Ćwiczenie nr 2
Temat: Analiza jakościowa kationów
Inżynieria środowiska I rok
Daria Domańska
Nr stojaka z próbkami: 9
Nr grupy: A2
Data wykonania ćwiczenia:20.10.2010
Czym jest analiza jakościowa?
Jakościowa analiza chemiczna polega na określeniu składu jakościowego badanych substancji lub określeniu, jakie jony stanowią badana substancję. Analizę jakościowa przeprowadziliśmy metodą klasyczna, która polega na ustaleniu za pomocą odczynników grupowych i odczynników charakterystycznych, jakie kationy znajdują się w badanym roztworze. Dla ułatwienia przeprowadzenia analizy jakościowej kationy zostały podzielone na grupy analityczne. W skład określonej grupy kationów wchodzą tylko te jony, które z danym odczynnikiem grupowym tworzą osady. Klasyczny podział kationów obejmuje 5 grup analitycznych.
Przebieg analizy jakościowej kationów wraz z reakcjami charakterystycznymi
Po otrzymaniu 3 kationów w osobnych grupach na początek należało określić do której grupy będzie należeć badany przez nas kation. W przypadku każdej z nich postępowanie było analogiczne.
Probówka nr 1
Rozpoznanie grupy: Na początek do probówki z mała ilością kationu dodałam proporcjonalną ilość 2M HCL. Po wstrząśnięciu nie wytrącił się biały osad, w związku z czym do tej samej probówki dodałam (podobną ilości jak w przypadku 2M HCl) AKT i podgrzałam nad planikiem. Nie wytrącił się czarny osad w związku z czym należało wziąć kolejną porcję kationu i dodać do niej AKT i NH3 (odczynniki musza być podane w tej kolejności, ponieważ samo NH3 weszłoby w reakcję z kationem). Odczynnikiem tej grupy był siarczek amonowy. Po podgrzaniu probówki z kationem wytrącił się czarny osad , co oznaczało, że w 1 probówce znajduje się kation należący do grupy 3.
Rozpoznanie kationu: Do nowej porcji kationu dodałam proporcjonalną ( do ilości kationu) porcję NaOH. W tej reakcji wytrącił się niebieski osad co oznaczało, ze tym kationem prawdopodobnie jest kation kobaltu Co2+ . Dla potwierdzenia, do nowej porcji kationu dodałam rodanek amonu NH4SCN i alkohol amylowy. Po wstrząśnięciu powstało niebieskie zabarwienie w warstwie alkoholowej potwierdzające obecność kationu kobaltu.
Reakcje charakterystyczne
Co2+ + S2- ----> CoS↓ (osad czarny)
Co2+ + OH- + Cl- ---->Co(OH)Cl ↓ (osad niebieski)
Co(OH)Cl + OH- (temp)----> Co(OH)2 ↓ (osad różowy) + Cl-
4Co(OH)2 + O2 + 2H2O ----> Co(OH)3↓ (osad brunatno-różowy)
Co2+ + Nh4OH + Cl- ----> CoOHCl↓ (osad niebieski) + NH4+
Co(OH)Cl + 7NH4OH ----> Co(NH3)62+ + 2OH- + NH4+ + Cl- + 6H2O
Co2+ * 4CNS- ----> [Co(CNS)4]2- (niebieski kolor roztworu widoczny w warstwie alkoholowej)
2Co2+ + [Fe(CN)6]4- ----> Co2[Fe(CN)6]↓ (osad zielono-niebieski)
Probówka nr 2
Rozpoznanie grupy: Początek był taki sam jak w przypadku probówki nr 1. Po odrzuceniu grup:1,2,3 do nowej porcji kationu dodałam węglan amonu (NH4)2CO3 , pod wpływem którego wytrącił się biały osad. Oznaczało to, że kation znajdujący się w 2 probówce należy do grupy 4.
Rozpoznanie kationu: Do nowej porcji kationu dodałam chromian potasu K2CrO4 , który zabarwił substancje w probówce na żółto jednak nie wytrącił żadnego osadu. Oznaczało to, ze prawdopodobnie szukanym przeze mnie kationem będzie wapń. By to potwierdzić do nowej porcji kationu dodałam 2M kwas siarkowy (VI) H2SO4 ,który nie spowodował wytrącenia się osadu w probówce. Oznaczało to, że w 2 probówce znajdował się kation wapnia Ca2+ .
Reakcje charakterystyczne:
Ca2+ + CO32- ----> CaCO3↓ (biały osad)
Ca2+ + SO42- ---->CaSO4 ↓ (biały osad)
Ca2+ + C2O42- ----> CaC2O4↓ (biały osad)
Probówka nr 3
Rozpoznanie grupy: Postępowanie było analogiczne jak w przypadku probówek nr 1 i 2. Po wykluczeniu grup 1,2,3,4 pozostała ostatnia 5 grupa kationów.
Rozpoznanie kationu: Do nowej porcji kationu na początek dodałam wodorotlenek sodu NaOH. Nie wystąpił żaden osad a po ogrzaniu pod palnikiem nie poczułam charakterystycznego zapachu. W ten sposób kolejno wykluczyłam kation magnezu i amonu. Następnie ( do nowej porcji kationu) dodałam Azotynokobaltan sodu Na2[Co(NO2)6] , który spowodował wytrącenie się żółtego osadu co oznaczało, że prawdopodobnie w tej probówce znajduje się kation potasowy. By to potwierdzić , do nowej porcji kationu, dodałam kwas chlorowy(VII) HClO4 . Wytrącił się biały osad co potwierdziło wynik poprzedniej reakcji. W probówce nr 3 znajdywał się kation potasu K+.
Reakcje charakterystyczne:
2K+ + Na3[Co(NO2)6] ----> K2Na[Co(NO2)6]↓ (osad żółty) + 2Na+
K+ + HClO4 ----> KClO4↓ (osad biały) + H+
Wynik doświadczenia
W probówce nr 1 znajdywał się kation kobaltu Co2+ .
W probówce nr 2 znajdywał się kation wapnia Ca2+ .
W probówce nr 3 znajdywał się kation potasu K+ .