Методические указания для студентов 2-го курса фармацевтического факультета по аналитической химии Донецк, 2007

1) В химико-аналитической лаборатории химику на кожу попал раствор щелочи. Чем нужно промыть пораженное место после того, как щелочь смыли большим количеством воды?

A. 1 – 2 % р-ром натрия гидрокарбоната.

B. 3% р-ром перекиси водорода.

C. 50% р-ром уксусной кислоты.

D. 3% р-ром таннина.

E. 1 – 2 % р-ром уксусной кислоты.

2) В химико-аналитической лаборатории химику на кожу попал концентрированный раствор кислоты. Пораженное место промыли водой и раствором натрия гидрокарбоната. Какой концентрации раствор натрия гидрокарбоната использовали?

A. 3%

B. 33%

C. 30%

D. 13%

E. 0,03%

3) В химико-аналитической лаборатории химику в глаза попали брызги натрия гидроксида. Какой раствор необходимо использовать после того, как глаза промыли водой?

A. раствор натрия карбоната.

B. 3% раствор натрия гидрокарбоната.

C. раствор борной кислоты.

D. 3% раствором серной кислоты.

E. 3% раствором уксусной кислоты.

7) В химико-аналитической лаборатории химик получил сильный термический ожог на руке. Как необходимо поступить в данной ситуации?

A. Обожженное место смазать глицерином или приложить вату, смоченную спиртом.

B. Опустить руку в емкость с холодной водой.

C. Поднести руку под проточную холодную воду.

D. Наложить вату или марлю, смоченную 3% р-ром кислоты.

E. Наложить вату или марлю, смоченную 3% р-ром таннина

4) В аналитической химии существует классификация катионов, основанная на различной растворимости фосфатов катионов. Как называется данный метод анализа?

A. Сероводородный.

B. Кислотно-основной.

C. Аммиачно-фосфатный.

D. ---

E. ---

8) Исторически первым в аналитической химии был сероводородный метод анализа. Главным недостатком этого метода, ограничивающим его применение, является:

А. Образование малорастворимых сульфидов.

В. Использование сероводорода.

С. Использование концентрированной серной кислоты.

D. Образование малорастворимых сульфатов.

Е. Использование концетрированных щелочей.

5) В аналитической химии для обнаружения катионов и анионов используют характерные качественные реакции, для которых присущи внешние проявления: образование осадков, изменение цвета раствора, выделение газообразных продуктов и т. д. Вещество, которое используют для проведения аналитической реакции, называют:

А. Катализатором.

В. Реагентом.

С. Ингибитором.

D. Растворителем.

Е. Экстрагентом.

9) В аналитической химии существует классификация катионов, основанная на различной растворимости фосфатов катионов. Как называется данный метод анализа?

A. Сероводородный.

B. Кислотно-основной.

C. Аммиачно-фосфатный.

D. ---

E. ---

6) Щелочные металлы находятся в первой группе главной подгруппе Периодической системы и на внешнем электронном уровне имеют по одному электрону. В ходе химических реакций щелочные металлы:

А. Отдают один электрон.

В. Присоединяют один электрон.

С. Отдают два электрона.

D. Присоединяют два электрона.

Е. Не отдают и не присоединяют электроны.

10) Наиболее распространенной классификацией катионов в аналитической химии является классификация по кислотно-основному методу. Разделение катионов на группы в кислотно-основном методе основано на различной растворимости:

A. солей и гидроксидов катионов.

B. солей, образованных катионами и сильными кислотами.

C. гидроксидов катионов и их солей, образованных сильными кислотами.

D. гидроксидов катионов и их солей, образованных слабыми кислотами.

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

6

2

А

7

Е

3

8

4

9

5

В

10

А

Группа

Катионы

Групповой реагент

Растворимость соединений

I

II

III

IV

V

Группа

Катионы

Групповой реагент

Растворимость соединений

I

II

III

IV

V

VI

Группа

Катионы

Групповой реагент

Растворимость соединений

I

K⁺ , Na⁺ , NH₄ ⁺ , Mg²⁺

Нет

Сульфиды, карбонаты, хлориды и гидроксиды растворяются в воде.

