Анализ смеси I, II, III группы катионов

Порядок и этапы проведения анализа четырех неизвестных растворов на основе характерных реакций. Определение роли и значения в организме химических элементов: натрия, бария, кальция, свинца, магния, хрома, марганца и ртути, характер влияния на человека.

Рубрика Химия
Вид практическая работа
Язык русский
Дата добавления 11.04.2012
Размер файла 105,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Анализ смеси I, II, III группы катионов по кислотно-основной классификации

раствор химический реакция элемент

I) Предварительное испытание:

а) Определение цвета раствора - раствор бесцветный;

б) Определение наличие осадка - осадка нет т.к. соли представлены в ионном виде (следовательно, это растворимые соли), кроме того, не указаны кислотные остатки соответствующих солей.

в) Определение рН среды

II) Дробный анализ смеси катионов отсутствует, так как нет иона NH4+

III)Систематический анализ смеси ч. к. з. (13-15 капель) + HCl + (5 капель) р-р с осадком перемешать, после центрифугирования сделать пробу на полноту осаждения с HCl. В пробирке образуется раствор №1 и осадок, которые отделяют друг от друга центрифугированием и анализируются раздельно.

Раствор №1: Na+, Ba+, Ca2+, (Pb2+) необходимо сохранить для следующих исследований.

Осадок: PbCl2 + 5 капель H2O холодная (перемешивается и промывается осадок). Фильтрат после центрифугирования отбрасывается пипеткой в раковину. К чистому осадку: PbCl2 + 5 капель H2Oдист.нагреть на водяной бане. При перемешивании происходит переход ионов Pb2+ в раствор.

а) + 2KJPbJ2(желтый)

Раствор Pb2+ б) + K2CrO4 PbCrO4(желтый)

Заключение: желтые осадки по свинцу выпали в пробирках (а) и (б) следовательно, ион Pb2+ присутствует в контрольной задаче.

Анализируем раствор №1, отделяя третью аналитическую группу от первой в спиртовом растворе путем добавления группового реактива на третью группу раствора H2SO4.

Раствор №1: Na+ (раствор кислый) необходимо отделить центрифугированием от осадка катионов III группы и оставить для дальнейших исследований.

Анализ осадка сульфата III группы: BaSO4, CaSO4 + Na2СO3 насыщ. р-р нагреваемосуществляем последовательный перевод сульфатов в карбонаты (после 15 мин нагревания, перемешивания и центрифугирования фильтратNa2SO4 осторожно пипеткой отбрасываем в раковину).

К смешанному осадку сульфатови карбонатов вновь добавляем насыщенный раствор Na2SO3 и нагреваем. Фильтрат Na2SO4 пипеткой отбрасываем в раковину. После 7-кратной обработки сульфатов насыщенным раствором Na2SO3 при нагревании, образуются осадок карбонатов, который растворяется в уксусной кислоте:

6BaCO3, CaCO3 + CH3СООН перемешать

Из раствора Ba2+ Ca2+ открывают ион Ba2+ действием дихромата калия в присутствии ацетата натрия.

К раствору III группы, содержащимBa2+ Ca2+ + CH3СООН + K2CrO7 проба на полноту осаждения с K2CrO7. После полного осаждения бария в виде желтого осадка BaCrO4 и центрифугирования осадок отбрасывают.

Заключение: образование осадка желтого цвета свидетельствует о присутствии иона Ba2+, если осадок не выпадает, то ион Ba2+отсутствует.

К раствору, содержащему Ca2+ (Cr2O7)2- необходимо добавить насыщенный раствор Na2СO3для удаления ионов CrO42- и получения осадка - карбоната кальция белого цвета, а фильтрат, содержащий ионы CrO42-, пипеткой отбросить в раковину. Осадок карбоната кальция растворяем в уксусной кислоте.

Осадок CaCO3 + CH3СООНперемешать Ca2+

Ca2+ + (NN4)SO4раствор(NH4)2[Ca(SO4)2]

а) + (NH4)2C2O4CaC2O4 (белый)

Раствор (NH4)2[Ca(SO4)2] б) + K4[Fe(CN)6] (NH4)2Ca[Fe(CN)6] (бел.)

Заключение: образование белых осадков должно свидетельствовать о присутствии ионов Ca2+.

Анализ раствора 1-ой группы: Na+.

Открытие Na+:

Na+ +KH2SbO4 NaH2SbO4 + K+

Заключение: если, выпал белый кристаллический осадок то ион Na+присутствует в смеси.

