NaOH
4
Al 1 molowy NaOH
5.2. Wpływ pH na właściwości utleniające KMnO4 (0,05molowy roztwór około 3 cm3). Przed przystąpieniem do
doświadczenia skorygować pH roztworu KMnO4 za pomocą H2SO4 do uzyskania pH 6 i pH 1.
Åšrodowisko
Lp. reakcji Reagent Obserwacje Równanie reakcji
(1 cm3)
1 0,1 molowy NaCl
2 0,1 molowy KBr
pH 1
3 0,1 molowy KI
4 0,1 molowy NaCl
5 0,1 molowy KBr
pH 6
6 0,1 molowy KI
ZADANIE 3.
9
Pracownia 6. ZwiÄ…zki kompleksowe
6.1 Akwakompleksy
Lp. Odczynnik Barwa Odczynnik Barwa Odczynnik Barwa
Sole bezwodne Roztwór soli bezwodnych Sole uwodnione
1 CuSO4 CuSO4 CuSO4 x5H2O
2 CoSO4 CoSO4 CoSO4x7H2O
3 NiSO4 NiSO4 NiSO4 x7H2O
6.1.1. Na bibule (lub kartce papieru) wykonać napis/rysunek 0,1 mol/dm3 roztworem CoCl2 i następnie włożyć bibułę
do nagrzanej do 380 °C suszarki. WyjÄ…c po upÅ‚ywie 15 minut i zaobserwować zmiany zabarwienia.
6.2 Aminakompleksy
Odczynnik Reagenty dodawane
Lp. Obserwacje Równanie reakcji
(1 cm3) kolejno
1
2 molowy NH3 aq
0,5 molowy
2
1
Ni(NO3)2 6 molowy NH3 aq
3
6 molowy HNO3
1
2 molowy NH3 aq
0,5 molowy
2
2
Zn(NO3)2 6 molowy NH3 aq
3
6 molowy HNO3
1
2 molowy NH3 aq
0,5 molowy
2
3
Pb(NO3)2 6 molowy NH3 aq
3
6 molowy HNO3
1 2
dodawać aż do uzyskania słaboalkalicznego odczynu roztworu, dodawać stale mieszając bagietką do zaniku
zmian
3
początkowo do uzyskania odczynu obojętnego i następnie do uzyskania rozpuszczenia osadów
ZADANIE 4.
10
Pracownia 7. Analiza anionów
Wytrącanie osadów Wydzielanie gazu Odbarwienia roztworu Reakcje charakterystyczne
Anion
w obecności H2SO4 (rozc.) KMnO4
BaCl2 AgNO3
Cl- biały ----------- odbarwienie roztworu
Jasno
Br- ----------- Barwa bromu (czerwień)
żółty
nierozpuszczalne w
I- ----------- Żółty ----------- Barwa jodu
HNO3
SCN- Biały ----------- -----------
H2S
S2- czarny odbarwienie
(zapach zgniłych jaj)
Odbarwienie
Biały osad, rozpuszczalny w
CH3COO- Zapach octu
(reakcje wykonuje siÄ™ w
HNO3
specjalnych waruunkach)
SO2
SO32- odbarwienie
Ostry duszÄ…cy zapach
Biały rozpuszczalny w
CO2
Biały rozpuszczalny w HNO3
CO32- -----------
HNO3
Pienienie siÄ™
Odbarwienie
C2O42- CO2
(na gorÄ…co)
PO43- Biały Żółty ----------- -----------
Biały
trudno trudno
SO2
S2O32- Biały ciemnieją Odbarwienie
rozpuszczalne rozpuszczalne w
Ostry duszÄ…cy zapach
cy
w HNO3 HNO3
Czerwono
CrO42- Żółty
-brunatny
NO3- ----------- -----------
---------------------------------
MnO4-
-----------
SO42-
Biały osad ---------------------- ----------- -----------
ZADANIE 5.
11
Pracownia 8 Analiza substancji stałych.
Przed przystąpieniem do eksperymentów studenci muszą zdać KOLOKWIUM 8.
ZADANIE 6.
Studentów I roku kierunku Technologii Żywności i Żywienie Człowieka obowiązuje:
a) wykonanie analizy soli rozpuszczalnej w wodzie. W skład analizowanej soli mogą wchodzić
kationy: Fe3+, Cu2+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Cr3+, Al3+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, NH4+ oraz aniony: Cl ,
Br , J , CO32 , PO43 , NO3 , MnO4 , CrO42 , S2O32-, C2O42-, SO32-, CH3COO-;
b) wykonanie analizy wodorotlenków. W skład analizowanej próbki mogą wchodzić: Ba(OH)2,
Ca(OH)2, Cd(OH)2;
c) tlenków. W skład analizowanej próbki mogą wchodzić: CdO, CuO, SnO, PbO, ZnO, Bi2O3.
12
ANALIZA ILOÅšCIOWA
Warunkiem dopuszczenie do wykonanie oznaczenia jest zdane kolokwium.
Tytuły ćwiczeń laboratoryjnych:
1. Wyznaczenie współmierności kolby z pipetą.
2. Alkacymetryczne oznaczenie zawartości NaOH.
3. Oznaczanie jonów wapnia Ca(II) metodą manganometryczną po oddzieleniu szczawianu wapnia od
jonów Mg(II).
4. Oznaczanie jonów żelaza(III) metodą manganometryczną.
5. Oznaczanie jonów niklu(II) metodą kompleksometryczną.
6. Oznaczanie jonów żelaza(III) metodą kolorymetryczną.
PRZYKA
ADOWE OPRACOWANIE PROTOKOA
U ANALIZY
Z CHEMII ANALITYCZNEJ ILOÅšCIOWEJ
na przykładzie oznaczenia NaOH
Zadanie:& & & ..Oznaczenie zawartości NaOH& & & & & & & & .
1. Reakcje przebiegajÄ…ce w trakcie analizy.
HCl + NaOH NaCl + H2O
2. Wykonanie oznaczenia.
a) Oznaczenie miana kwasu HCl: naważki sody objętość roztworu HCl
I naważka sody Na2CO3 m1 = & & & ....[g] V1& & & & ..[ml]
II naważka sody Na2CO3 m2 = & & & .....[g] V2& & & & ..[ml]
III naważka sody Na2CO3 m3 = & & & .....[g] V3& & & ......[ml]
m1 ×1000
C1 = = ....................[mol / dm3]
M ×V1 × 2
Na2CO3
m2 ×1000
Obliczenia stężenia kwasu HCl: C2 = = ....................[mol / dm3] CHCl =(C1+C2 +C3)/3=..
M ×V2 × 2
Na2CO3
m3 ×1000
C3 = = ....................[mol / dm3]
M ×V3 × 2
Na2CO3
b) Wykonanie trzech miareczkowań próbki NaOH:
V1 =& & & & & &
V2 =& & & & & & objętość średnia VHCl = (V1 + V2 + V3)/3 =& & & & & [ml]
V3 =& & & & & &
3. Obliczanie wyników:
CHCl Å"VHCl Å"W Å" M
NaOH
mNaOH = = ..., ... ... ... ... g
1000
Wynik podać z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku
gdzie mNaOH  masa NaOH w kolbie [g]
CHCl  stężenie molowe HCl
VHCl  objętość roztworu HCl zużyta na zmiareczkowanie próbki [cm3]
W  współmierność kolby z pipetą
MNaOH  masa molowa NaOH [g/mol]
Literatura
5.3 T. Lipiec, Z.S. Szmal,  Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej. PZWL,
5.4 B. Jankiewicz, I. Lubomirska, A. Korczyński,  Analiza jakościowa , Wydawnictwo PA
, 1994.
5.5 Loretta Jones, Peter Atkins,  CHEMIA OGÓLNA. Cząsteczki, materia, reakcje PWN, Warszawa 2004
13
ANALIZA KATIONÓW
Systematyczna analiza kationów opiera się na wytrącaniu osadów zawierających kationy zaliczane do
jednej z grup analitycznych.
Do wytrącania kationów w postaci trudno rozpuszczalnych soli służą tzw. odczynniki grupowe.
W analizie jakościowej wykrywa się najczęściej 24 kationy, zaliczane do 5 grup analitycznych
(tabela 1).
Tabela 1.
