jonios

Analitika hemija 1, mart, 2011.

[email protected] 1

2fb (7- 11)

A li j

Slavica Rai

Analiza anjona- I deo -

[email protected]

Ispitivanja anjona

1. Prethodna ispitivanja sa razbl. i konc. kiselinama (H2SO4 i HCl)

2. Talone reakcije na anjone I I IV grupeIV grupesa sa talonim reagensima AgNO3 i Ba(NO3)2

3 Ok id d k i j t i t b t t

2

3. Oksido-redukciona svojstva i upotreba test reagensa

-------------------------------------------(*) Sistematski tok analize ne postoji!!


[email protected] 2

a) razbl. H2SO4 ili razbl. HCl

1. Prethodna ispitivanja anjona iz vrstog uzorka

CH3COO- CH3COOH (miris!)CO32- CO2(g) i SO32- SO2(g)

b) konc. H2SO4 (!) na vrst uzorak

O2

CO3 CO2(g) i SO3 SO2(g)S2O32- H2S2O3 SO2(g) + S(s)S2- H2S(g)NO2- NO(g) NO2(g)... mrke pare

3

NaCl HCl(g) Br- HBr(g) Br2 I- HI(g) I2NO3- HNO3 NO2(g) + O2(g)

2 NO3- + H2SO4 2 HNO3 + SO42-4 HNO3 4NO2(g) + O2(g) + 2 H2O

Direktno dokazivanje anjona iz vrstog uzorka bez prethodne pripreme: CH3COO-, CO32-, SO32-, B4O72-, C4H4O62-, C6H5O73-

CO32- +2H+ H2CO3vrsta so

CH3COO- + KHSO4 CH3COOH + K+ + SO42-vrsta so ... glavna dokazna reakcija.

SO32- i CO32-slin st i r zlike

4

H2CO3 CO2(g) + H2O

SO32- + 2H+ H2SO3H2SO3 SO2(g) + H2O

- slinost i razlike -


[email protected] 3

Ba(OH)2 + CO2(g) BaCO3(s) + H2OBARITNA VODA

.......... SO2(g) BaSO3(s) ...

rastvara se u CH3COOH

ne rastvara se u CH COOH

5

BaCO3(s) + CO2(g) + H2O Ba(HCO3)2dalje uvoenje gasa ........ rastvaranje taloga!

ne rastvara se u CH3COOH

Identifikacija SO2(g)

Indikatorske test trake sa: i. Cr2O72-+ H2SO4ii I + skrobii. I2 + skrob

Cr2O72- + 3H2SO3 + 2H+ 2Cr3+ + 3SO42- + 4H2O

I2 + H2SO3 + H2O 2I- + SO42- + 4H+

6


[email protected] 4

N CO + CO ( ) + H O 2N HCO

Koliko se razlikuju anjoni CO32- i HCO3- ?- Fenolftaleinski test-

Na2CO3 + CO2(g) + H2O 2NaHCO3

Kiselinsko bazni indikator fenolftalein:ruiast ruiast obezbojavanjeobezbojavanje

pH 8 pH 8 (amfolit!)

7

Objanjenje:Fenolftalein menja boju u slabo baznoj sredini na pH > 8 zato samo CO32- vidi kao bazu jer,CO32- je (samo) akceptor protona

HCO3- je amfolit (i baza i kiselina), pa je pH u vodenom rastvoru 8 zbog reakcija sa vodom:

HCO3- + H2O H2CO3 + OH- .... Kb2 10-8BAZA

8

HCO3- + H2O H3O+ + CO32- ..... Ka210-11KISELINA

Kb Ka pH 8Test se moe primeniti i na druge amfolite!


[email protected] 5

Kako reaguju vodeni rastvori H2PO4- i HPO42- anjona?

H2PO4- - amfolit

H PO - + H O H O+ + HPO 2- K 10-8 H2PO4 + H2O H3O + HPO4 ..... Ka2 10KISELINA

H2PO4- + H2O H3PO4 + OH- .... Kb3 10-13BAZA

Ka KbKako reaguje vodeni rastvor?

9

pH 5 lakmus!