II

Ba²⁺ , Sr²⁺ , Ca²⁺

(NH₄ )₂ CO₃ ,

NH₄ *H₂ O + NH₄ Cl, pH = 9.25

Карбонаты не растворяются в воде.

III

Fe²⁺ , Fe³⁺ , Cr³⁺ , Al³⁺ , Mn²⁺ , Ni²⁺ , Zn²⁺ , Co²⁺

(NH₄ )₂ S,

NH₄ *H₂ O + NH₄ Cl, pH = 9.25

Сульфиды не растворяются в воде, но растворяются в разведенных кислотах.

IV

Cu²⁺ , Hg²⁺ , Bi³⁺ , Sn²⁺ , Sn(IV), Sb(III), Sb(V), As(III), As(V)

H₂ S, HCl, pH = 0.5

Сульфиды не растворяются в воде и разведенных кислотах.

V

Ag⁺ , Pb²⁺ , Hg₂ ²⁺

HCl

Хлориды не растворяются в воде и разведенных кислотах.

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

10

Учебная лаборатория.

2.

Инструктаж по технике безопасности.

30

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

3.

Самостоятельная работа.

80

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

4.

Анализ и коррекция усвоения материала.

20

Учебная лаборатория.

5.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

5.

Подведение итогов занятия.

10

Учебная лаборатория.

1) К катионам I-ой аналитической группы относятся K⁺ , Na⁺ , NH₄ ⁺ , которые образуют хорошо растворимые в воде соединения.

Какой групповой реагент можно использовать для отделения катионов I-ой аналитической группы?

A. хлористоводородную кислоту.

B. серную кислоту.

C. групповой реагент отсутствует.

D. гидроксид натрия.

E. аммиак.

3) Фармакопея Украины рекомендует определять катион калия в лекарствах действием винной кислоты. Какой аналитический эффект наблюдается в случае обнаружения катиона калия при помощи этого реактива?

A. Желтый кристаллический осадок.

B. Белый творожистый осадок.

C. Белый кристаллический осадок.

D. Желтый творожистый осадок.

E. Черный творожистый осадок.

2) В химико-аналитической лаборатории исследовали растворы, содержащие смеси катионов. В каком из растворов содержатся только катионы I-ой аналитической группы?

A. Na⁺ , NH₄ ⁺ , Ca²⁺ .

B. K⁺ , NH₄ ⁺ , Ba²⁺ .

C. Na⁺ , Co²⁺ , Ni²⁺ .

D. Na⁺ , K⁺ , NH₄ ⁺ .

E. NH₄ ⁺ , Ca²⁺ , Со²⁺ .

4) В растворе присутствеуют катионы кальция, бария, аммониия, калия и натрия. После того, как к раствору добавили небольшое количество раствора цинкуранилацетата, образовался желтый кристаллический осадок. Какой катион определили этой реакцией?

A. Кальция.

B. Калия.

C. Бария.

D. Натрия.

E. Аммония.

5) Действие щелочей является фармакопейной реакцией на один из катионов I-ой аналитической группы. Какой катион идентифицируют с помощью этой реакции?

A. NH₄ ⁺ .

B. Na⁺ .

C. Ва²⁺ .

D. Ca²⁺ .

E. K⁺ .

8) В аналитической лаборатории идентифицировали соединение, внося его в бесцветное пламя горелки, при этом пламя окрашивалось в фиолетовый цвет. Соли какого катиона дают такой эффект?

A. Са²⁺ .

B. Sг²⁺ .

C. Ва²⁺ .

D. Na⁺ .

E. K⁺ .

6) При идентификации катиона калия используют раствор натрия гексанитрокобальтата ( III). Какой катион мешает определению калия при помощи этой реакции?