Podział kationów na grupy analityczne wg Freseniusa
Grupa Odczynnik Jony wykrywane Skład osadu
grupowy
I 3M HCl Ag+, Pb2+, Hg22+ AgCl,PbCl2, Hg2Cl2
II H2S (AKT) Hg2+, Pb2+, Bi3+, HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS,
środowisko Cu2+, Cd2+, Sn2+, SnS, SnS2, As2S3, As2S5,
kwaśne Sn4+, As3+, As5+, Sb2S3, Sb2S5
(HCl) Sb3+, Sb5+
III H2S (AKT) Al3+, Cr3+, Fe2+, Fe3+,Ni2+,Co2+, Al/OH/3, Cr/OH/3, Fe2S3,
NH3·H2O Mn2+, Zn2+ FeS, NiS, CoS, MnS, ZnS
i NH4Cl
IV /NH4/2CO3
wobec Ca2+, Sr2+, Ba2+ CaCO3, SrCO3, BaCO3
NH3·H2O
i NH4Cl
V Brak Mg2+, Na+, K+, NH4+ Brak
SREBRO - ARGENTUM  Ag 2.8.18.18.1
Z = 47 Masa molowa. = 107,87 g/mol
11 grupa (I podgrupa) układu okresowego;
stopień utlenienia +1, +2
Srebro należy do metali ciężkich, w szeregu napięciowym znajduje się za wodorem i dlatego nie wypiera go z
kwasów. Reakcję srebra z kwasami utleniającymi przedstawić można w następujący sposób:
Ag + kwas sól + tlenek + H2O
utleniający srebra obojętny
Ag + 2HNO3 AgNO3 + Ä™!NO2 + H2O
Srebro i jego związki mają w lecznictwie zastosowanie jako środki o właściwościach ściągających, żrących i
antyseptycznych. Mechanizm działania soli srebra na ustrój polega na tym, że uwolniony jon srebra wytrąca
białko, tworząc osad białczanu srebra. Sole srebra podane do wewnątrz wywołują zatrucie organizmu.
14
Wykrywanie jonów srebra - Ag+
1. Odczynnik grupowy  kwas solny HCl oraz rozpuszczalne sole zawierające jony Cl- wytrącają z obojętnych
i kwaśnych roztworów osad AgCl
AgNO3 + HCl “!AgCl + HNO3"
Ag+ + Cl- “!AgCl
*
“!AgCl  chlorek srebra, biaÅ‚y, serowaty, fioÅ‚kowieje na Å›wietle; nie rozpuszcza siÄ™
w HNO3;
jest rozpuszczalny w NH3·H2O, KCN, Na2S2O3 i stęż. HCl
a/ NH3·H2O
“!AgCl + 2NH3·H2O [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
powstaje roztwór  chlorek diaminasrebra(I) sól kompleksowa, z której pod wpływem rozcieńczonego HNO3
wydziela się ponownie biały osad AgCl
[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 “!AgCl + 2NH4NO3
c/ Na2S2O3
“!AgCl + 2Na2S2O3 Na3[Ag/S2O3/2] + NaCl
ditiosiarczanosrebrzan(I)
trisodu
d/ stężony HCl
“!AgCl + HCl H[AgCl2]
kwas chlorosrebrowy
2. Bromek lub jodek potasu: KBr, KJ wytrÄ…ca osady
AgNO3 + KBr “!AgBr + KNO3
AgNO3 + KJ “!AgJ + KNO3
“!AgBr - bromek srebra, jasnożółty; rozpuszczalny w NH3·H2O
“!AgJ - jodek srebra, żółty; nierozpuszczalny nawet w stężonym NH3·H2O
3. Wodorotlenek sodu NaOH wytrÄ…ca osad
2AgNO3 + 2NaOH “!Ag2O + 2NaNO3 + H2O
“!Ag2O - tlenek srebra, czarno-brunatny; nie rozpuszcza siÄ™ w nadmiarze odczynnika
.
4. Amoniak NH3·H2O wytrÄ…ca osad nietrwaÅ‚y, poczÄ…tkowo biaÅ‚y, brunatniejÄ…cy, który rozpuszcza siÄ™ w
nadmiarze odczynnika z utworzeniem jonu kompleksowego.
AgNO3 + NH3·H2O “!AgOH + NH4NO3
“!2AgOH “!Ag2O + H2O
“!Ag2O + 4NH3·H2O 2[Ag/NH3/2]OH + 3H2O
wodorotlenek
diaminasrebra(I)
"
Uwaga!
Wyjaśnienia stosowanych skrótów
“! - osad
Ë% - osad rozpuszczalny
Å‚ - osad nierozpuszczalny
15
5. Chromian(VI) potasu K2CrO4 lub dichromian(VI) potasu K2Cr2O7 wytrÄ…ca osad
2AgNO3 + K2Cr2O7 “!Ag2Cr2O7 + 2KNO3
“!Ag2CrO4  chromian(VI) srebra(I), brunatno-czerwony; rozpuszcza siÄ™ w NH3·H2O i HNO3,
nie rozpuszcza się w rozcieńczonym CH3COOH
“!Ag2Cr2O7 - dichromian(VI) srebra(I) czerwono-brunatny, rozpuszczalność analogiczna
jak Ag2CrO4
6. Siarkowodór H2S (AKT)wytrąca z roztworów kwaśnych, obojętnych i amoniakalnych osad
2AgNO3 + H2S “!Ag2S + 2HNO3
“!Ag2S - siarczek srebra(I) czarny, nie rozpuszcza siÄ™ w NH3·H2O, rozcieÅ„czonym HNO3,
rozpuszcza się w stężonym, gorącym HNO3.
RT
Ć - HYDRARGYRUM  Hg 2.8.18.32.10.2
Z = 80 Masa molowa. = 200,6 g/mol
12 grupa (II podgrupa) układu okresowego;
Stopień utlenienia +1, +2
Rtęć należy do metali ciężkich, w szeregu napięciowym znajduje się za wodorem. Metal ten nie rozpuszcza się
w kwasie solnym oraz rozcieńczonym kwasie siarkowym. Ogrzewany w gorącym, stężonym kwasie siarkowym
lub azotowym tworzy odpowiednie sole:
3Hg + 8HNO3 3Hg/NO3/2 + Ä™!2NO + 4H2O
Pary rtęci są trujące.
W lecznictwie wykorzystuje się metaliczną rtęć oraz jej sole. Związki rtęci są truciznami protoplazmy i wskutek
tego dobrymi środkami dezynfekcyjnymi. Rtęć z innymi metalami tworzy stopy zwane amalgamatami,
stosowanymi min. w dentystyce.
Wykrywanie jonów rtęci(II) - Hg2+
1. Odczynnik grupowy  siarkowodór H2S (AKT) w środowisku zakwaszonym HCl wytrąca
osad HgS
3HgCl2 + 2H2S “!HgCl2·2HgS + 4HCl
biały chlorosiarczek
rtęci(II)
“!HgCl2·2HgS + H2S “!3HgS + 2HCl
czarny siarczek
rtęci(II)
“!HgS  nie rozpuszcza siÄ™ w rozcieÅ„czonych kwasach na zimno i na gorÄ…co;
rozpuszcza się w wodzie królewskiej /aqua regia  mieszanina stężonego HCl i stężonego HNO3 w
stosunku 3:1/
3HCl + HNO3 Ä™!Cl2 + Ä™!NOCl + 2H2O
chlorek
nitrozylu
Woda królewska działa chlorująco na HgS
16
“!3HgS + 2HNO3 + 6HCl 3HgCl2 + “!3S + Ä™!2NO + 4H2O
Uwaga! Ze względu na trujące właściwości chloru i tlenku azotu rozpuszczanie należy wykonywać pod
wyciÄ…giem.
2. Amoniak NH3·H2O wytrÄ…ca osad
HgCl2 + 2NH3·H2O “!HgNH2Cl + NH4Cl + H2O
Chlorek amidortęci(II)
W przypadku soli Hg/NO3/2 powstaje
Hg
2Hg/NO3/2 + 4NH3 . + 3NH4NO3
. H2O
O NH2 NO3
Hg
azotan tlenoaminortęciowy
/Hg2O/NH2/NO3/
3. Jodek potasu KJ wytrÄ…ca osad.
HgCl2 + 2KJ “!HgJ2 + 2KCl
“!HgJ2  jodek rtÄ™ciowy, czerwony, rozpuszcza siÄ™ w nadmiarze KJ
“!HgJ2 + 2KJ K2[HgJ4]
tetrajodortęcian(II) potasu
Roztwór K2[HgJ4] zalkalizowany KOH znany jest pod nazwą odczynnika Nesslera /stosowany do
wykrywania jonu amonowego/.
4. Chlorek cyny(II) SnCl2 redukuje sole rtęci(II) najpierw do soli rtęci(I) a następnie do metalicznej rtęci
2HgCl2 + SnCl2 “!Hg2Cl2 + SnCl4
chlorek rtęci(I)
/kalomel/
“!Hg2Cl2 + SnCl2 “!2Hgo + SnCl4
rtęć metaliczna  czarna
MANGAN - MANGANUM - Mn 2.8.13.2
Z = 25 Masa molowa. = 54,93 g/mol
7 grupa(VII podgrupa) układu okresowego;
Stopień utlenienia +2, +3, +4, +6, +7
Mangan rozpuszcza się w gorącej wodzie, w kwasach /nawet octowym/ i zasadach. Największe
znaczenie majÄ… zwiÄ…zki manganu na +2 i +7 stopniu utlenienia. Wszystkie zwiÄ…zki manganu sÄ… barwne: sole
manganu(II) /Mn+2/ bezwodne są białe, w roztworze bladoróżowe, sole manganu /Mn+3/ - manganiany(III) są
czerwone, manganiany(VI) /Mn+6/ bezwodne sÄ… fioletowe, w roztworze zielone, natomiast zwiÄ…zki Mn+7 
manganiany(VII) ( do niedawna nazywane  nadmanganiany ) zarówno w stanie stałym jak i w roztworze są
ciemnofioletowe.
