11 - Wydział Chemii UW

PODSTAWY CHEMII
ANALITYCZNEJ
Wykład 11
Wstęp do Analizy Jakościowej
1
PRÓBA i PRÓBKA
PRÓBKA
PRÓBA
Przedmiot analizy
ciało stałe, ciecz, gaz,
roztwór, sól, minerał, nawóz…
Czynność: … test, eksperyment
Obserwacja Wynik
„Co widzę?”
Negatywny
Pozytywny
Wniosek
„Czegoś nie ma”
„Coś jest”
*wynik negatywny TEŻ niesie informacje
Próba
„Ślepa”
...jak „wygląda” próba
… inne: test „opisu” próby,
a także umiejętności wykonania, odczynników itp.
PRÓBKA i ANALIZA
Roztwór
Sól
Minerał
Metal
Stop
„Oględziny”
Analiza „SUCHA”
Rozpuszczenie/Roztworzenie
Analiza „MOKRA”
…to także próba
i też rozdzielanie
Rozdzielanie:
strącanie,
ekstrakcja,
odganianie (lotność)
chromatografia
…..
„OGLĘDZINY”
Sól/minerał czy metal/stop
magnetyczne..
Fe Ni
Co
Zabarwienie soli/tlenku
Ni
Mn
Zapach
CN-
Fe
Ce
Co Cu MnO4- CrO42- Cr2O72uwodnienie..
SO32- S2- CH3COO-
Dotyk

Smak
NH4+
…po zwilżeniu…
ANALIZA „SUCHA”
„Rozkład” termiczny:
zmiany koloru
odwracalne
żółty → czerwony CdS
biały → żółty ZnO, SnO
nieodwracalne …
wydzielanie gazu
węglany, siarczki, siarczyny
sublimacja
Hg2Cl2 HgCl2 HgI2 As2S3
„sublimacja”
NH4Cl
Emisyjna „Spektrometria” Atomowa 
Perły 
BARWIENIE PŁOMIENIA (można też „na mokro”)
Szkiełko kobaltowe
Na
K
żółty
fiołkowy
Li
czerwony
Rb
Cs
1. n*(HCl/Utl) …
2. Próbka/Utl
fioletowo
-różowy
Utleniający
„gorący”
Pb
Sn As Sb
Redukujący
„zimny”
Sr
Ca
karminowy
ceglastoczerwony
B
Cu Ba
zielony
niebieski
(niezalecane)
*ślepa próba bardzo rekomendowana
PERŁY
PERŁA BORAKSOWA (Na2B4O7 · 10 H2O)
PERŁA FOSFORANOWA (NaNH4HPO4 · 4 H2O)
Stopić/Próbka/ Stopić (Utl)
Ochłodzić
niebieska
Stopić/Próbka/Stopić (Red)
Ochłodzić
niebieska
niebieska
Co
Cu
fiołkowa
Mn
bezbarwna
zielona
Cr
żółto-zielona
Fe
jasnozielona
ciemnozielona
*ślepa próba bardzo rekomendowana
czerwona
ANALIZA „MOKRA”
ANALIZA WYBIÓRCZA (próby „specyficzne”) „”
- nie dla każdego analitu jest dostępny reagent/próba 
- wynik fałszowany przez składniki próbki 
ANALIZA SYSTEMATYCZNA „”
- Aniony wg schematu Bunsena
7 grup anionów: Próby wstępne
Próby charakterystyczne
(bez rozdzielania)
- Kationy wg schematu Freseniusa
5 grup kationów: Rozdzielanie (strąceniowe)
Próby charakterystyczne
ROZPUSZCZANIE/ROZTWARZANIE
SOLE
( … tlenki, minerały, rudy, nawozy, glinokrzemiany, węglany, fosforyty, piryty, siarczany ..)
- w H2O
wygrałeś  , sprawdź pH
- w CH3COOH
słaby kwas  CO32-; S2-(niektóre) ; SO32-; NO2-….
IV gr.
anal.