IV) Реакции встречаемые по ходу анализа:

1) Pb(NO3)2 + 2HCl PbCl2 + 2HNO3

2) Pb(NO3)2+ K2CrO4 PbCrO4 + 2KNO3

3) Pb(NO3)2+ 2KJ PbJ2 + 2KNO3

4) 2BaCl2 +K2CrO7 + 2CH3COONa + H2O2BaCrO4

+2KCl+2NaCl+CH3COOH

5) BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl

6) BaSO4 + Na2CO3 BaCO3 + Na2SO4

7) BaCO3+ HAcBaAc2 + H2O + CO2

8) Ca2+ + (NN4)SO4 (NH4)2[Ca(SO4)2]

Анализ смеси IV, V, VIгруппы катионов по кислотно- основной классификации

I. Предварительное испытание

а) Определение цвета раствора (окраску раствора могут обусловить ионы):

Cr3+ (темно-синяя)

б)) Определение наличие осадка - осадка нет т.к. соли представлены в ионном виде.

в) Определение рН среды (по универсальной бумаге).

II. Дробный анализ отсутствует, так как нет ионов Fe2+и Fe3+.

III. Систематический анализ смеси

Проводим отделение IVгруппы от Vи VIгрупп катионов добавлением группового реактива NaOHи 3% H2O2 при нагревании. Осадок V и VI группы отделяем центрифугированием от раствора IV группы и анализируем отдельно.

ч. к. з. (13-15 капель) + NaOH (изб.) + H2O2 (3%) t

VгрMnO(OH)2 (бурый);Mg(OH)2 (белый)

Осадок

VIгрHgO(желтый)

Раствор: IVгрCrO42-(желтый) +HCl

Пользуясь явлением амфотерности, переводим из аниона в катионIV группу действием раствора HCl.

Раствор: Cr2O72- +NH4OHконц. CrO42-.

Раствор: 1) CrO42- + H2SO4 + H2O2 + эфирH2CrO6 (экстракт надхромовой кислоты окрашивается в синий цвет)

Заключение: положительный эффект проверочной реакции на катион CrO42-свидетельствует об его присутствии, а отрицательный об его отсутствии.

Анализ осадка V, VI аналитических групп производят путем растворения в растворе хлороводородной кислоты и пероксида.

MnO(OH)2; Mg(OH)2

Осадок + HCl + H2O2t

HgO

При этом образуются растворы по V, VI групп катионов.

Mn2+; Mg2+

Раствор + NH4OHконц. проверить рН=9

Hg2+

При этом V аналитическая группа катионов уходит в осадок в виде гидроксидов, а VI аналитическая группа уходит в раствор в виде комплексных соединений. Обе группы отделяют друг от друга центрифугированием.

Раствор VI гр. [Hg(NH3)4]2+ в виде комплексной соли оставляют для дальнейших исследований.

При анализе осадка гидроксидов катионов V группы проводят удаление гидроксида магния действием хлорида аммония.

Осадок V гр. Mn(OH)2; Mg(OH)2 + NH4Cl + H2O2

Полученный раствор соли магния отделяется от осадка оставшихся катионов V группы. Путем проверочных реакций доказывают присутствие катиона Mg2+.

Раствор:Mg2+ +Na2HPO4 + NH4OHMgNH4PO4 (белый)

Заключение: положительный эффект образования белого осадка свидетельствует о присутствии катиона Mg2+, а отрицательный - об его отсутствии.

Анализ осадка гидроксида:MnO(OH)2проводят путем растворения его в разбавленной азотной кислоте.

MnO(OH)2 + HNO3(разб.) MnO(OH)2

Бурый осадок марганца (IV) MnO(OH)2 растворяет в концентрированной азотной кислоте, разливают в три пробирки, добавляя соответствующие окислители, тем самым окисляя марганец (IV)доперманганат иона, окрашенного в розовый цвет.

а) + PbO2 MnO4-

Осадок MnO(OH)2(бурый) + HNO3(конц.) tб) +KBiO3MnO4-

в) +(NH4)2S2O8MnO4-

Анализ раствора аммиакатных комплексов катионов VI группы проводят путем разрушения комплексных соединений в растворе серной кислоты и последующим осаждением раствором Na2S2O3.

РастворVIгр. [Hg(NH3)4]2+ + H2SO4 + Na2S2O3HgS(черный)

а)+ Сu0 Hg0 + Cu2+

ОсадокHgS + HCl+HNO3РастворHg2+

б)SnCl2Hg2Cl2 2Hg +Sn4+

Заключение: при положительных реакциях на ион Hg2+ делают выводы об его присутствии и отрицательных - об его отсутствии.