Właściwości chemiczne związków manganu zależą od stopnia utlenienia i są: Mn+2  zasadowe, Mn+3 
słabo zasadowe, Mn+4  amfoteryczne, Mn+6 i Mn+7 charakter kwasowy.
Mangan jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych /poza żelazem/ pierwiastkiem w tkankach i
cieczach ustroju. Jest to pierwiastek nieodzowny dla normalnego rozwoju organizmu, wpływa katalizująco na
aktywność katalazy. Niedobór manganu powoduje zahamowanie wzrostu, nieprawidłową mineralizację kości,
niedorozwój narządów płciowych. Zapotrzebowanie dzienne manganu wynosi 4-5 mg.
17
Wykrywanie jonów manganu(II)  Mn2+
1. Odczynnik grupowy H2S (AKT) wytrÄ…ca wobec mieszaniny buforowej, zÅ‚ożonej z NH3·H2O i NH4Cl osad
MnS
MnCl2 + /NH4/2S “!MnS + 2NH4Cl
MnS - siarczek manganu(II), cielisty, rozpuszczalny w kwasach mineralnych oraz
CH3COOH
2. Wodorotlenek sodu - NaOH wytrÄ…ca osad
MnCl2 + 2NaOH “!Mn/OH/2 + 2NaCl
Mn/OH/2  wodorotlenek manganu(II); rozpuszczalny w kwasach oraz solach amonowych;
nierozpuszczalny w nadmiarze NaOH
3. Utlenianie soli manganu(II) do jonu manganianu(VII)
2Mn/NO3/2 + 5PbO2 + 6HNO3 2HMnO4 + 5Pb/NO3/2 + 2H2O
-
5
Mn+7
Mn+2 - 5e 2
10
-
Pb+2 2 5
Pb+4 + 2e
Powstające w reakcji jony manganianowe(VII) zabarwiają roztwór na fioletowo. Reakcji przeszkadzają inne
reduktory, szczególnie obecność chlorków, przeszkadzają również duże ilości jonów Mn2+.
ŻELAZO - FERRUM - Fe 2.8.14.2
Z = 26 Masa molowa. = 55,85 g/mol
8 grupa (VIII grupa) układu okresowego /triada żelazowców/;
Stopień utlenienia +2, +3
Żelazo należy do metali ciężkich, w szeregu napięciowym znajduje się przed wodorem, oznacza to, że z kwasów
wypiera wodór. Jony żelaza na +2 stopniu utleniania wykazują właściwości redukujące, natomiast jony Fe3+
mogą działać utleniająco.
Sole żelaza(II) mają barwę zieloną a żelaza(III) brunatną lub żółtą.
Związki żelaza spełniają ważną rolę w organizmie. Dla procesów biochemicznych szczególne znaczenie mają
jego kompleksy metaloorganiczne z porfirynami, proteinami i in. Do tej grupy związków należą: hemoglobina
/Fe+2/, katalaza /Fe+3/. Niedobór żelaza może wywoływać schorzenie zwane niedokrwistością /anemia/. Sole
żelaza są resorbowane z przewodu pokarmowego, przy czym sole żelaza trójwartościowego nie ulegają
resorpcji. Sole żelaza dwuwartościowego resorbują się w ilości 20-25%. Wchłanianie zależy od ilości kwasu
solnego w żołądku i poziomu witaminy C w ustroju.
Wykrywanie jonów żelaza - Fe 2+/3+
1. Odczynnik grupowy H2S( AKT) w środowisku zasadowym wytrąca osady FeS i Fe2S3
FeSO4 + /NH4/2S “!FeS + /NH4/2SO4
czarny
2FeCl3 + 3/NH4/2S “!Fe2S3 + 6NH4Cl
czarny
“!FeS i “!Fe2S3 - rozpuszczajÄ… siÄ™ w kwasach
2. Wodorotlenek sodu - NaOH wytrÄ…ca osady
FeSO4 + 2NaOH “!Fe/OH/2 + Na2SO4
18
 wodorotlenek żelaza(II), brunatnozielony
FeCl3 + 3NaOH “!Fe/OH/3 + 3NaCl
wodorotlenek żelaza(III) czerwonobrunatny
“!Fe/OH/2 na powietrzu Å‚atwo utlenia siÄ™ do “!Fe/OH/3
Oba wodorotlenki nie rozpuszczajÄ… siÄ™ w nadmiarze odczynnika; sÄ… Å‚atwo rozpuszczalne w kwasach.
3. Tiocyjanian amonu (rodanek amonu lub potasu) NH4SCN, KSCN
Fe2+ - nie wytrÄ…ca siÄ™ osad i barwa roztworu nie zmienia siÄ™
Fe3+ - reaguje z utworzeniem krwistoczerwonego roztworu, barwa nie znika po zakwaszeniu
HCl /odróżnienie od octanów/
FeCl3 + 3KSCN Fe/SCN/3 + 3KCl
Tritiocyjanian żelaza(III)
4. Cyjanek potasu  KCN (trujÄ…cy) wytrÄ…ca osady
FeSO4 + 2KCN “!Fe/CN/2 + K2SO4
cyjanek żelaza(II) żółto-brunatny
rozpuszczalny w KCN
“!Fe/CN/2 + 4KCN K4[Fe/CN/6]
heksacyjanożelazian(II) potasu
żółty roztwór
FeCl3 + 3KCN “!Fe/CN/3 + 3KCl
cyjanek żelaza(III)
rozpuszczalny w KCN
“!Fe/CN/3 + 3KCN K3[Fe/CN/6]
heksacyjanożelazian(III) potasu,
żółto-zielony roztwór
5. Heksacyjanożelazian(II) potasu  K4[Fe/CN/6]
2Fe2+ + [Fe/CN/6]4- Fe2[Fe/CN/6]
heksacyjanożelazian(II) żelaza(II)
biały osad na powietrzu niebieszczeje, ponieważ tworzy się tzw. błękit pruski Fe4[Fe/CN/6]3
4Fe3+ 3[Fe/CN/6]4- Fe4[Fe/CN/6]3
heksacyjanożelazian(II) żelaza(III)
/błękit pruski/
nierozpuszczalny w rozc. HCl;
rozpuszczalny w stęż. HCl
WAPC
- CALCIUM - Ca 2.8.8.2
Z = 20 Masa molowa = 40,08g/mol
2 grupa (II grupa) układu okresowego
stopień utlenienia +2
Wapń jest pierwiastkiem lekkim, rozkładającym w normalnych warunkach wodę z wydzieleniem
wodoru.
Jony wapnia są niezbędne dla normalnej czynności serca jak i konieczne dla zachowania prawidłowej
aktywności układu mięśniowo-nerwowego. Wapń jest składnikiem kości, zębów i jak również błon
komórkowych, wpływając na ich przepuszczalność i utrzymanie integralności. Mając możność odkładania się w
tkankach wapń hamuje patologiczną przepuszczalność naczyń włosowatych i ułatwia leczenie niektórych
19
procesów zapalnych. Jony Ca2+ wprowadzone do jelit wpływają hamująco na ich perystaltykę. Nadmiar w
ustroju jonów wapnia wpływa na wydalanie jonów sodowych /wzrost diurezy/. Duże znaczenie ma zawartość
wapnia we krwi gdzie występuje głównie w osoczu. Jony wapnia są też nieodzowne dla przemiany protrombiny
w trembinę w procesie krzepnięcia krwi.
Wykrywanie jonów wapnia - Ca2+
1. Odczynnik grupowy  węglan amonowy /NH4/2CO3 w środowisku zasadowym wytrąca się osad CaCO3
CaCl2 + /NH4/2CO3 “!CaCO3 + 2NH4Cl
węglan wapnia,
biały, bezpostaciowy,
po ogrzaniu krystaliczny
“!CaCO3  rozpuszcza siÄ™ w HCl, HNO3, CH3COOH
2. Chromian(VI) potasu (K2CrO4) i dichromian(VI) potasu (K2Cr2O7) - nie wytrÄ…ca osadu
3. Kwas szczawiowy /COOH/2  wytrąca osad z roztworów alkalicznych lub po zbuforowaniu CH3COONa
CaCl2 + /COOH/2 “!CaC2O4 + 2HCl
“!CaC2O4 szczawian wapnia, biaÅ‚y, rozpuszcza siÄ™ w kwasach mineralnych;
nie rozpuszcza siÄ™ w CH3COOH, nawet po ogrzaniu.
