POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Inżynierii Lądowej

S P R A W O Z D A N I E Z ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Z PRZEDMIOTU: CHEMIA BUDOWLANA

Imię i Nazwisko		Data wykonania ćwiczenia:	30.10.2004
		Nr ćwiczenia:	4.2
		Temat ćwiczenia:
Rok studiów:	I
Semestr:	I	Identyfikacja wybranych anionów oraz
Grupa:	6	związków chemicznych
Zespół:	5
Data:		Ocena:

Uwagi prowadzącego ćwiczenie:

SPRAWOZDANIE Z PRZEPROWADZENIA ĆWICZENIA NR 4.2

1. TEMAT ĆWICZENIA

Identyfikacja wybranych anionów oraz związków chemicznych.

2. CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest identyfikacja anionów w 5 próbkach roztworów o nieznanym składzie, przeprowadzając wstępny podział wg rys 1, a następnie na podstawie reakcji charakterystycznych rozpoznanie tych związków.

3. PODSTAWY TEORETYCZNE ĆWICZENIA

W budownictwie metody chemii analitycznej wykorzystuje się do kontroli jakości surowców oraz wyrobów budowlanych, przeprowadzając analizę korozji różnych materiałów budowlanych, zwłaszcza betonu, oraz przy wykrywaniu obecnych w materiałach budowlanych zanieczyszczeń, a także przy określaniu warunków pracy budowli lub jej elementu (ocena agresywności środowiska).

Analizę chemiczną najogólniej można podzielić na:

• analizę jakościową - wykrywanie i identyfikacji substancji (pierwiastków, jonów lub związków chemicznych), tzn. ustalenie chemicznego składu jakościowego materiałów;

• metody fizykochemiczne (instrumentalne);

• metody chemiczne;

• analizę ilościową - określanie ilości badanych substancji, tzn. ustalanie składu ilościowego materiałów;

• metody instrumentalne;

• metody klasyczne: wagowe i objętościowe;

Do przeprowadzenia ćwiczenia 4.2. wykorzystamy metody chemiczne jakościowego składu związków chemicznych.

Analiza jakościowa przebiega zazwyczaj w kilku etapach:

• oględziny próbki - stwierdzenie charakterystycznych cech substancji (barwa, zapach, postać)

• próby wstępne - proste badania wykonywane przed przystąpieniem do właściwej analizy (np. podgrzewanie próbki w celu zaobserwowania wydzielania się gazu lub topnienia się próbki, lub zmiany barwy płomienia po wprowadzeniu próbki do płomienia palnika)

• rozpuszczanie próbki - ponieważ reakcje analityczne zachodzą w fazie ciekłej niezbędne jest rozpuszczenie substancji

kolejność rozpuszczania w zależności od substancji:

• woda destylowana,

• rozcieńczone kwasy lub zasady,

• stężone kwasy lub zasady,

• mieszaniny kwasów.

• systematyczna analiza kationów i anionów,

Reakcja charakterystyczna to taka reakcja której wynikiem jest:

• zmiana zabarwienia roztworu,

• wytrącenie się osadu,

• wydzielenie się gazu.

Reakcje charakterystyczne zapisuje się w postaci jonowej, np.:

Ag^+ + Cl^- AgCl

W wyniku reakcji kationu srebrowego z anionem chlorkowym wytrąca się charakterystyczny biały, serowaty osad chlorku srebrowego. Rekcja ta może służyć zarówno do wykrycia kationów srebrowych jak i anionów chlorkowych.

Do celów analitycznych jony zostały podzielone na grupy analityczne. Jony wchodzące w skład tej samej grupy reagują w sposób charakterystyczny z tym samym odczynnikiem (tzw. odczynnik grupowy). Pozwala to na ich wstępne wyodrębnienie. Jest to wstępny etap analizy poprzedzającym właściwą identyfikację.

Następnie stosuje się odczynniki selektywne (reagujące z niewielką liczbą jonów), a w końcu odczynniki specyficzne (reagujące z jednym jonem).

W analizowanym roztworze przeprowadza się osobno oznaczenie kationów i anionów.

4. OPIS STANOWISKA

Ćwiczenie przeprowadza się na stole laboratoryjnym.

4.1. Sprzęt potrzebny do wykonania ćwiczenia:

• probówki,

• wkraplacze,

• bagietka szklana,

• stojak do probówek

4.2. Stosowane odczynniki:

• roztwory wodne 0,1 m: AgNO₃ , Ag₂SO₄, BaCl₂, HCl,

Na₂SiO₃, (NH₄)₂CO₃, NH₄OH, Pb(NO₃)₂

Ćwiczenie przeprowadza się z zachowaniem ostrożności i przepisów BHP po wcześniejszym założeniu fartucha.