HPO42- - amfolit

HPO42- + H2O H3O+ + PO43- ..... Ka3 10-134 2 3 4 a3KISELINA

HPO42- + H2O H2PO4- + OH- ..... Kb2 10-7BAZA

Kb Ka Kako reaguje vodeni rastvor?

10

pH 10


[email protected] 6

Glavna dokazna reakcija na borate:Na2B4O7 + 5 H2O + H2SO4 4H3BO3 + Na2SO4 vrst conc.

H BO + 3 C H OH B(C H O) + 3H OH3BO3 + 3 C2H5OH B(C2H5O)3 + 3H2O

0tNa2C4H4O6 CO (g) + CO2(g) + 2C + 3 H2Ovrst konc.H2SO4

.... brzo tamni, miris karamela!

11

0t Na3C6H5O7 CO(g) + CO2(g) + SO2(g) + C

konc.H2SO4.... polako tamni, otar miris!

2. Talone reakcije; taloni reagensi: AgNO3, Ba(NO3)2

Grupa Taloni reagens Anjoni (*)I AgNO3

+ razbl. HNO3Cl-, Br-, I-, S2-

II Ba(NO3)2neutr., slabo alkalna

CO32-, SO32-, B4O72-, C2O42-, C6H5O73-, C4H4O62-, AsO43-, AsO33-, PO43-, S2O32-

III Ba(NO3)2+ razbl. HNO3

*SO42- Ag2SO4(s):iz konc. rast.

IV / NO3- , *NO2-, AgNO2(s):

12

V / N 3 , N 2 , *CH3COO-

gN 2( )rast. u razbl. HNO3AgCH3COO(s): iz konc. rast.

Napomena: IO3- i F- se ne uklapaju se u datu podelu anjona!


[email protected] 7

Iako nema odvajanja u grupe taloni reagensi, posebno AgNO3, preko karakteristinih reakcija,

olakavaju identifikaciju.

a Formiranje obojenog taloga:a. Formiranje obojenog taloga: Ag3PO4 Ag3AsO3 Ag3AsO4 Ag2CO3

b. Promena suspenzije (taloga) 0t, hidroliza, redoks reakcija

13

c. Rastvaranje taloga u NH3 (0t, Ag-ogledalo!)

Ag2CO3(s) + H2O Ag2O(s) + H2CO32AgBO2(s) + 3H2O Ag2O(s) + 2H3BO3

Promena suspenzije (taloga) uz zagrevanje:b.

2Ag2SO3(s) 2Ag(s) + SO42- + 2Ag+ + SO2(g)+ SO32-

2[Ag(SO3)]- 2Ag(s) + SO42- + SO2(g)ili [Ag(SO3)2]3-

T t ti it ti i k l ti

14

Tartarati, citrati i oksalati:Ag2C4H4O6(s) Ag(s)Ag3C6H5O7(s) Ag(s)Ag2C2O4(s) .... mala rastvorljivost

0t0t


[email protected] 8

Ag2S2O3(s) + H2O Ag2S(s) + 2H+ + SO42-beo ut narandast braon crn k n S O 2- [A (S O )]- i [A (S O ) ]3-

Promena suspenzije (taloga) bez zagrevanje:b.

vee konc. S2O32 [Ag(S2O3)] i [Ag(S2O3)2]3

Ag2C4H4O6(s) Ag3C6H5O7(s) NH3

[Ag(NH ) ]+ C H O 2- [Ag(NH ) ]+ C H O 3-

c. Rastvaranje taloga u NH3 (0t, Ag-ogledalo!)

15

[Ag(NH3)2] C4H4O6 [Ag(NH3)2] C6H5O7 0t

Ag(s) .... srebrno ogledalo

i SO32- i AsO33-,... ta je zajedniko ovim anjonima?