4. Zabarwienie płomienia
Lotne sole wapniowe /chlorki/ barwią płomień na kolor ceglasto-czerwony.
MAGNEZ - MAGNESIUM - Mg 2.8.2
Z = 12 Masa molowa. = 35,453 g/mol
2 grupa (II grupa) układu okresowego
stopień utlenienia +2
Magnez jest metalem srebrzystobiałym. Na powietrzu w obecności wilgoci pokrywa się warstwą tlenku
magnezu. Z wodą w temperaturze pokojowej reaguje bardzo słabo, natomiast z parą wodną w temperaturze
100oC reaguje bardzo energicznie.
Mg + H2O “!MgO + Ä™!H2
Sole magnezu rozpuszczalne w wodzie: chlorek, bromek, jodek, azotan (V), octan.
Sole magnezu nierozpuszczalne w wodzie: Mg/OH/2, MgCO3, MgNH4PO4·6H2O, MgNH4AsO4·6H2O
Magnez jest niezbędny w prawidłowym przebiegu procesów metabolicznych dostarczających energii, jak
również w syntezie białek oraz fosforylacji beztlenowej. Największe ilości magnezu znajdują się w szkielecie i
mięśniu sercowym jak również w wątrobie. Bez uzupełniania niedoboru magnezu niemożliwe staje się m.in.
wyrównanie komórkowego niedoboru potasu, co jest jednym z ważniejszych czynników proarytmicznych.
Wykrywanie jonów magnezu - Mg2+
1. Wodorotlenek sodu lub potasu NaOH lub KOH wytrąca z roztworów galaretowaty osad
MgCl2 + 2NaOH “!Mg/OH/2 + 2NaCl
wodorotlenek magnezu, biały
2. Amoniak NH3·H2O wytrÄ…ca z obojÄ™tnych roztworów galaretowaty osad
MgCl2 + 2NH3·H2O “!Mg/OH/2 + 2NH4Cl
wodorotlenek magnezu,
20
 biały
3. Szczawian amonu /NH4/2CO3 ze stężonych roztworów wytrąca osad
MgCl2 + /NH4/2C2O4 + 2H2O “!MgC2O4·2H2O + 2NH4Cl
szczawian magnezu,
biały
4. Magnezon
H O
O N N=N
OH
2
z roztworów zalkalizowanych NaOH lub KOH wytrąca niebieski osad
Wykonanie:
Do roztworu dodaje siÄ™ kilka kropli odczynnika i alkalizuje siÄ™ roztworem NaOH. Fioletowo-czerwony
roztwór barwi się w obecności Mg2+ na niebiesko, a w obecności dużej ilości jonów Mg2+ powstaje niebieski
osad.
SÓD - NATRIUM - Na 2.8.1
Z = 11 Masa molowa. = 22,99 g/mol
1 grupa (I grupa) układu okresowego
Stopień utlenienia +1
Sód jest pierwiastkiem lekkim, rozkładającym w normalnych warunkach wodę. Na powietrzu ulega
natychmiastowemu procesowi utleniania.
Na ogół wszystkie sole sodu są rozpuszczalne w wodzie, za wyjątkiem np.
heksafluorokrzemianu(IV)sodu i soli NaCH3COO·Mg/CH3COO/2·3UO2/CH3COO/2·9H2O
Jony sodu są głównym kationem w cieczy pozakomórkowej. Wobec dużej ich zdolności wiązania wody, jony
sodu są podstawowym czynnikiem regulacji osmotycznej płynów ustroju. Jony sodu oddziaływują również na
enzymy (aktywują adenilopirofosfatazę a hamują aktywność transfosforylazy).
Jony sodu łącznie z resztą kwasu węglowego stanowią tak zwaną rezerwę alkaliczną ustroju i wpływają na
utrzymanie jego równowagi kwasowo-zasadowej.
Wykrywanie jonów sodu - Na+
1. Oktaoctan magnezu (lub cynku) i tris(ditlenkuuranu(VI)) wytrąca żółty osad z roztworów obojętnych
(roztwór alkaliczny zobojętniamy kwasem octowym a roztwór kwaśny amoniakiem)
NaCl + nMg/UO2/3CH3COO/8 Å»#+nH O
Å»#Å»#2Å»#
“! NaCH3COO·Mg/CH3COO/2·3UO2/CH3COO/2·9H2O
POTAS - KALIUM - K 2.8.8.1
Z = 19 Masa molowa. 39,096 g/mol
1 grupa (I grupa) układu okresowego
stopień utlenienia +1
Potas jest metalem lekkim, bardzo aktywnie rozkładającym wodę w normalnych warunkach. Na powietrzu ulega
bardzo szybko procesowi utleniania.
Prawie wszystkie sole potasu są dobrze rozpuszczalne w wodzie, wyjątek stanowią połączenia jonu K+
z następującymi anionami: wodorowinianem, heksaazotano(III)kobaltanem(II), heksachloroplatynianem(IV) i
21
chloranem(VII). Jony potasu są w ustroju przede wszystkim składnikiem plazmy i głównym kationem
nieorganicznym komórek. Wykazują bardzo dużą aktywność w regulowaniu ciśnienia osmotycznego płynów
ustrojowych, gdyż wpływają na zwiększenie przepuszczalności ścian komórkowych. Aktywuje również
transfosforylazÄ™ ATP  kwas pirogronowy oraz adenilopirofosfatazÄ™ i fosfotransacetylazÄ™. Jony potasu w ustroju
są antagonistami jonów sodu i wapnia. Są konieczne do normalnej pracy serca i produkcji w ustroju tłuszczów i
białek oraz ich pochodnych.
Wykrywanie jonów potasu  K+
1. Wodorowinian sodu NaHC4H4O6 wytrąca z roztworów obojętnych lub kwaśnych osad
KCl + NaHC4H4O6 “!KHC4H4O6 + NaCl
wodorowinian potasu,
biały
2. Kwas nadchlorowy(VII)  HClO4 wytrÄ…ca osad
KCl + HClO4 “!KClO4 + HCl
chloran(VII) potasu,
biały
3. Zabarwienie płomienia
Lotne sole potasowe barwią płomień na kolor fiołkowy /widoczny przez szkło kobaltowe  filtr światła/.
AMON - AMONIUM - NH4+
Masa molowa = 18,04 g/mol
Jony NH4+ sÄ… kationem kompleksowym, powstajÄ…cym w wyniku reakcji protonu z amoniakiem.
NH3 + H+ [ NH4]+
Jony amonowe tworzÄ… sÅ‚abÄ… zasadÄ™ NH3·H2O. Wodne roztwory soli amonowych ulegajÄ… hydrolizie.
Niektóre sole jak np.: NH4Cl i /NH4/2CO3 stosuje się do przygotowywania leków wykrztuśnych oraz
wywołujących kwasicę ustroju. Jony te w organizmie przekształcają się w amoniak i następnie w mocznik.
Wykrywanie jonów amonu - NH4+
1. Wodorotlenek sodu  NaOH oraz inne zasady rozkładają sole amonu z wydzieleniem amoniaku.
Reakcja przebiega najlepiej na gorÄ…co
NH4Cl + NaOH Ä™!NH3 + H2O + NaCl
Sprawdzanie obecności NH3
A. Charakterystyczny zapach NH3
B. Umieścić wilgotny papierek wskaz
nikowy u wylotu probówki. Zmiana barwy na kolor niebieski
świadczy o obecności NH3
C. Umieścić wilgotny papierek rtęciawy ( bibuła nasycona azotanem(V) rtęci(II) ) u wylotu probówki.
Wystąpienie czarnej barwy na bibule /Hgo/ świadczy o obecności NH3
Hg
2Hg2/NO3/2 + 4NH3 +
. H2O O NH2 NO3 2Hgo + 3NH4NO3 + 3H2O
Hg
22
Hg
NH4Cl + 2K2 HgJ4 + 4KOH
O NH2 J + KCl + 7KJ + 3H2O
Hg
2. Odczynnik Nesslera  K2[HgJ4] z obojętnych lub alkalicznych roztworów wytrąca osad, którego barwa
zależna jest od stężenia jonów NH4+ i zmienia się od żółtej do czerwono brunatnej.
Pytania kontrolne
1. Podaj podział kationów na grupy analityczne.
2. Porównaj roztwarzanie w kwasie solnym oraz w rozcieńczonym kwasie azotowym(V) następujących metali:
Ag, Cu, Ca i Na.
3. Dlaczego do wytrącania osadu AgCl nie wolno stosować stężonego HCl ?
4. Napisz reakcje zachodzÄ…ce podczas rozpuszczania AgCl w KCN i Na2S2O3.
5. Jakimi odczynnikami należy podziałać na HgCl2 w celu otrzymania odczynnika Nesslera?
6. Jak przebiega reakcja rozpuszczania HgS w wodzie królewskiej?
7. Napisz reakcję utleniania jonów manganu(II) do jonów manganianowych(VII).
8. W postaci jakich jonów może występować mangan?
9. Jakimi reakcjami można odróżnić jony Fe2+ od Fe3+?
10. Wymień kationy, które można wykryć za pomocą zabarwienia płomienia.
11. Napisz wzór strukturalny szczawianu wapnia.
12. Dlaczego przed przystąpieniem do systematycznej analizy wykrywania kationów należy sprawdzić
obecność kationu NH4+ i dlaczego w przypadku stwierdzenia jego obecności należy go usunąć ?