IV) Реакции, встречаемые по ходу анализа:

1) MnSO4 + 2NaOH + H2O2MnO(OH)2+ Na2SO4 + H2O

1 Mn2+ - 2e + 4OH-MnO(OH)2 + 2H2O

1 H2O2 + 2e 2OH-

2) MnO(OH)2 + H2O2+ 2HNO3Mn(NO3)2 + O2 + 3H2O

1 MnO(OH)2+ 2e + 4H+Mn2+ + 3H2O

2 H2O2 - 2e O2 +2H+

3) MnSO4 + PbO2 + H2SO4 HMnO4 + PbSO4 +H2O

2 Mn2+ - 5e + 4H2O MnO4- + 8H+

5 PbO2+ 2e + 4H+Pb2+ + 2H2O

4) 10NaCl + 2KMnO4 + 8H2SO45Cl2 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 +K2SO4+8H2O

2 MnO4- + 5e + 8H+Mn2++ 4H2O

5 2Cl- - 2e Cl2

5)[Hg(NH3)4]2+ + H2SO4 + Na2S2O3HgS(черный)

6) HgS + HCl+HNO3Hg2+

7)Сu0 Hg0 + Cu2+

8) Mg2+ +Na2HPO4 + NH4OHMgNH4PO4 (белый)

Роль натрия в организме

Натрий широко распространен во всех органах, тканях и биологических жидкостях организма человека.

В противоположность калию, большая часть натрия находится во внеклеточных жидкостях - около 50%, в костях и хрящах - около 40% и менее 10% - внутри клеток.

Натрий играет важную роль в процессе внутриклеточного и межклеточного обмена. Вместе с калием натрий участвует в возникновении нервного импульса, играет роль в механизме кратковременной памяти, влияет на состояние мышечной и сердечно-сосудистой систем; ионы натрия и хлора также играют важную роль в секреции соляной кислоты в желудке.

Соотношение ионов натрия и калия выполняют два важных взаимосвязанных процесса: поддерживают постоянное осмотическое давление и постоянный объем жидкости. Потребление натрия в большом количестве ведет к потере калия. Именно для этого важное значение имеет сбалансированное поступление в организм как калия, так и натрия.

Роль бария в организме

При заболеваниях пищеварительной системы, некоторых сердечнососудистых заболеваниях количество бария в организме человека уменьшается. Установлено также, что даже в ничтожно малых количествах он заметно влияет на состояние гладкой мускулатуры - не зря при отравлениях барием отмечаются мышечные спазмы и сильная мышечная слабость.

При заболеваниях пищеварительной системы, некоторых сердечнососудистых заболеваниях количество бария в организме человека уменьшается. Установлено также, что даже в ничтожно малых количествах он заметно влияет на состояние гладкой мускулатуры - не зря при отравлениях барием отмечаются мышечные спазмы и сильная мышечная слабость.Хотя роль бария не изучена, его суточная доза для человека определена - от 0,3 до 0,9 мг. Расслабляющее воздействие бария не всегда бывает вредным: учёные выяснили, что он работает «в паре» с ацетилхолином - одним из основных нейромедиаторов, и способствует расслаблению сердечной мышцы.

Роль кальция в организме

Кальций играет огромную роль в жизнедеятельности человеческого организма. Можно смело сказать, что из всех элементов - кальций является главным, не только в количественном, но и в функциональном отношении. В организме человека содержится 1000-1200 г. кальция, 99% - включено в костную ткань, дентин, эмаль зубов, а 1% играет исключительно важную роль как внутриклеточный кальций, кальций крови и тканевой жидкости. Понятно, что кальций играет важнейшую роль в формировании костей. Кальций участвует в процессах передачи нервных импульсов, обеспечивает равновесие между процессами возбуждения и торможения в коре головного мозга, участвует в регуляции сократимости скелетных мышц и мышцы сердца, влияет на кислотно-щелочное равновесие организма, активность рада ферментов.

Он является также важным элементом буферной системы организма, поддерживающей рН (водородный показатель) на необходимом для каждой системы и среды организма уровне.рН крови одна из самых жестких физиологических констант организма. В норме этот показатель может меняться в пределах 7,4 (±0,02). Сдвиг этого показателя хотя бы на 0,1 может привести к тяжелой патологии. При сдвиге рН крови на 0,2 развивается коматозное состояние, на 0,3-человек погибает.