Ag3PO4(s) + 6NH3 3[Ag(NH3)2]+ + PO43- UT

Ag3AsO3(s) + 6NH3 3[Ag(NH3)2]+ + AsO33-

a. Formiranje obojenog taloga- slinosti i razlikePO43- i AsO33-

Ag3AsO3(s) 6NH3 3[Ag(NH3)2] AsO3UT

2[Ag(NH3)2]+ + AsO33- + H2O 2Ag(s) + AsO43-+ 2NH3 + 2NH4+OGLEDALO

A A O ( ) NH [A (NH ) ]+ A O 3- A ( )

AsO43- i AsO33-

0t

16

Ag3AsO3(s) + NH3 [Ag(NH3)2]+ + AsO33- Ag(s) UT

Ag3AsO4(s) + NH3 [Ag(NH3)2]+ + AsO43- BOJA OKOLADE


[email protected] 9

PO43- i AsO43-

Mg2++HPO42- + NH3 MgNH4PO4(s) .... rastvara se u CH3COOH

Mg2+ + HAsO42- + NH3 MgNH4AsO4(s) ..... rastvara se u HCl

Ag3AsO4(s)Ag3PO4(s)AgNO3 + CH3COOH

17

Ag3PO4(s)

(NH4)2MoO4 + konc. HNO3 formiranje kompleksnih anjona

PO43- i AsO43-

( 4)2 4 3 j p j

PO43- t = 40 oC (NH4)3PO4 12 MoO3(s) ili

(NH4)3[PMo12O40](s)- reakcija se primenjuje u analizi fosfata u biolokim i

uzorcima hrane

18

AsO43- t ~ 100 oC (NH4)3AsO4 12 MoO3(s) ili

(NH4)3As(Mo3O10)4(s) ili

(NH4)3[AsMo12O40](s)


[email protected] 10

a. Anjoni sa redukcionim svojstvima i test reagensii. KMnO4 + razbl. H2SO4ii I bl HCl ili N HCO

3. Oksido-redukciona svojstva i upotreba test reagensa

ii. I2 + razbl. HCl ili NaHCO3

b. Anjoni sa oksidacionim svojstvima i test reagensii. KI + razbl. ili konc. HCl

c Indiferentni anjoni - nema test reagensa!

19

c. Indiferentni anjoni nema test reagensa!CH3COO-, B4O72-, PO43-, CO32-, HCO3- i SO42-(*)

-----------------------------------------(*) samo je konc. konc. H2SO4 jak oksidans!

Redoks reakcije

... r. koje ukljuuju promenu oks. broja elemenata u jonima ili

kompleksnim hem. vrstama = oksidoredukcione ili redoks r.

Aox + ne AredB d B + ne

20

Bred Box + ne-----------------------------------------Aox + Bred Ared + Box



Redoks reakcije - pojmovi

21

Oksidovan otputanje e oks. stanje reducens

Redukovan primanje e oks. stanje oksidans

Redoks parovi: V4,02,0EE01

02

Ox1 + Red2 Red1 + Ox2

Ox1/Red1 z1e Ox1 + z1e Red1

22

Ox2/Red2 z2e Ox2 + z2e Red2

Standardni potencijal (E0) kao kvant. mera jaine redoks para



V3312CrOCrE

V 1,36 2Cl /ClE

V 1,51 Mn /MnOE

V 3,06 2F /FE

3-272

0

-2

0

2-4

0

-2

0

,/

Jaki oksidansiE0 > 0,9 V

V090O/2SOSE*

V 0,15 Sn /SnE*

V 0,54 2I /IE*

V 0,77 Fe /FeE*

-232

-264

0

240

-2

0

230

,

V 3,03 - Li/LiE

V 661- Al /AlE reducensi

V 0,76 - Zn /ZnE Jaki

0

30

20

,

2H+ + 2e H2(g) E0 = 0,000V

Kako to izgleda u praksi?

Koji od anjona ClKoji od anjona Cl--, Br, Br--i Ii I-- reaguje sa HNOreaguje sa HNO22 i zato?i zato?

EEooNO -/NO /NO = +0 99 V= +0 99 VEE NO2 /NO /NO = +0,99 V= +0,99 VEEooII22//2I- = +0,535 V= +0,535 VEEooBrBr22/2Br/2Br-- = +1,09 V= +1,09 VEEooClCl22/2/2ClCl-- = +1,36 V= +1,36 V----------------------------------------Izraunati Eo!

EEo o = = 0,455 VV

24

2HNO2 + 2I- + 2 H+ 2NO(g) + I2 + 2H2O



Kako reaguju hloridi sa permanganatima i dihromatima?Kako reaguju hloridi sa permanganatima i dihromatima?g j p gg j p g

EEooClCl22/2/2ClCl-- = +1,36 V= +1,36 VEEooMnO4-//MnMn2+2+ == +1,51 V+1,51 VEEooCr2O72-//2Cr2Cr3+3+ == +1,33 V+1,33 V

10Cl- + 2MnO4- + 16H+ 5Cl2 + 2Mn2+ + 8H2Ok nc H SO

EE == ??