A. Co²⁺ .

B. Na⁺ .

C. NH₄ ⁺ .

D. Ca²⁺ .

E. Ba²⁺ .

9) В лаборатории необходимо идентифицировать катион аммония. Какой раствор можно для этого использовать?

A. Калия хромата.

B. Цинка уранилацетата.

C. Реактива Чугаева.

D. Натрия сульфата.

E. Реактива Несслера.

7) Катион калия можно обнаружить при помощи микрокристалл -лоскопической реакции с гексанитрокупратом (II) натрия-свинца. Каким аналитическим эффектом сопровождается эта реакция?

A. Выпадает желтый кристаллический осадок.

B. Выпадает белый кристаллический осадок.

C. Образуются черные кубические кристаллы.

D. Образуются белые кристаллы в форме октаэдров.

E. Раствор окрашивается в желтый цвет.

10) В аналитической лаборатории проводили анализ лекарственного вещества, в состав которого входят катионы первой аналитической группы. Для определения натрия какой катион необходимо предварительно удалить из исследуемого раствора?

A. Аммония.

B. Калия.

C. Лития.

D. Аммония и калия.

E. Калия и лития.

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

С

6

2

7

С

3

С

8

4

9

Е

5

10

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Реакции идентификации катионов I-ой аналитической группы в растворах.

2.1 Реакции идентификации катиона натрия.

2.1.1. Действие K[ Sb( OH)₆ ].

а) К 3-4 каплям раствора натрия хлорида прибавляют 3-4 капли раствора K[Sb(OH)₆ ], внутренние стенки пробирки потирают стеклянной палочкой. Испытывают отношение осадка к раствору натрия гидроксида, холодной и горячей дистиллированной воде.

2.1.2. Микрокристаллоскопическая реакция с Zn[( UO₂ )₃ ( CH₃ COO)₈ ].

На предметное стекло помещают каплю раствора соли натрия. Осторожно выпаривают почти досуха. Рядом помещают каплю раствора цинкуранилацетата, соединяют стеклянной палочкой. Образовавшиеся кристаллы рассматривают под микроскопом.

2.1.3. Действие метоксифенилуксусной кислоты.

К 3-4 каплям раствора натрия хлорида прибавляют 3-4 капли раствора метоксифенилуксусной кислоты. Испытывают отношение осадка к раствору аммиака.

2.2. Реакции идентификации катиона калия.

2.2.1. Действие NaHC₄ H₄ O₆ .

К 3-4 каплям раствора калия хлорида прибавляют 3-4 капли раствора NaHC₄ H₄ O₆ и потирают внутренние стенки пробирки стеклянной палочкой. Испытывают отношение осадка к минеральной кислоте, щелочи, холодной и горячей дистиллированной воде.

2.2.2. Действие Na₃ [ Co( NO₂ )₆ ].

К 2-3 каплям раствора калия хлорида прибавляют 2 капли раствора Na₃ [Co(NO₂ )₆ ].

2.2.3. Микрокристаллоскопическая реакция с Na₂ Pb[ Cu( NO₂ )₆ ].

На предметное стекло помещают каплю раствора соли калия. Осторожно выпаривают почти досуха. К сухому остатку прибавляют каплю раствора Na₂ Pb[Cu(NO₂ )₆ ]. Образовавшиеся кристаллы рассматривают под микроскопом.

2.3. Реакции идентификации катиона аммония.

2.3.1. Действие раствора NaOH.

К 3-4 каплям раствора соли аммония прибавляют 3-4 капли 2М раствора NaOH и нагревают. К отверстию пробирки подносят полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором фенолфталеина, или влажную красную лакмусовую бумагу.

2.3.2. Действие реактива Несслера.

К 2-3 каплям разбавленного раствора соли аммония прибавляют 2-3 капли реактива Несслера.