Роль свинца в организме

Роль свинца в жизнедеятельности организма изучена недостаточно. Известно, что свинец участвует в обменных процессах костной ткани. С другой стороны, свинец является канцерогеном и тератогеном для организма.

Полагают, что оптимальная интенсивность поступления свинца в организм человека составляет 10-20 мкг/день. Дефицит свинца в организме может развиться при недостаточном поступлении этого элемента (1 мкг/день и менее), а порог токсичности равен 1 мг/день.

В организме взрослого человека содержится 80-120 мг свинца. В желудочно-кишечном тракте всасывается 5-10% (а иногда и до 50%) от поступившего свинца. Много свинца может попадать в организм с вдыхаемым воздухом (до 70% аэрозоля содержащего свинец оседает в легких). При больших концентрациях тетраэтилсвинца возникает риск его проникновения через кожу. У мужчин удержание свинца в организме выше, чем у женщин. Повышенное поступление с пищей кальция, фосфора, магния, цинка снижает абсорбцию свинца, тогда как на фоне дефицита железа и перечисленных элементов способность организма усваивать свинец увеличивается. Токсическое действие свинца во многом обусловлено его способностью образовывать связи с большим числом анионов -- лигандов, к которым относятся сульфгидрильные группы, производные цистеина, имидазольные и карбоксильные группы, фосфаты. В результате связывания ангидридов со свинцом угнетается синтез белков и активность ферментов, например АТФ-азы. Свинец нарушает синтез тема и глобина, вмешиваясь в порфириновый обмен, индуцирует дефекты мембран эритроцитов.

Основной путь поступления в организм свинца лежит через желудочно-кишечный тракт. Степень всасывания свинца зависит от растворимости его соединений. Выводится свинец из организма со стулом (80-90%), а меньшая часть выделяется с мочой. В норме в костях содержание свинца равно 20 мг/кг, печени -- 1 мг/кг, почках -- 0,8 мг/кг, головном мозге -- 0,1 мг/кг.

Свинец и его соединения очень ядовиты.

Роль магния в организме

Магний -- один из важных биогенных элементов, который в значительных количествах содержится в тканях животных и растений. Он является одним из 12 основных структурных химических элементов, составляющих 99% элементного состава организма человека. Магний -- макроэлемент, который по количеству содержания в организме занимает четвертое место после натрия, калия и кальция. В организме взрослого человека содержится около 25 г. магния. Наряду с калием магний представляет собой типичный внутриклеточный катион, который служит обязательным кофактором ферментов, регулирующих различные функции организма (В.В. Коломиец, Е.В. Боброва, 1998).

Магний -- составная часть минерального вещества костей, участник работы трансфосфорилирующих ферментов и амино-ацил-тРНК-синтетаз, обеспечивающих условия для трансляции белков. В электрофизиологических процессах определенное значение имеет роль магния как антагониста кальция, проявляющаяся в их различном влиянии на ЦНС. В клетках организма содержится около 40% от общего количества магния, и около 60% его находится в костях скелета. При этом до 30% этих запасов может быть достаточно быстро мобилизовано. В межклеточном пространстве находится до 1% магниевого депо. Концентрация этого элемента в сыворотке крови -- 0,8-1,2 ммоль/л. Приблизительно 60% сывороточного магния ионизировано, Mg2+ является необходимой формой для восприятия клетками организма. Оставшаяся часть магния -- это фракции, связанные с белками, фосфатами и цитратами.

Роль хрома в организме

В организме взрослого человека содержится около 6 мг хрома. Концентрируется в почках, печени, кишечнике, щитовидной железе, хрящевой и костной ткани, волосах и легких. С возрастом количество хрома в организме снижается. Выводится хром из организма главным образом с мочой, в меньшей степени с калом, потом и выдыхаемым воздухом.

Основные функции хрома в организме:

· участвует в регуляции работы сердечнососудистой системы (нормализирует давление, снижает уровень холестерина)

· нормализует углеводный обмен (обеспечивает поддержание нормального уровня глюкозы в крови, способствует снижению веса)

· способствует синтезу и структурной целостности нуклеиновых кислот (входит в структуру ДНК и РНК)

· регулирует работу щитовидной железы (обеспечивает нормальную активность инсулина)

· способствует выведению из организма токсинов, солей тяжелых металлов, радионуклидов

· способствует профилактике остеопороза (укрепляет костную ткань)

Роль марганца в организме

Влияет на развитие скелета, участвуя в процессе остеогенеза, а поэтому необходим для нормального роста. Марганец участвует в реакциях иммунитета, в кроветворении и тканевом дыхании, поддерживает репродуктивные функции, участвует в регуляции углеводного и липидного обмена.В организме взрослого человека содержится 12- 20 мг марганца. Наибольшая концентрация марганца в костях, головном мозге, печени, почках, поджелудочной железе.Суточная потребность взрослого человека в марганце составляет 2-10 мг.С суточным рационом питания в организм человека поступает 4-36 мг марганца. Всасывание его происходит в кишечнике, но усвояемость составляет от 36 до 65% относительно общего содержания магния в рационе. Высокое содержание в пище кальция и фосфора также снижает всасывание марганца в кишечнике.