13. Jak odróżnisz jony potasu od jonów sodu ?
14. Omów tok analizy rozdzielczej dla poznanych kationów.
23
ANALIZA ANIONÓW
Systematyczna analiza jakościowa anionów wg Bunsena obejmuje 7 grup analitycznych /tab. 2/.
Podział ten oparty jest na reakcjach anionów z jonami Ag+ i Ba2+, stosowanymi w postaci rozpuszczalnych soli.
Studentów I roku kierunku Technologii Żywności i Żywienia Człowieka obowiązuje znajomość następujących
anionów: Cl-, Br-, I-, SCN-, S2-, CH3COO-, SO32-, CO32-, C2O42-, PO43-, S2O32- NO3-, CrO42-, MnO4-, SO42-.
Tabela 2. Podział anionów na grupy wg Bunsena
Grupa Odczynnik grupowy Jony wykrywane
*
I AgNO3 - “!Ø HNO3 Cl , Br , I , CN , SCN ,
BaCl2  osadu nie wytrÄ…ca [Fe(CN)6]4 , [Fe(CN)6]3
II AgNO3 - “!O HNO3 S2 , CH3COO , NO2
BaCl2 - osadu nie wytrÄ…ca
III AgNO3 - “!O HNO3 SO32 , CO32 , C2O42 , C4H4O62 ,
BaCl2 - “!O HNO3 BO2
IV AgNO3 - “!barwne O HNO3 S2O32 , CrO42 , Cr2O72 , AsO43 ,
BaCl2 - “!barwne OHNO3 AsO33 , PO43
V AgNO3  osadu nie wytrÄ…ca NO3 , ClO3 , MnO4
BaCl2  osadu nie wytrÄ…ca
VI AgNO3  osadu nie wytrÄ…ca SO42 , F
BaCl2 - “!Ø HNO3
VII AgNO3 - “! żółty O HNO3 SiO32
BaCl2 - “! biaÅ‚y O HNO3
CHLOR - CHLORUM - Cl 2.8.7
Z = 17 Masa molowa = 35,453 g/mol
17 (VII) grupa układu okresowego
stopień utlenienia:  1, +1, +3, +5, +7
Jony chlorkowe sÄ… anionami kwasu chlorowodorowego /solnego/ i jego soli, zwanych chlorkami. Kwas
solny jest roztworem wodnym gazowego chlorowodoru; należy do mocnych kwasów. Chlorki są przeważnie
solami dobrze rozpuszczalnymi w wodzie; do trudno rozpuszczalnych należą: AgCl, Hg2Cl2, PbCl2 i Cu2Cl2.
Chlorki występują w organizmie ludzkim obok jonów sodu, potasu, wapnia i magnezu. Jony chlorkowe są
ważnym składnikiem plazmy krwi oraz płynów ustrojowych. Kwas solny wchodzi w skład soku żołądkowego,
tworząc kwaśne środowisko dla aktywowania enzymów trawiennych. Chlor i jego związki uwalniające w
roztworach wodnych gazowy pierwiastek, wykorzystuje się jako środki odkażające. Chlor gazowy, będący
silnym Å›rodkiem utleniajÄ…cym, dziaÅ‚a odkażajÄ…co już w stężeniach 2·10-4 mol/dm3. Chlor stosowany jest do
odkażania wody.
Do dezynfekcji pomieszczeń stosuje się często sole kwasu chlorowego(I): chloran(I) sodu, NaOCl oraz
chloran(I) wapnia(II), Ca(OCl)2, tzw. wapno chlorowane.
Wykrywanie jonów chlorkowych  Cl
1. AgNO3 + Cl “!AgCl + NO3
“!AgCl - chlorek srebra(I)
Uwaga! Charakterystyka osadu została podana przy wykrywaniu jonów Ag+ .
*
patrz wyjaśnienia na str. 2
24
2. Pb/NO3/2 + 2Cl “!PbCl2 + 2NO3
“!PbCl2  chlorek oÅ‚owiu(II), biaÅ‚y
rozpuszczalny w gorącej wodzie, po oziębieniu krystalizuje w postaci igieł
3. Hg2/NO3/2 + 2Cl “!Hg2Cl2 + 2NO3
“!Hg2Cl2 - chlorek rtÄ™ci(I), biaÅ‚y
czernieje /Hg0/ pod wpÅ‚ywem NH3·H2O
“!Hg2Cl2 + 2NH3·H2O “!NH2HgCl + “!Hg0 + NH4Cl + 2H2O
barwa czarna
4. KMnO4
Roztwór KMnO4 utlenia chlorki w środowisku kwaśnym na gorąco, do wolnego chloru, ulegając podczas
reakcji odbarwieniu
10NaCl + 2KMnO4 + 8H2SO4 Ä™!5Cl2 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O
Wolny chlor identyfikuje siÄ™ po charakterystycznym zapachu oraz po fioletowieniu papierka jodoskrobiowego
(bibuła nasycona KI i skrobią).
BROM - BROMUM - Br 2.8.18.7
Z = 35 Masa molowa = 79,909 g/mol
17 (VII) grupa układu okresowego
Stopień utlenienia:  1, +1, +3, +5, +7
Jony bromkowe sÄ… anionami kwasu bromowodorowego i jego soli zwanych bromkami. Kwas
bromowodorowy jest wodnym roztworem gazowego bromowodoru. Do nierozpuszczalnych soli tego kwasu
należą: AgBr, Hg2Br2, PbBr2 i Cu2Br2. Bromki są silniejszymi reduktorami od chlorków.
Jony bromkowe działają depresyjnie na czynności ośrodkowego układu nerwowego. Po podaniu
większych dawek bromków metali alkalicznych następuje osłabienie i zwolnienie procesów myślowych, zanik
pamięci i ogólne zmęczenie psychiczne. Jony bromkowe nie wywierają działania nasennego lecz tylko ułatwiają
zasypianie.
Związki bromu stosuje się jako środki uspokajające w przypadku niektórych schorzeń nerwowych.
Wykrywanie jonów bromkowych - Br
1. AgNO3 + Br “!AgBr + NO3
“!AgBr  bromek srebra(I), jasnożółty, serowaty, zieleniejÄ…cy na Å›wietle
rozpuszczalny w stęż. NH3·H2O, Na2S2O3
NH
nierozpuszczalny w kwasach
2. Pb/NO3/2 + Br “!PbBr2 + 2NO3 Cl
“!PbBr2  bromek oÅ‚owiu(II), biaÅ‚y
H2N Cl
rozpuszczalny w gorÄ…cej wodzie
3. Właściwości redukujące jonów Br rozanilina
(fuksyna)
H3C NH2
a. Cl2 aq. w obecności rozpuszczalnika organicznego np. CHCl3, CCl4
NaBr + Cl2o 2NaCl + Ä™!Br2o
Reakcja ta polega na wypieraniu bromu z roztworu jego soli przez silniejszy utleniacz jakim jest chlor.
b. K2Cr2O7 /stały/ w obecności stęż. H2SO4
K2Cr2O7 + 6HBr + 4H2SO4 Ä™!3Br2o + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Wydzielający się brom utlenia bezbarwny odczynnik Schiffa do fiołkowej fuksyny (patrz wzór strukturalny powyżej).
25
Fuksynę (chlorowodorek rozaniliny; używany jako barwnik) rozpuszcza się w kilku cm3 ciepłej wody
destylowanej. Następnie do roztworu fuksyny w wodzie dodaje się rozcieńczonego kwasu
siarkowego (H2SO4) do momentu odbarwienia roztworu fuksyny.
Wykonanie:
Do probówki zawierającej suchą pozostałość po odparowaniu badanego roztworu dodać stałego
K2Cr2O7 oraz kilka kropli stęż. H2SO4. Wylot probówki nakryć bibułą zwilżoną odczynnikiem Schiffa. Całość
ostrożnie ogrzać.
Pojawienie się fiołkowej barwy bibuły nad wylotem probówki świadczy o obecności jonów Br .
IOD - IODUM - I 2.8.18.7
Z = 53 Masa molowa = 126,904 g/mol
17 (VII) grupa układu okresowego
Stopień utlenienia:  1, +1, +3, +5, +7
Jony jodkowe sÄ… anionami mocnego kwasu jodowodorowego i jego soli zwanych jodkami. Jodki majÄ…
silniejsze właściwości redukujące od bromków. Do trudno rozpuszczalnych soli jodkowych należą: AgI, Hg2I2,
HgI2, PbI2, Cu2I2 i BiI3.