2.3.3. Отношение катионов аммония к действию реагентов, применяемых для обнаружения катионов калия и натрия.

а) к 2-3 каплям насыщенного раствора солей аммония прибавляют соответственно по 2-3 капли растворов NaHC₄ H₄ O₆ и Na₃ [Co(NO₂ )₆ ];

б) к 2-3 каплям насыщенного раствора солей аммония прибавляют 2-3 капли раствора K[Sb(OH)₆ ]

2.4. Реакция окрашивания пламени горелки солями калия и натрия.

2.4 . Очищенной раскаленной нихромовой петлей захватывают летучую соль соответствующего катиона и вносят в несветящуюся часть пламени газовой горелки. Окраску солей калия в присутствии солей натрия рассматривают через синее стекло.

3. Систематический ход анализа смеси катионов I-ой аналитической группы.

3.1. Предварительные наблюдения и испытания.

Определяют цвет, запах, рН раствора, отношение раствора к уксусной и минеральным кислотам, также проводят реакцию окрашивания пламени газовой горелки.

3.2. Определение катионов аммония.

3.2.1. Действие щелочей.

К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 6-8 капель 2М раствора NaOH или KOH и нагревают. К отверстию пробирки подносят влажную лакмусовую бумажку, не касаясь её стенки. Изменение цвета свидетельствует о присутствии катионов NH₄ ⁺ .

3.2.2. Действие реактива Несслера.

К 2-3 каплям исследуемого раствора прибавляют 3-5 капель реактива Несслера.

3.3. Определение катионов калия (после предварительного удаления катионов аммония в случае их присутствия).

3.3.1. Подготовка раствора.

К 5 каплям исследуемого раствора прибавляют 5 капель 2М раствора Na₂ CO₃ или NaOH. Пробирку с раствором нагревают на водяной бане до полного удаления аммиака (влажная красная лакмусовая бумажка не должна синеть). После удаления ионов аммония к раствору прибавляют по каплям 2М раствор уксусной кислоты до нейтральной реакции (проба с индикатором), упаривают на водяной бане и охлаждают.

3.3.2 Обнаружение катионов калия действием раствора натрия гидротартрата.

К 2 каплям раствора, полученного по п. 3.3.1., прибавляют 3-5 капель раствора натрия гидротартрата, потирают внутренние стенки пробирки стеклянной палочкой.

3.3.3. Обнаружение катионов калия действием натрия гексанитрокобальтата.

К 3-4 каплям раствора, полученного по п. 3.3.1., прибавляют 2 капли раствора Na₃ [Co(NO₂ )₆ ].

3.4. Определение катионов натрия (после предварительного удаления катионов аммония в случае их присутствия).

3.4.1. Подготовка раствора.

К 5 каплям исследуемого раствора прибавляют 5 капель 2М раствора К₂ CO₃ или КOH. Пробирку с раствором нагревают на водяной бане до полного удаления аммиака (влажная красная лакмусовая бумажка не должна синеть). После удаления ионов аммония к раствору прибавляют по каплям 2М раствор уксусной кислоты до нейтральной реакции (проба с индикатором), упаривают на водяной бане и охлаждают.

3.4.2. Обнаружение катионов натрия действием раствора калия гексагидроксостибата.

К 3-4 каплям раствора, полученного по п. 3.4.1., прибавляем 3-4 капли раствора K[Sb(OH)₆ ] и потирают стенки пробирки стеклянной палочкой.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Реакции идентификации катионов I-ой аналитической группы в растворах.

2.2 Реакции идентификации катиона натрия.

2.1.1. Действие K[ Sb( OH)₆ ].

а) К 3-4 каплям раствора натрия хлорида прибавляют 3-4 капли раствора K[Sb(OH)₆ ], внутренние стенки пробирки потирают стеклянной палочкой. Испытывают отношение осадка к раствору натрия гидроксида, холодной и горячей дистиллированной воде.