MgCrO4 CaCrO4 SrCrO4 BaCrO4 PbCrO4 -
rozpuszczalny
rozpuszczalny
pKs ≈ 5 (CH3COOH)
pKs ≈ 10 (rozc. HCl)
pKs ≈ 14 (stęż. HCl
lub NaOH)
2CrO42- + 2H+  Cr2O72- + H2O
2BaCrO4 + 2H+  2Ba2+ + Cr2O72- + H2O
Pb2+ + 4OH-  Pb(OH)42- + H2O
PbCrO4 + 4OH-  Pb(OH)42- + CrO42-
- w HCl
- w H2SO4
mocny kwas, kompleksujący, redukujący MnO2; Pb3O4….
mocny kwas, pierwszy małolotny : CaF2…
- w HNO3
mocny kwas, utleniający: S2- (wszystkie)
… rozdzielenie przez ługowanie np. KI/BaCrO4…
ROZPUSZCZANIE/ROZTWARZANIE
SOLE
- w HF
- w NH3
- w KOH
( … tlenki, minerały, rudy, nawozy, glinokrzemiany, węglany, fosforyty, piryty, siarczany ..)
słaby kwas, kompleksujący… (krzemiany SiF4)
kompleksujący (AgCl)
amfoteryczne tlenki/wodorotlenki; słabo rozp. Kwasy…
- niestandardowe
CO32- + BaSO4  BaCO3 + SO42w roztworze ?!
pKs ≈ 10 pKs ≈ 8.4
BaCO3 + 2H+ → Ba2+ + CO2↑ + H2O
K2CO3 + BaSO4 → BaCO3 + K2SO4
K2CO3 + MgSiO3 → MgCO3 + K2SiO3
4KOH + ZnSiO3 → K2ZnO2 + K2SiO3 + 2H2O
NIE w roztworze !
- stapianie
z Na2CO3 /K2CO3
z KOH
ROZPUSZCZANIE/ROZTWARZANIE
METALE i STOPY
RED-OX
I grupa Układu Okresowego
H2O (na zimno)
II grupa Układu Okresowego
H2O (na gorąco)
Al, Zn
NaOH
Metale nieszlachetne
HCl (utleniacz H+)
Sn, Sb
HNO3 (osad kwasów)
Bi, Cu, Hg, Ag
HNO3 (utleniacz NO3- )
Au,Pt
HNO3 (utl) + HCl (kompleks)
Woda
królewska
ROZPUSZCZANIE/ROZTWARZANIE
METALE i STOPY
CZARNE
RED-OX
HCl, H2SO4
Fe, żeliwa, stale
KOLOROWE
HNO3
Cu, brązy, mosiądze
CIĘŻKIE
HNO3, H2SO4
Pb, Sn, luty, druk…
LEKKIE
Mg, Al, duraluminium
NaOH, HCl
PRÓBY „SPECYFICZNE”
„OGRANICZONE ZAUFANIE”
BARWA ROZTWORU:
ZIELONY
ROZTWÓR
 Ni2+ Cr3+
ale
może Cu2+ + Fe3+
może Cu2+ + Co2+
a bezbarwne?
KOLOR OSADU PO DODANIU ODCZYNNIKA:
Ag+  Cl-, Br-, I-, CrO42-
a te co się nie strąciły?
KOLOR ROZTWORU PO DODANIU ODCZYNNIKA:
metoda rodankowa
METODA RODANKOWA / Fe
Fe3+ + n SCN-  FeSCN2+ + …
Fe(SCN)63-
SPECYFICZNA (coraz bardziej) CZERWONA BARWA
Fe(SCN)n; lgβ2-6≈ 5  Dużo SCN- (20%), aceton
Fe(OH)n; lgβ2 ≈ 20
Fe(OH)3; pKs ≈ 38
HSCN; pKa ≈ 1
Fe3+ + H2O  FeOH2+ + H+
 SCN- + H+  HSCN
pH < 3
pH > 0
METODA RODANKOWA /Co
Co2+ + n SCN-  CoSCN+
….
bardzo BLADORÓŻOWA
Co(SCN)42Intensywnie NIEBIESKA
Co(SCN)n; lgβ1-4 ≈ 3  Dużo SCN- (20%), aceton
a gdy Fe3+ …
ROZTWÓR ZIELONY
Co(OH)3-; lgβ3 ≈ 10
Co(OH)2; pKs ≈ 15
Ostrożny dobór pH  Oddzielanie Fe3+
Sn2+; AA  Fe3+ + e-  Fe2+
FeF4-; lgβ4 ≈ 12  Fe3+ + 4F-  FeF4-
 Maskowanie Fe3+
FeSCNm + nF-  FeFn- + mSCN
Próba na F-
… praktyka …
nadkrycia/niedokrycia
• cierpliwość + obserwacja
• ślepe próby
• ograniczone zaufanie / alternatywna weryfikacja
• „próbka ze ślepą próbą”