Химическая идентификация (обнаружение) и измерения веществ

_____________________________________________________________________

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I»

Кафедра «Инженерная химия и естествознание»

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №2

«Химическая идентификация (обнаружение) и измерения веществ»

Вариант № 02

Санкт-Петербург

2021

Цель работы: (четко из задания)

Идентификация анализируемых растворов на присутствие в них опасных ионов (качественный анализ); устранение опасных ионов осаждением с помощью раствора щелочи; количественная оценка изменения концентрации ионов (количественный анализ).

Основные теоретические положения: (кратко)

Химическая идентификация – это ответ на вопрос какое вещество присутствует в интересующей нас системе (качественный анализ) и сколько этого вещества содержится в системе (количественный анализ). Такое исследование особенно актуально в настоящее время для оценки экологической обстановки. Качественный анализ позволяет определить вещество, а количественный дает информацию о том, превышает или нет концентрация вещества его предельно-допустимую концентрацию (ПДК) в системе. В основе качественного анализа лежит знание химического поведения вещества, например, в виде ионов, по отношению к действию определённой группы соединений, называемых реагентами, а также знание свойств образующихся продуктов реакции (растворимость в воде, кислотах, щелочах, в растворах некоторых веществ (реагентов), способность к образованию ее веществ сложного состава (комплексообразования)). Это знание особенностей химического поведения веществ позволяет выделить реакции обнаружения, т.е. такие химические реакции, анализируемого вещества с реагентом, при которых образуются продукты, имеющие заметные признаки:

- образование характерных осадков и их цвета;

 - растворение осадков;

 - появление (изменение) окраски при растворении осадков;

- выделение газов

Перечисленные признаки являются аналитическим сигналом, под которым понимается различная информация, которую можно зафиксировать визуально (цвет раствора, осадка и т.д.) либо зарегистрировать инструментально, и которая свидетельствует о присутствии и количестве того или иного вещества в системе.

Часто в качественном и количественном анализах рассматривается образование осадков в реакции с реагентом, причем в качественном анализе – для идентификации.

Чтобы идентифицировать раствор на присутствие в нем опасного иона, в данной лабораторной работе используем химическую реакцию, в результате которой образуется труднорастворимое соединение – осадок.

Цвет и поведение этого осадка с определенным реагентом дает опорную информацию, указывающий на конкретный ион.

Ход работы: (подробно с заполнением таблиц и написанием уравнений химических реакций)

Возьмем для исследования 2 раствора, содержащие неизвестные ионы.

Исследуем раствор №1. Сравним цвет исходного раствора с данными в Таблице №1. У нас бесцветный раствор – это свидетельствует о том, что в растворе могут быть ионы Zn(II), Cd(II), Pb(II), Al(III), Ba(II). Для получения осадка (гидроксида), к исходному раствору добавляем 3 капли водного раствора щелочи (NaOH) и наблюдаем. Сравним цвет выпавшего остатка с данными в Таблице №2: у нас нерастворимый осадок белого цвета – этому соответствуют ионы Zn(II), Cd(II), Pb(II), Al(III), Ba(II) с формулами гидроксида соответственно: Zn(OH)2, Cd(OH)2 ,Pb(OH)2 , Al(OH)3,Ba(OH)2 . Полученный осадок разделим на 2 части. К первой части осадка прибавим избыток щелочи (NaOH) и наблюдаем. Сравним полученный осадок с данными в Таблице №3: нерастворимый осадок белого цвета, что соответствует ионам Cd и Ba. Ко второй части осадка добавим водный раствор аммиака (NH4OH) и наблюдаем. Сравним полученный результат с данными в Таблице №4: у нас получился растворимый, бесцветный раствор, что соответствует ионам Cd.