NaCl + K[Sb(OH)₆ ] Na[Sb(OH)₆ ] + КCl

[Sb(OH)₆ ] ^- + H⁺ Н[Sb(OН)₆ ]

Н[Sb(OН)₆ ] НSbO₃ +3Н₂ О

белый кристаллический осадок

белый аморфный осадок

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Инструктаж по технике безопасности.

5

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

4.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

100

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Микроскоп, химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

5.

Анализ и коррекция усвоения материала.

15

Учебная лаборатория.

6.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

7.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) К катионам II-ой аналитической группы относятся Ag⁺ , Hg₂ ²⁺ , Pb²⁺ . Какой раствор является групповым реагентом на эти катионы?

A. 6 М HCl.

B. 0,1М NaOH.

C. 2 М NaOH.

D. 2 М HCl.

E. 2 М HNO₃ .

2) В химико-аналитической лаборатории исследовали растворы, содержащие смеси катионов. В каком из растворов содержатся только катионы II-ой аналитической группы?

A. Hg₂ ²⁺ , NH₄ ⁺ , Ag⁺ .

B. Ag⁺ , Hg₂ ²⁺ , Pb²⁺ .

C. Na⁺ , Pb²⁺ , Ni²⁺ .

D. Na⁺ , Hg₂ ²⁺ , NH₄ ⁺ .

E. Pb²⁺ , Ag⁺ , Со²⁺ .

3) В растворе присутствуют катионы калия, ртути ( I), серебра, магния и натрия. После добавления небольшого количества раствора калия йодида, образовался желтый осадок. Какой катион определили при помощи этой реакции?

A. серебра.

B. калия.

C. магния.

D. натрия.

E. ртути (I).

6) К исследуемому раствору прибавили 2М раствор HCl. При этом образовался белый осадок, который при добавлении горячей воды полностью растворился. Какой катион присутствует в растворе?

A. Pb²⁺ .

B. Ba²⁺ .

C. Mg²⁺ .

D. Ag+.

E. Hg₂ ²⁺ .

4) В раствор, который содержит катионы меркурия ( I), прибавили раствор хлороводородной кислоты. К образовавшемуся осадку прилили раствор аммиака. Укажите химический состав вновь образовавшегося осадка:

A. [HgNH₂ ]Cl + Hg.

B. [HgNH₂ ]Cl.

C. HgO + Hg

D. Hg(OH)₂ + [HgNH₂ ]Cl.

E. Hg₂ Cl₂ + Hg.

7) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали катионы свинца. Какой осадок выпадает при действии избытка щелочи на раствор, который содержит катионы Pb²⁺ ?

A. белый аморфный осадок гидроксида свинца.

B. осадок в данных условиях не выпадает.

C. белый кристаллический осадок гидроксида свинца.

D. белый осадок гидроксида свинца, который затем растворяется.

E. желтый осадок оксида свинца.

5) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали катионы серебр в лекарственной субстанции. Какой аналитический эффект наблюдается при действии щелочи на раствор, который содержит катионы Ag⁺ ?

A. Выпадает черный осадок серебра, который растворяется. B. Выпадает бурый осадок оксида серебра.

C. Выпадает белый осадок гидроксида серебра, который буреет.

D. Раствор окрашивается в желтый цвет, затем буреет.

E. Раствор окрашивается в черный цвет.

8) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали фармпрепарат «Колларгол», содержащий катионы серебра, действием НС l. Какие химические соединения образуются при взаимодействии хлорида серебра с избытком раствора аммиака?