Марганец входит в состав комплексов поливитаминов с микроэлементами.

Роль ртути в организме

Содержание ртути в организмах составляет около 10-6%. В среднем в организм человека с пищей ежесуточно поступает 0,02-0,05 мг ртути. Концентрация ртути в крови человека составляет в среднем 0,023 мкг/мл, в моче - 0,1-0,2 мкг/мл. В связи с загрязнением воды промышленными отходами в теле многих ракообразных и рыб концентрация ртути (гл. обр. в виде её органических соединений) может значительно превышать допустимый санитарно-гигиенический уровень. Ионы ртути и её соединения, связываясь с сульфгидрильными группами ферментов, могут инактивировать их. Попадая в организм, ртуть влияет на поглощение и обмен микроэлементов - Си, Zn, Cd, Se. В целом биологическая роль ртути в организме изучена недостаточно.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Общая характеристика катионов III аналитической группы катионов. Гидроксиды бария, кальция, стронция. Действие группового реагента (водного раствора серной кислоты). Действие окислителей и восстановителей. Применение солей кальция и бария в медицине.

    реферат [52,2 K], добавлен 13.03.2017

  • Понятие об аналитических группах и классификации катионов. Порядок проведения анализа катионов, осмотр образца и подготовка пробы. Метод квартования. Превращение сульфатов в карбонаты. Обнаружение и отделение ионов бария. Разрушение аммиакатов VI группы.

    лабораторная работа [107,8 K], добавлен 09.01.2015

  • Анализ вещества, проводимый в химических растворах. Условия проведения аналитических реакций. Систематический и дробный анализ. Аналитические реакции ионов алюминия, хрома, цинка, олова, мышьяка. Систематический ход анализа катионов четвертой группы.

    реферат [7,5 M], добавлен 22.04.2012

  • Соединения магния, кальция и бария как лекарственные средства. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов, потенциал ионизации. Качественные реакции на ионы магния, кальция, стронция. Биологическая роль магния и кальция, значение для организма.

    реферат [24,6 K], добавлен 14.04.2015

  • Химические свойства металлов, их присутствие в организме человека. Роль в организме макроэлементов (калия, натрия, кальция, магния) и микроэлементов. Содержание макро- и микроэлементов в продуктах питания. Последствия дисбаланса определенных элементов.

    презентация [2,2 M], добавлен 13.03.2013

  • История открытия элементов, их распространённость в природе. Изменения в группе величины радиусов атомов и ионов. Сравнение свойств простых веществ IIA группы. Антагонизм магния и кальция, их биологическая роль в организме. Токсичность бериллия и бария.

    реферат [25,4 K], добавлен 30.11.2011

  • Изучение физических и химических свойств хрома, вольфрама, молибдена. Оксид хрома, как самое устойчивое соединение хрома. Гидроксиды, соли кислородосодержащих кислот элементов шестой Б группы. Пероксиды, карбиды, нитриды, бориды элементов шестой Б группы.

    лекция [4,5 M], добавлен 29.06.2011

  • Классификация катионов и анионов, изучение первой, второй, третьей и четвертой аналитической группы катионов. Количественный анализ катионов: метод окисления – восстановления, методы осаждения и комплексонообразования, физико-химические методы анализа.

    методичка [4,8 M], добавлен 01.07.2009

  • Условия проведения металлотермии. Расчет состава исходной смеси и возможных реакций. Свойства восстанавливаемых оксидов. Получение марганца с помощью алюмотермии. Химические свойства полученных веществ и прекурсоров. Определение продукта реакции.

    курсовая работа [111,8 K], добавлен 16.12.2015

  • Метод дробного и систематического анализа структуры химических веществ. Аналитическая классификация катионов. Характеристика, общие и частные реакции катионов II аналитической группы (Ag+, Pb2+, Hg22+). Техника работы с ртутью, кислотами и щелочами.

    курсовая работа [36,4 K], добавлен 17.06.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.