Jod jest antyseptykiem a jego działanie oparte jest na wyzwalaniu tlenu /in statu nascendi/ w reakcji z
wodÄ…
I2o + H2O HI + HIO
HIO HI + Ä™!Oo
W organizmie ludzkim jod występuje w ilościach od 20-25 mg: połowa tej ilości w tarczycy. Brak jodu
w tym organie powoduje powstawanie wola. Schorzenie to leczy się podawaniem jodków.
Jodki powodują także zwiększenie przenikliwości naczyń włosowatych, a tym samym ułatwiają wchłanianie
uszkodzonych tkanek  zastosowanie w leczeniu gruz
licy kostnej i kiły. Oprócz tych właściwości jodki i jodany
obniżają lepkość, a tym samym zmniejszają ciśnienie krwi. W nadciśnieniu, szczególnie połączonym z
miażdżycą stosuje się: jodek sodu i potasu oraz jodan(V) sodu.
Jodki podaje się zwykle doustnie, jodany  podskórnie.
Wykrywanie jonów jodkowych - I
1. AgNO3 + I “!AgI + NO3
“!AgI - jodek srebra(I), żółty, serowaty
rozpuszczalny w Na2S2O3, KCN
nierozpuszczalny w roz. NH3·H2O, HNO3
2. Pb(NO3)2 + 2I “!PbI2 + 2NO3
“!PbI2 - jodek oÅ‚owiu(II), jasnożółty
rozpuszczalny w gorÄ…cej wodzie oraz nadmiarze KI
“!PbI2 + KI K[PbI3]
trijodoołowian(II) potasu(I)
3. HgCl2 + 2I “!HgI2 + 2Cl
“!HgI2 - jodek rtÄ™ci(II), żółty, przechodzÄ…cy w jasno-czerwony, rozpuszczalny w KI
“!HgI2 + 2KI K2[HgI4]
tetrajodortęcian(II) potasu(I)
4. Właściwości redukujące jonów I
a. K2Cr2O7 /stały/ w obecności stęż. H2SO4
K2Cr2O7 + 6HI + 4H2SO4 Ä™!3I2o + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
Wydzielony jod zabarwia roztwór skrobi na kolor fioletowy.
26
W
GIEL - CARBO - C 2.4
Z = 6 Masa molowa = 12,011 g/mol
14 (IV) grupa układu okresowego
Stopień utlenienia: od -4 do +4
Jony węglanowe(IV) są anionami słabego, diprotonowego kwasu węglowego(IV) i jego soli, zwanych
węglanami(IV). Kwas węglowy(IV) jest nietrwały, łatwo rozpada się na CO2 i H2O. Jako kwas diprotonowy
tworzy sole obojętne i wodorosole. Wodorowęglany i węglany obojętne metali alkalicznych są rozpuszczalne w
wodzie. Węglany berylowców i metali ciężkich są z reguły nierozpuszczalne.
Węglany występujące w organizmie ludzkim wchodzą w skład układów buforowych H2CO3/NaHCO3, których
zadaniem jest utrzymanie stałego pH krwi.
Niektóre sole węglanowe są stosowane jako leki np. (NH4)2CO3  działa wykrztuśnie. Węglany mogą być
wykorzystywane również jako leki zobojętniające kwas solny w żołądku np. wodorowęglan(IV) sodu NaHCO3,
CaCO3 strącony, węglan(IV) magnezu MgCO3.
Wykrywanie jonów węglanowych(IV) - CO32
1. 2AgNO3 + CO32 “!Ag2CO3 + 2NO3
“!Ag2CO3  wÄ™glan(IV) srebra(I), biaÅ‚y
rozpuszczalny w HNO3, NH3·H2O
Po ogrzaniu wydziela siÄ™ brunatny Ag2O
“!Ag2CO3 “!Ag2O + Ä™!2CO2
“!Ag2O - tlenek srebra(I), brunatny
nierozpuszczalny w nadmiarze odczynnika
2. BaCl2 + CO32 “!BaCO3 + 2Cl
“!BaCO3 - wÄ™glan(IV) baru(II), biaÅ‚y
rozpuszczalny w HNO3
3. Kwasy /HCl, H2SO4/ rozkładają węglany z wydzieleniem CO2 powodując tzw. perlenie roztworu.
2HCl + CO32 H2CO3 + 2Cl
H2CO3 H2O + Ä™!CO2
Wydzielający się CO2 powoduje zmętnienie wody wapiennej /roztwór Ca(OH)2/ lub wody barytowej
/roztwór Ba(OH)2/ na skutek wytrącania osadów
Ä™!CO2 + Ca(OH)2 “!CaCO3 + H2O
FOSFOR - PHOSPHOROS - P 2.8.5
Z = 15 Masa molowa = 30,979 g/mol
15 (V) grupa układu okresowego
Stopień utlenienia: -3 , +3, +4, +5
Jony fosforanowe(V) sÄ… anionami triprotonowego kwasu ortofosforowego(V). H3PO4 jako kwas
triprotonowy tworzy sole obojętne i wodorosole. Najłatwiej zachodzi dysocjacja pierwszego etapu; kwas
ortofosforowy(V) w roztworach wodnych zachowuje się jak kwas średniej mocy. Sole rozpuszczalne w wodzie:
ortofosforany(V) potasowców oraz diwodorofosforany(V) wapniowców. Pozostałe fosforany(V) są
nierozpuszczalne w wodzie. Fosfor jest składnikiem organizmów żywych, zwierzęcych i roślinnych. Wchodzi w
skład białka i kości. W kościach występuje fosforan(V) wapnia. Szczególnie bogata w fosfor jest tkanka
mózgowa oraz nerwowa.
27
Wykrywanie jonów fosforanowych(V) - PO43
1. 3AgNO3 + HPO42 “!Ag3PO4 + H+ + 3NO3
HPO42 + H+ H2PO4
“!Ag3PO4 - żółty osad, rozpuszczalny w roz. HNO3, CH3COOH, NH3·H2O
2. Ba/NO3/2 + HPO42 “!BaHPO4 + 2NO3
“!BaHPO4 - biaÅ‚y osad, rozpuszczalny w roz. HNO3, HCl, CH3COOH.
4. Mieszanina magnezowa (MgCl2+ NH3·H2O + NH4Cl) wytrÄ…ca z roztworów
krystaliczny osad
PO43 + Mg2+ + NH4+ “!MgNH4PO4
ortofosforan(V) amonowomagnezu(II)  biały
AZOT - NITROGENIUM - N2.5
Z = 7 Masa molowa = 14,006 g/mol
15 (V) grupa układu okresowego
Stopień utlenienia:  3, +1, +2, +3, +4, +5
Jony azotanowe(V) sÄ… anionami mocnego kwasu azotowego(V) i jego soli. Kwas azotowy(V) i
azotany(V) są silnymi utleniaczami. Wszystkie azotany(V), z wyjątkiem niektórych tlenosoli np.
BiONO3 /azotan(V) bizmutylu/ sÄ… dobrze rozpuszczalne w wodzie.
Niektóre azotany(V) znalazły zastosowanie w lecznictwie np. nitrogliceryna  bezpośrednio rozszerza
naczynia krwionośne i jest wykorzystywana w leczeniu choroby wieńcowej.
Wykrywanie jonów azotanowych(V) - NO3
1. AgNO3 oraz BaCl2 nie wytrącają osadów z roztworów zawierających jony azotanowe(V)
2. Właściwości utleniające azotanów  reakcja obrączkowa
2HNO2 + 6FeSO4 + 3H2SO4 Ä™!2NO + 3Fe2(SO4)3 + 4H2O
PowstajÄ…cy tlenek azotu(II) Å‚Ä…czy siÄ™ z nadmiarem FeSO4
Ä™!NO + FeSO4 Fe(NO)SO4
brunatny
siarczan nitrozylożelaza(II)
Wykonanie
Przygotować nasycony roztwór soli żelaza(II) przez rozpuszczenie stałego FeSO4 w niewielkiej ilości
wody. Ok. 0,5 cm3 tak przygotowanego roztworu przenieść do probówki i ostrożnie nawarstwić po ściance stęż.
H2SO4 do uzyskania dwóch warstw. Następnie pipetką na granicę warstw wkroplić badany roztwór.
Powstanie brunatnej obrączki świadczy o obecności jonów NO3 .
Reakcja obrączkowa zachodzi również z jonami NO2 . Do wykonania próby należy jednak użyć kwasu
siarkowego o stęż. 1 mol/dm3.