A. [Аg(NН₃ )₂ ]Сl.

B. [Аg₄ (NН₂ )₃ ]С1.

C. АgОН;

D. АgNH₂ ;

E. Реакция не идет.

9) К равновесию, которое устанавливается в растворе слабого электролита между молекулами и ионами, можно применить закон действия масс и записать выражение константы равновесия. Для диссоциации уксусной кислоты выражение для константы равновесия имеет вид:

А. К= [Н⁺ ]* [СНзСОО ] / [СНзСООН]

В. К= [Н⁺ ] *[СНзСОО ] * [СНзСООН]

С. К= [СНзСООН]* [Н⁺ ] / [СНзСОО ]

D. К= [СНзСООН] *[Н⁺ ] * [СНзСОО ]

Е. К= [СНзСООН] / [Н⁺ ] *[СНзСОО ]

10) Для слабых электролитов степень диссоциации возрастает при разбавлении раствора. При этом уравнение для степени диссоциации записывается в виде К/С и показывает связь между степенью диссоциации электролита и:

А. Температурой раствора.

В. Концентрацией раствора.

С. рН раствора.

D. Ионной силой раствора

Е. Активностью ионов раствора.

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

6

А

2

B

7

3

8

4

A

9

5

10

В

Условие задачи

Решение задачи

Вычислить [H⁺ ], pH в 0,7%-ном растворе циановодородной (синильной) кислоты.

Синильная кислота – слабый электролит, поэтому в водных растворах она диссоциирует не полностью согласно уравнению: HCN H⁺ + CN

Выражение для константы диссоциации: К_а = [H ⁺ ] * [CN ] / [HCN]; К_а = 5,0 * 10 ^-10 (1)

Обозначим [H ⁺ ] = Х, тогда из уравнения диссоциации кислоты следует, что [H ⁺ ] = [CN ] = Х. Равновесная концентрация молекул равна начальной концентрации кислоты (С) за вычетом концентрации диссоциированной части (Х). [HCN] = С – Х.

Подставим указанные значения в формулу для константы диссоциации (1), получаем уравнение (2)

К_а = Х² / (С – Х) (2)

Т.к. HCN – слабый электролит, можно предположить, что Х С. При этом величиной Х в знаменателе уравнения (2) можно пренебречь, и оно принимает упрощенный вид (3): К_а = Х² / С (3)

Из уравнения (3) следует: [H ⁺ ] = Х = (К_а * С), (4)

где С – молярная концентрация электролита.

Переводим процентную концентрацию раствора HCN () в молярную (С) с помощью формулы:

С = 1000 * * / М * 100 = 10 * 0,7 * 1 / 27,02 = 2,59 * 10^-1 моль/дм³ ,

где М – молярная масса HCN;

– плотность раствора HCN.

Вследствие малой концентрации раствора HCN (0,7%) принимаем = 1 г/см³ .

По формуле (4) рассчитаем [H ⁺ ]: [H ⁺ ] = Х = (2,59 * 10^-1 * 5,0 * 10^-10 ) = 1,14 * 10^-5 моль/дм³ .

рН = - lg [H ⁺ ] = - lg (1,14 * 10^-5 ) = 4,94

ОТВЕТ: рН =4,94

Условие задачи

Решение задачи

1) Вычислить [OH^- ], рН, рОН в 0,5%-ных растворах натрия гидроксида и аммиака

2) Вычислить [H⁺ ], рН в 0,7%-ных растворах хлорной и хлорноватистой кислот.

3) Вычислить рН, степень диссоциации и долю (%) недиссоциированных молекул в 0,3М растворе азотистой кислоты.

4) Вычислить молярную концентрацию раствора уксусной кислоты с рН = 3,54.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие 2М раствора HCl (группового реагента).

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора хлороводородной кислоты. Испытывают отношение осадков к раствору аммиака и избытку хлороводородной кислоты.

3.1. Действие раствора натрия сульфида.

К 3-4 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора натрия сульфида. Испытывают отношение осадков к разведенной азотной кислоте при нагревании.

3.2. Действие NaOH и KOH.

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора натрия или калия гидроксида. Образующиеся осадки делят на три части и испытывают отношение к раствору аммиака, разведенной азотной кислоте и избытку натрия гидроксида.

3.3. Действие калия йодида.