0t

25

konc. H2SO4

Iz vrstog uzorka NaCl:

4Cl- + Cr2O72-+ 6 H+ 2 CrO2Cl2(g) + 3 H2O2 7 2 2(g) 2hromilhlorid

CrO2Cl2(g) + 4OH- CrO42-+ 2Cl- + 2 H2O

Da li je dolo do oksidoredukcije?

26

Kako bi reagovali bromidi i jodidi?



Bromidi i jodidi sa dihromatimaBromidi i jodidi sa dihromatima

6Br- + Cr2O72- + 14H+ 3Br2 + 2Cr3+ + 7H2O(6I-) (3I2)

ekstrakcija u CHCl3

27

E0

Sporedne ravnotee u homogenim i heterogenim sistemima p g g

Usvajanje koncepta uslovnog (formalnog) potencijala (E0)

promena kiselosti u

sistemu formiranje

graenjekompleksa sa

Ox ili Redpromena jonske

28

formiranje slaborast. jed.sa Ox ili Red

jonske jaine r.



Uticaj pH rastvoraUticaj pH rastvora

EEooII22/2/2II-- = += +0,5350,535 VVEEooAsO43-//AsO33- == +0,56 V+0,56 V

I2 + AsO33- + H2O AsO43- + 2 HI

AsO33- + I2 + 2NaHCO3 AsO43- + 2NaI + CO2(g) + H2CO3

I2 + AsO3 + H2O AsO4 + 2 HI

Poveanjem pH potencijal sistema pada:

pufer pH 7 - 8

29

Poveanjem pH potencijal sistema pada:pH 7 - 8 Eoo EEooAsO43-//AsO33- 0,1 V E

o

pH 0 - 8 EEooII22/2/2II-- = = const. const.

EE 0,4 V

a. Anjoni sa redukcionim svojstvima i test reagensii. KMnO4 + razbl. H2SO4ii. I2 + razbl. HCl ili NaHCO3

Kako odabrati odgovarajui test?

KMnO4 je jai oksidans i manje selektivan od I2

Br-, I-, S2-, *NO2-, *SO32- , S2O32- , AsO33-uz zagrevanje: Cl-, C2O42-, C4H4O62-, C6H5O73-

g j

30

I2 SO32-, S2O32- , S2- , AsO33-

2S2O32- + I2 S4O62- + 2I-

5H2S2O32- + 8MnO4- + 4H+ 10SO42- + 8Mn2+ + 7H2O



Tiosulfati u reakcijama sa slabijim i jaim oksidansima

2S2O32- + Fe3+ [Fe(S2O3)2]- .... + Fe3+ S4O62- + 2Fe2+

2S2O62- + I2 S4O62- + 2I-

5H2S2O3 + 8MnO4- + 4H+ 10SO42- + 8Mn2+ + 7H2O

31

b Anjoni sa oksidacionim svojstvima i test reagensib. Anjoni sa oksidacionim svojstvima i test reagensii. KI + razbl. ili konc. HCl

NO3-, *NO2-, *SO32-, AsO43-, IO3-

konc. HCl

32



55SO32- + 2MnO+ 2MnO44-- + 6H+ 6H++ 5SO5SO4422-- + 2Mn+ 2Mn2+2+ + 3H+ 3H22OO

Oksido-redukciono svojstva sulfita i nitrita

55SO3 2MnO 2MnO44 6H 6H 5SO5SO44 2Mn 2Mn 3H 3H22OO

SO32- + 3Zn(s) + 3Zn(s) + 88HH++ HH22SS(g)(g) + 3Zn+ 3Zn2+2+ + 3H+ 3H22OO

5HNO2 + 2MnO4- + H+ 5NO3- + 2Mn2+ + 3H2O

33

NO2- + 2Al + OH- + 5H2O NH3(g) + 2[Al(OH)4]-(Zn + OH-)

... detekcija NH3!

Documents

jonios