MANGAN - MANGANIUM - Mn2.8.13.2
Z = 25 Masa molowa = 54,930 g/mol
7 grupa układu okresowego, (VII podgrupa)
Stopień utlenienia:+2, +3, +4, +6, +7
Jony manganianowe(VII) są anionami mocnego kwasu manganowego(VII), który nie występuje w
stanie wolnym; znane są natomiast jego sole trwałe, dobrze rozpuszczalne w wodzie  manganiany(VII). Wodne
roztwory manganianów(VII) mają barwę fioletową. Najbardziej znaną solą kwasu manganowego(VII) jest
manganian(VII) potasu(I), KMnO4 stosowany często jako środek odkażający. KMnO4 działa utleniająco w
28
środowisku kwaśnym, obojętnym i zasadowym w stężeniach 1:1000 do 1:5000. Zewnętrznie stosowane są
roztwory od 0,05 do 0,2%. W niższych stężeniach może być używany do płukania żołądka przy zatruciach
cyjankami, fosforem lub alkaloidami.
Wykrywanie jonów manganianowych(VII) - MnO4
1. AgNO3 oraz BaCl2 nie wytrącają osadów z roztworów zawierających jony MnO4
2. Stężony HCl
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + Ä™!5Cl2o + 8H2O
Wykonanie
Badany roztwór odparować w probówce do sucha i ochłodzić. Następnie dodać 1-2 krople stężonego
HCl. Wydziela się żółto-zielony gaz (Cl2)o nieprzyjemnym zapachu.
3. Właściwości utleniające jonów MnO4
Aniony: Cl , Br , I , SCN , [Fe/(CN)6]4 , NO2 , S2 , SO32 , C2O42 , C4H4O62 , S2O32 oraz
kationy: Hg22+, Sn2+, Fe2+ a także H2O2
redukują w środowisku kwaśnym (1mol/dm3 H2SO4) jony MnO4 do Mn2+, powodując odbarwienie roztworu,
np.
2KMnO4 + 14KCl + 8H2SO4 2MnCl2 + Ä™!5Cl2o + 8K2SO4 + 8H2O
MnO4- + 5
+ 8H+ Mn+2 + 4H2O × 2
2Cl - 2
Cl2 × 5
Pytania kontrolne
1. Podaj podział anionów na grupy analityczne wg Bunsena
2. Czym różni się analiza anionów od analizy kationów? Jaką rolę spełniają w tym przypadku odczynniki
grupowe?
3. Uszereguj jony Cl , Br i I wg wzrastających zdolności redukujących
4. Podaj wzory i nazwy wszystkich możliwych związków kompleksowych powstających podczas
rozpuszczania AgCl
5. Napisz jak reagują jony Br ze stałym K2Cr2O7 w środowisku kwaśnym
6. Które aniony odbarwiają roztwór jodu?
7. Napisz reakcję rozpuszczania jodku rtęci(II) w nadmiarze jodku potasu(I). Podaj barwę i nazwę
powstajÄ…cego zwiÄ…zku
8. Które aniony wydzielają jod z roztworu jodków w środowisku kwaśnym?
9. Podaj barwy i wykaż różnicę rozpuszczalności następujących związków AgCl, AgBr i AgI
10. Jakie znaczenie w organizmie posiadajÄ… jony jodkowe?
11. Dlaczego zmętnienie roztworu, powstające podczas przepuszczania CO2 przez wodę barytową znika po
pewnym czasie?
12. Jakie aniony tworzÄ… z roztworem AgNO3 osad czerniejÄ…cy po ogrzaniu?
13. Wymień ważniejsze reakcje służące do wykrywania jonów NO3 .
14. Napisz reakcjÄ™ odbarwiania manganianu(VII) potasu(I) jonami jodkowymi.
15. Dlaczego aniony NO3 i MnO4 nie tworzą osadów z AgNO3 i BaCl2?
16. Dlaczego próbkę badaną na aniony, w której sprawdzamy obecność utleniaczy nie należy zakwaszać
kwasem azotowym(V)?
17. Napisz wzory i podaj nazwy kwasów od których pochodzą poznane aniony.
IDENTYFIKACJA SOLI
Identyfikacja pojedynczej soli polega na wykryciu kationu i anionu, wchodzących w jej skład. Analizę
rozpoczyna się od określenia barwy, zapachu oraz zachowania się soli podczas ogrzewania.
29
Do wstępnych badań należy także próba barwienia płomienia palnika gazowego przez badaną sól,
wprowadzoną do płomienia na druciku platynowym. Pierwiastki alkaliczne i ziem alkalicznych barwią płomień
na charakterystyczny kolor co ułatwia ich póz
niejszÄ… identyfikacjÄ™.
Ponieważ analizę soli przeprowadza się przede wszystkim na drodze mokrej, należy rozpuścić
przygotowaną do badania sól. W tym celu dobiera się odpowiedni rozpuszczalnik. Na wstępie należy sprawdzić
rozpuszczalność w wodzie. Jeżeli substancja nie rozpuszcza się w wodzie (albo rozpuszcza się częściowo) bada
się kolejno działanie rozcieńczonych a następnie stężonych kwasów HCl, HNO3 oraz ich mieszaniny  wody
królewskiej.
Przeprowadzając trudno rozpuszczalną sól do roztworu dodaje się nadmiaru odczynnika
rozpuszczającego i ewentualnie ogrzewa. Jeżeli sól rozpuszcza się zarówno w HCl oraz w HNO3 korzystniej jest
stosować kwas azotowy(V), ponieważ azotany są mniej lotne od chlorków. Po rozpuszczeniu soli w kwasach
usuwa się nadmiar użytego kwasu przez odparowanie roztworu do małej objętości. Roztwór po odparowaniu
kwasu rozcieńcza się wodą destylowaną.
Sole nierozpuszczalne w wodzie i kwasach /np.BaSO4/ najczęściej stapia się z nadmiarem sody. Otrzymuje się
wówczas związki nierozpuszczalne w wodzie lecz rozpuszczalne w rozcieńczonych kwasach.
Do probówki zawierającej niewielką ilość soli /ok. 0,5 g/ dodaje się 15 cm3 wody destylowanej, wytrząsa i w
razie potrzeby ogrzewa. Uzyskane zabarwienie roztworu może pochodzić od soli: manganu, żelaza i chromu.
Następnie należy zbadać papierkiem uniwersalnym odczyn roztworu. Uzyskany odczyn zasadowy wskazuje na
obecność soli pochodzącej od mocnej zasady, kwaśny  od mocnego kwasu, obojętny  od mocnej zasady i
mocnego kwasu lub słabej zasady i słabego kwasu.
Biorąc pod uwagę wnioski wynikające z prób wstępnych, przeprowadza się w otrzymanym roztworze
analizę anionów i kationów.
Analiza anionów:
1. Reakcja grupowa z KMnO4  wykrywanie reduktorów
Ok. 1 cm3 roztworu badanej soli zakwasza się kilkoma kroplami rozc. H2SO4 i dodaje małymi porcjami
rozcieńczony roztwór KMnO4. Jeżeli na zimno nie następuje odbarwienie, roztwór ogrzewa się do
wrzenia. Odbarwienie roztworu KMnO4 jest spowodowane obecnością jonów Cl , Br lub I /jeżeli
zabarwienie manganianu(VII) potasu utrzymuje siÄ™  jony te sÄ… nieobecne/.
2. Reakcja grupowa z roztworem KI  wykrywanie utleniaczy
Ok. 1 cm3 otrzymanego roztworu soli zakwasza siÄ™ roz. HCl, dodaje 1-2 cm3 roztworu KJ i ok. 0,5 cm3
roztworu skrobi.
Otrzymane niebieskie zabarwienie roztworu świadczy o obecności anionów utleniających np. MnO4 ,
NO3 .
3. Reakcja grupowa z roztworem AgNO3
Analizowany roztwór zakwasza się roz. HNO3 i dodaje nadmiaru AgNO3.
Wytrącenie osadu świadczy o obecności niżej wymienionych jonów:
Cl - AgCl; biały
Br - AgBr; jasno-żółty
I - AgI; żółty
4. Próba na wydzielanie gazów
Do oddzielnej porcji roztworu /lub krystalicznej soli/ dodaje się kwasu solnego o stężeniu 3 mol/dm3 i
lekko wstrząsa zawartość probówki. Wydzielanie się pęcherzyków gazu wskazuje na obecność lotnych
anionów (np. CO32 ).
Wyniki powyższych prób pozwalają na sformułowanie wniosków odnośnie występowania niektórych
anionów w roztworze. Po stwierdzeniu nieobecności niektórych anionów, przystępuje się do wykrywania
pozostałych, wykonując reakcje charakterystyczne, podane przy identyfikacji poszczególnych jonów.
Analiza kationów:
Po przeprowadzeniu analizy anionów znana jest rozpuszczalność soli i anion wchodzący w jej skład.
30
Przystępując do analizy kationów należy zapoznać się z tablicą rozpuszczalności soli i wyciągnąć
odpowiednie wnioski odnośnie obecności kationu, np. jeżeli sól rozpuszcza się w wodzie i zawiera anion SO42 ,
to próby na obecność jonów Ba2+ i Ca2+ są zbyteczne. Kationy te nie mogą być obecne, ponieważ tworzą z
anionem siarczanowym trudno rozpuszczalne w wodzie zwiÄ…zki.
