Analytická chemie – předběžné zkoušky Odběr a úprava vzorku • •
homogenní vzorek rozmělnit, promíchat
Vzhled vzorku (barva, zápach) • barevné roztoky o Cr3+, MnO4o Cu2+ o Ni2+, Cr3+, Fe2+ o CrO42-, [Fe(CN)6]4o Fe3+, [Fe(CN)6]3o Cr2O72o Co2+, Mn2+ •
fialové modré zelené žluté žlutohnědé oranžové růžové
pH roztoků o silně kyselé roztoky nemohou být S2O32-, SO32-, NO2-, CO3-, CN-
Předběžné zkoušky 1. Redukce uhlíkem Špejle se preparuje tak, že se ponoří do kaše z Na2CO3 a vody a v plameni se vysuší. To se několikrát opakuje. Tím je dřevo chráněno před rychlým shořením. Preparovaný konec se ponoří do suchého vzorku a redukuje se ve svítivém plameni kahanu. Pak se vnese do malého množství vody, uhlík se rozplaví a vyredukovaný kov se zkoumá podle vzhledu: Ag Cu Pb Fe Bi Sb
stříbrolesklý, nesnadno tavitelný červený, nesnadno tavitelný šedobílý, kujný, snadno tavitelný, píše po papíře šedivé šupinky přitahované magnetem bílý s nádechem do červena, křehký, snadno tavitelný bílý s nádechem do modra, křehký, snadno tavitelný
Vyredukované kovy je možno rozpustit v konc. HNO3 a pak dokazovat v roztoku, viz. dále. 2. Zahřívání v mikrozkumavce Mikrozkumavka o vnitřním průměru 5 mm, dlouhá 5 cm. Do mikrozkumavky se vnese vzorek a zahřívá se až do červeného žáru, pozorují se změny: beze změny dekriptace tání zvětšování objemu a následující tání sublimace, popř. destilace uvolňování kyslíku
oxidy těžkých kovů, oxidy a sírany kovů alkalických zemin, křemičitany alkalické halogenidy a dusičnany alkalické hydroxidy, fosforečnany, některé hydráty boritany, fosforečnany, alkalické uhličitany NH4+, Hg2+, Hg22+, bezvodé AlCl3 a FeCl3, As2O3, As2S3, Sb2O3, Sb2S3, S, J2 HgO, PbO2, chlorečnany, alkalické dusičnany
uvolňování CO2 uvolňování NO2
uhličitany těžkých kovů dusičnany těžkých kovů
3. Zabarvení plamene Plamenové zkoušky na platinovém drátku, magneziové tyčince, železném drátku. Drátek zbavíme nečistot žíháním v nesvítivém plameni kahanu a čištěním v roztoku HCl. Na konci drátku uděláme očko a nabereme stopu vzorku. Vneseme do plamene kahanu. Žlutý sodík odfiltrujeme modrým kobaltovým sklem. Zabarvení plamene: B Ba Ca Cu K, Rb, Cs Na Li, Sr
zelená zelená cihlově červená zelená fialová žlutá karmínově červená
4. Perličkové zkoušky Tavením tetraboritanu sodného se solemi některých kovů vznikají skla různé barvy. Do očka platinového drátku se nabere malé množství tetraboritanu sodného nebo NaNH4HPO4 a vyžíháním v plameni se vytvoří čirá perlička. Na perličku se nanese stopa pevného vzorku nebo se namočí v roztoku a opětovně se vyžíhá. Třeba nabrat jen malé množství vzorku, jinak vznikne tmavá perlička, jejíž barvu nelze rozeznat. Zabarvení perliček v oxidačním a redukčním plameni: Plamen Kov oxidační (nesvítivý) Cu modrozelená Co modrá Ni hnědá Mn fialová Fe hnědá Cr žlutozelená
redukční (svítivý) červenohnědá modrá šedá bezbarvá zelená zelená
Analytická chemie kvalitativní Analýza • •
kationtů aniontů
Ke vzorku obsahujícímu směs iontů přidáme činidlo, proběhne • specifická reakce - jen pro určitý ion • selektivní reakce - reakce pro určitou skupinu iontů • skupinové reakce - rozdělení kationtů a aniontů do skupin Analýza kationtů • před analýzou zkoumáme vzhled vzorku, pak jej převedeme do roztoku, zkoumáme barvu roztoku • používá se sulfanový (sirovodíkový) způsob • 5 analytických tříd kationtů - pomocí skupinových činidel Postup analýzy • důkaz NH4+ pomocí Nesslerova činidla • rozdělení kationtů do tříd
Pak provedeme důkazy kationtů ze směsí kationtů jednotlivých tříd
Jednotlivé kationty pak dokazujeme pomocí specifických reakcí. Důkazy kationtů I. třídy
Důkazy kationtů II. třídy
Důkazy kationtů III. třídy
Důkazy kationtů IV. třídy
Důkazy kationtů V. třídy
Analýza aniontů • tři analytické třídy
Důkazy aniontů I. třídy
Kvantitativní analýza Vážková analýza (gravimetrie) o založena na srážecích nebo komplexotvorných reakcích o sušení nebo žíhání (nesmí se rozkládat) o zvážení produktu o výpočet prvku z hmotnosti původního a konečného vzorku o trvá dlouho, je přesná, ne vždy lze použít Využití: • stanovení železa • stanovení síranů • stanovení chloridů • stanovení fosforečnanů
Odměrná analýza o založena na stanovení objemu odměrného roztoku o známé koncentraci, který beze zbytku zreaguje s odváženým nebo odměřeným množstvím vzorku o pipety, byrety a odměrné baňky o připouštění odměrného roztoku ke stanovované látce se nazývá titrace o k ukončení titrace dojde v ekvivalenčním bodě, kdy veškerá stanovovaná látka zreagovala s činidlem v odměrném roztoku o dosažení ekvivalenčního bodu – změna barvy roztoku nebo indikátoru Využití: • neutralizační titrace o acidimetrie odměrný roztok je roztok kyseliny NaOH + HCl → NaCl + H2O o alkalimetrie
odměrný roztok je roztok hydroxidu
HCl + NaOH → NaCl + H2O
• srážecí titrace Ag+ + Cl- → AgCl • komplexometrická titrace o vznik komplexů, k určení ekvivalenčního bodu metalochromní indikátory, org. barviva, o chelatometrie • redoxní titrace o manganometrie
o jodometrie (zpětná titrace)