5. PRZEBIEG WYKONYWANYCH CZYNNOŚCI

1. Przeprowadzam wszystkie reakcje charakterystyczne anionów zgodnie z tablicą 4.3 („Ćwiczenia laboratoryjne...” s.23):

• anion siarczanowy SO₄^2-

1. 
   Działam na CuSO₄ odczynnikiem BaCl₂

SO₄^2- + Ba²⁺ BaSO₄ efekt: biały osad

2. Działam na CuSO₄ odczynnikiem Pb(NO₃)₂

SO₄^2- + Pb²⁺ PbSO₄ efekt: biały osad

• anion chlorkowy Cl^-

1. Działam na HCl odczynnikiem AgNO₃

Cl^- + Ag⁺ AgCl efekt: biały osad

2. Działam na HCl odczynnikiem NH₄OH

AgCl + 2NH₄OH Ag(NH₃) ₂⁺ + Cl^- + H₂O efekt: rozpuszczenie

osadu

• anion węglanowy CO₃^2-

1. Działam na (NH₄)₂CO₃ odczynnikiem AgNO₃

CO₃^2- + 2Ag⁺ Ag₂CO₃ efekt: biały osad

Na powietrzu Ag2CO₃ rozkłada się

Ag₂CO₃ Ag₂O + CO₂ efekt: brunatny osad

b) Działam na (NH₄)₂CO₃ odczynnikiem BaCl₂

CO₃^2- + Ba²⁺ BaCO₃ efekt: biały osad

Dodaję mocny kwas (HCl)

BaCO₃ + 2H⁺ Ba²⁺ + H₂O + CO₂ efekt: rozpuszczenie osadu

• anion krzemianowy SiO₃^2-

1. Działam na Na₂SiO₃ odczynnikiem AgNO₃

SiO₃^2- + 2Ag⁺ AgSiO₃ efekt: jasnożółty osad

2. 
   Działam na Na₂SiO₃ odczynnikiem BaCl₂

SiO₃^2- + Ba²⁺ BaSiO₃ efekt: biały osad

3. Działam na Na₂SiO₃ odczynnikiem HCl

SiO₃^2- + 2H⁺ H₂SiO₃ H₂O + SiO₂ efekt: biały galaretowaty osad

1. Przystąpiono do identyfikacji anionów w 5 różnych roztworach wodnych o nieznanym składzie. Przeprowadzamy wstępny podział. Do przeprowadzenia doświadczenia posługujemy się poniższym schematem:

1. Próbka nr 1 (roztwór koloru niebieskiego)

Po dodaniu do analizowanego roztworu AgNO₃ - nie wytrącił się osad.

Świadczy to o obecności anionów SO₄^2-

Przeprowadzono reakcje charakterystyczne z:

• 
  
  BaCl₂ - wytrącił się biały osad - SO₄^2-+ Ba²⁺ BaSO₄

• 
  Pb(NO₃)₂ - wytrącił się biały osad - SO₄^2-+ Pb²⁺ PbSO₄

Wniosek: w badanym roztworze znajdują się jony SO₄^2-

1. Próbka nr 2

Po dodaniu do analizowanego roztworu AgNO₃ - nie wytrącił się osad.

Świadczy to o obecności anionów SO₄^2-

Przeprowadzono reakcje charakterystyczne z:

• 
  
  BaCl₂ - wytrącił się biały osad - SO₄^2-+ Ba²⁺ BaSO₄

• 
  
  Pb(NO₃)₂ - wytrącił się biały osad - SO₄^2-+ Pb²⁺ PbSO₄

Wniosek: w badanym roztworze znajdują się jony SO₄^2-

1. Próbka nr 3

Po dodaniu do analizowanego roztworu AgNO₃ -wytrącił się biały osad.

Świadczy to o obecności anionów Cl^- , CO₃^2- albo SiO₃^2-

Przeprowadzono reakcje charakterystyczne z:

• BaCl₂ - nie wytrącił się biały osad

Wniosek: w badanym roztworze znajdują się jony Cl^-

1. Próbka nr 4

Po dodaniu do analizowanego roztworu AgNO₃ -wytrącił się biały osad.

Świadczy to o obecności anionów Cl^- , CO₃^2- albo SiO₃^2-

Przeprowadzono reakcje charakterystyczne z:

• BaCl₂ - nie wytrącił się biały osad

Wniosek: w badanym roztworze znajdują się jony Cl^-

1. Próbka nr 5

Po dodaniu do analizowanego roztworu AgNO₃ -wytrącił się biały osad.

Świadczy to o obecności anionów Cl^- , CO₃^2- albo SiO₃^2-

Przeprowadzono reakcje charakterystyczne z:

• 
  
  BaCl₂ - wytrącił się biały osad - CO₃^2- + Ba²⁺ BaCO₃

Świadczy to o obecności anionów CO₃^2- albo SiO₃^2-

• 
  
  AgNO₃ - wytrącił się biały osad - CO₃^2-+ Ag²⁺ Ag₂CO₃

Wniosek: w badanym roztworze znajdują się jony CO₃^2-

6. KOŃCOWE WYNIKI ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia była identyfikacja wybranych anionów oraz związków chemicznych.

Po wykonaniu doświadczenia stwierdzono, że:

6.1. PRÓBKA nr 1 roztwór zawiera aniony SO₄^2-

6.2. PRÓBKA nr 2 roztwór zawiera aniony SO₄^2-

6.3. PRÓBKA nr 3 roztwór zawiera aniony Cl^-

6.4. PRÓBKA nr 4 roztwór zawiera aniony Cl^-

6.5. PRÓBKA nr 5 roztwór zawiera aniony CO₃²

7. LITERATURA

1. Praca zbiorowa pod redakcją Lecha Czarneckiego „ Ćwiczenia laboratoryjne z chemii budowlanej” Oficyna Wydawnicza PW. Warszawa 2001

2. L. Czarnecki, T.Broniewski, O.Henning. „Chemia w Budownictwie”.Wydawnictwo ARKADY. Warszawa 1996

Załącznik:

• notatki z przeprowadzenia doświadczenia w laboratorium

2