Obecność anionu chlorowca Cl , Br lub I w soli łatwo rozpuszczalnej w wodzie wyklucza obecność kationu
Ag+.
Analizę kationów prowadzi się w sposób systematyczny, ustalając grupę do której kation należy. W tym celu na
wstępie wykrywa się kation NH4+. Następnie przeprowadza się reakcje z odczynnikami grupowymi, co
umożliwia ustalenie przynależności kationu do określonej grupy. Korzystając z reakcji specyficznych wykrywa
się kation wchodzący w skład soli.
Rozpuszczalność wybranych soli w wodzie.
Chlorki, bromki, jodki:
SÄ… rozpuszczalne z wyjÄ…tkiem AgCl, AgBr i AgI.
Węglany(IV):
Są na ogół trudno rozpuszczalne. Wyjątek stanowią węglany metali alkalicznych oraz amonu. Wszystkie
węglany rozpuszczają się w gorącym, roz. HCl lub HNO3.
Siarczany:
Są na ogół dobrze rozpuszczalne. Wyjątek stanowią siarczany BaSO4, PbSO4, Ag2SO4 i CaSO4 są również
solami słabo rozpuszczalnymi w wodzie.
Azotany(V)
SÄ… dobrze rozpuszczalne w wodzie.
ANALIZA ILOÅšCIOWA
Oznaczanie NaOH
Otrzymane zadanie rozcieńcza się wodą destylowaną do kreski w kolbie miarowej o objętości 250 cm3,
dokładnie mieszając.
25 cm3 tego roztworu odmierza się pipetą do kolbki stożkowej o pojemności 100 cm3, dodaje 2  3
krople oranżu metylowego i miareczkuje mianowanym roztworem kwasu solnego do zmiany barwy z żółtej na
cebulkowÄ….
Obliczanie wyników:
cHCl Å" VHCl Å" W Å" MNaOH
mNaOH =
1000
gdzie mNaOH  masa NaOH w kolbie [g]
CHCl  stężenie molowe HCl
VHCl  objętość roztworu HCl zużyta na zmiareczkowanie próbki [cm3]
W  współmierność kolby z pipetą
MNaOH  masa molowa NaOH [g/mol]
Oznaczanie jonów wapnia Ca(II) metodą manganometryczną
po oddzieleniu szczawianu wapnia od jonów Mg(II)
Otrzymane zadanie rozcieńcza się wodą destylowaną do kreski w kolbie miarowej o pojemności 250
cm3, dokładnie mieszając.
25 cm3 tego roztworu odmierza siÄ™ pipetÄ… do zlewki, dodaje 25 cm3 wody destylowanej i ogrzewa do
wrzenia. Do gorÄ…cego roztworu dodaje siÄ™ powoli 50 cm3 gorÄ…cego 4 % roztworu szczawianu amonu. Osad
ogrzewa siÄ™ na Å‚az
ni wodnej 15 minut. Roztwór odsącza się przez ścisły sączek (niebieski), a osad przemywa
małymi ilościami zimnej wody destylowanej. Osad z sączka po rozłożeniu spłukuje się do kolby stożkowej
silnym strumieniem wody z tryskawki, następnie dodaje 50 cm3 1-molowego roztworu H2SO4. Roztwór w kolbie
31
po ogrzaniu do temperatury ok. 70°C miareczkuje siÄ™ mianowanym roztworem KMnO4, aż do pojawienia siÄ™
nieznikającego w ciągu 10 s różowego zabarwienia.
Obliczanie wyników:
cm Å" Vm Å" MCa Å" W 5
mCa = Å"
1000 2
gdzie mCa  masa jonów wapnia w kolbie [g]
cm  stężenie KMnO4 [mol/dm3]
Vm  objętość roztworu KMnO4 zużyta na zmiareczkowanie próbki [cm3]
W  współmierność kolby z pipetą
MCa  masa molowa jonów wapnia [g/mol]
5/2  stosunek wynikajÄ…cy ze stechiometrii
Oznaczanie jonów żelaza(III) metodą manganometryczną
Otrzymane zadanie rozcieńcza się wodą destylowaną do kreski w kolbie miarowej o pojemności 250
cm3, dokładnie mieszając.
25 cm3 tego roztworu odmierza się pipetą do zlewki i dodaje 10 cm3stężonego HCl, ogrzewa się do
wrzenia i stale mieszając dodaje po kropli roztwór SnCl2, aż do odbarwienia roztworu i dwie krople nadmiaru.
Następnie dodaje się 100 cm3 wody i 10 cm3 5 % roztworu HgCl2 i pozostawia na kilka minut, aż do
utworzenia osadu, który powinien być drobnokrystaliczny, jedwabisty i tworzyć tylko lekką mgiełkę w
roztworze. Jeżeli strąci się kłaczkowaty, ciemniejący osad (szary lub czarny) świadczący o wydzielaniu rtęci
metalicznej, wówczas próbkę należy odrzucić i zadanie powtórzyć (zawiera zbyt dużo SnCl2).
Następnie przenosi się roztwór do zlewki na 600 ml, dodaje 400 cm3 świeżo przegotowanej wody
destylowanej oraz 25 cm3 płynu Zimmermanna-Reinhardta. Otrzymany roztwór miareczkuje się mianowanym
roztworem KMnO4, mieszając bagietką szklaną, aż do pojawienia się nieznikającego w ciągu 10 s różowego
zabarwienia. Po dłuższym czasie barwa ta zanika.
Obliczanie wyników:
cm Å" Vm Å"MFe Å" W 5
mFe = Å"
1000 1
gdzie mFe  masa jonów żelaza(III) w kolbie [g]
cm  stężenie KMnO4 [mol/dm3]
Vm  objętość roztworu KMnO4 zużyta na zmiareczkowanie próbki [cm3]
W  współmierność kolby z pipetą
MFe  masa molowa jonów żelaza [g/mol]
5/1  stosunek wynikajÄ…cy ze stechiometrii
Oznaczanie jonów niklu(II) metodą kompleksometryczną
Otrzymane zadanie rozcieńcza się wodą destylowaną do kreski w kolbie miarowej o pojemności 250
cm3, dokładnie mieszając.
Do kolby stożkowej o pojemności 200  300 cm3 odmierza się pipetą 25 cm3 próbki. Następnie dodaje
się 15 cm3 stężonego amoniaku, 170 cm3 wody destylowanej oraz szczyptę mureksydu (ok. 0,1 g) i miareczkuje
roztworem EDTA o stężeniu 0,05 mol/dm3 aż do zmiany barwy żółtej na różowofioletową.
Obliczanie wyników:
cEDTA Å" VEDTA Å"MNi Å" W
mNi =
1000
gdzie mNi  masa jonów niklu(II) w kolbie [g]
cEDTA  stężenie EDTA [mol/dm3]
VEDTA  objętość roztworu EDTA zużyta na zmiareczkowanie próbki [cm3]
W  współmierność kolby z pipetą
MNi  masa molowa jonów niklu [g/mol]
32
Oznaczanie jonów żelaza(III) metodą kolorymetryczną
Otrzymane zadanie rozcieńcza się wodą destylowaną do kreski w kolbie miarowej o pojemności 250
cm3, dokładnie mieszając.
25 cm3 tego roztworu odmierza się pipetą do kolbki miarowej o pojemności 50 cm3, dodaje 10 cm3 20
% roztworu NH4SCN, uzupełnia wodą destylowaną do kreski i dokładnie miesza. Tak przygotowany roztwór
przenosi się do kuwety i mierzy kolorymetrycznie absorbancję roztworu względem próby zerowej przy długości
fali  = 495 nm. Próbę zerową wykonuje się w sposób następujący: do kolbki miarowej o pojemności 50 cm3
wprowadza się 10 cm3 20 % roztworu NH4SCN i uzupełnia wodą destylowaną do kreski.
Równolegle wykonuje się roztwory do krzywej wzorcowej. Do serii kolbek miarowych o pojemności
50 cm3 odmierza się roztwór wzorcowy jonów żelaza (III) o podanym stężeniu w ilościach: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 i
2,5 cm3, dodaje się 10 cm3 20 % roztworu NH4SCN, uzupełnia wodą destylowaną do kreski i dokładnie miesza.
Roztwory przenosi się do kuwety w kolejności od najmniejszego stężenia do największego i mierzy absorbancję
względem próby zerowej. Następnie na podstawie uzyskanych pomiarów wykreśla się zależność A = f(c), gdzie
A  absorbancja próbki, c  stężenie jonów Fe(III) wyrażone w jednostkach [mg/50cm3]. Z krzywej wzorcowej
odczytuje się stężenie odpowiadające zmierzonej absorbancji roztworu zadaniowego.
Obliczanie wyników:
mFe = a Å" W
gdzie mFe  masa jonów żelaza(III) w kolbie [mg]
a  masa jonów żelaza(III) odczytana z krzywej wzorcowej
W  współmierność kolby z pipetą
33