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора калия йодида. Осадок свинца йодида делят на две части. К одной части прибавляют 3-4 капли разведенной уксусной, к другой – 10 капель дистиллированной воды. Содержимое пробирок нагревают, а затем охлаждают.

3.4. Действие раствора аммиака.

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют сначала по 2-3 капли, а затем избыток раствора аммиака. Полученный раствор, содержащий [Ag(NH₃ )₂ ]⁺ - ионы, делят на две части, к первой прибавляют 2М раствор HNO₃ до кислой реакции, а ко второй – 3 капли раствора калия йодида.

3.5. Действие хроматов.

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора калия хромата. Осадок свинца хромата делят на две части и исследуют его отношение к 2М растворам HNO₃ и NaOH.

3.6. Действие карбонатов.

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора натрия карбоната или калия карбоната

3.7. Действие сульфатов на катионы свинца.

К 2-3 каплям раствора солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют 2-3 капли 1М раствора серной кислоты и испытывают отношение полученного осадка сульфата свинца к 2М раствору NaOH и 30% раствору ацетата аммония.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие 2М раствора HCl (группового реагента).

К 2-3 каплям растворов солей серебра, свинца и ртути (I) прибавляют по 2-3 капли раствора хлороводородной кислоты. Испытывают отношение осадков к раствору аммиака и избытку хлороводородной кислоты.

Ag⁺ + Cl^- AgCl

Hg₂ ²⁺ + Cl^- Hg₂ Cl₂

Pb²⁺ + 2Cl^- PbCl₂

AgCl + Cl^- [AgCl₂ ]^-

Hg₂ Cl₂ + Cl^- [Hg₂ Cl₃ ]^-

PbCl₂ + Cl^- [PbCl₃ ]^-

AgCl + 2NH₃ * H₂ O [Ag(NH₃ )₂ ]⁺ + Cl^- + H₂ O

Hg₂ Cl₂ + 2NH₃ * H₂ O [NH₂ Hg₂ ]Cl + NH₄ ⁺ + Cl^- + 2H₂ O

[NH₂ Hg₂ ]Cl NH₂ HgCl + Hg

Выпадение белых кристаллических осадков

Частичное растворение осадков

Растворение осадка

Почернение белого осадка

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Решение задач.

20

Целевые обучающие задания.

4.

Инструктаж по технике безопасности.

5

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

5.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

85

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня,

химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

6.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

7.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

8.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор, содержащий катионы III-ей аналитической группы. Какой реактив является групповым реагентом для этой группы катионов?

A. 0,1М раствор H₂ SO₄ + C₂ H₅ OH.

B. 1М раствор H₂ SO₄ + C₂ H₅ OH.

C. 1М раствор HCl + C₂ H₅ OH.

D. Групповой реагент отсутствует.

E. 2М раствор HCl + C₂ H₅ OH.

3) В лаборатории исследовали растворы со смесями катионов. Какой цвет имеют растворы, которые содержат катионы III -ей группы?

A. Желтый.

B. Бурый.

C. Зеленоватый.

D. Бесцветный.

E. Голубой.

2) В лаборатории исследовали растворы со смесями катионов. Какой раствор содержит катионы только III-ей аналитической группы?

A. Sr²⁺ , Ca²⁺ , Со²⁺ .

B. Ca²⁺ , NH₄ ⁺ , Ba²⁺ .

C. Na⁺ , Co²⁺ , Sr²⁺ .

D. Ba²⁺ , NH₄ ⁺ , Ca²⁺ .

E. Ba²⁺ , Ca²⁺ , Sr²⁺ .

4) С помощью карбонат-ионов можно осадить катионы III-ей аналитической группы. Какой аналитический эффект наблюдается в этой реакции?

A. Выпадение белых кристаллических осадков.

B. Окрашивание раствора в желтый цвет.

C. Выделение пузырьков газа.

D. Выпадение желтых кристаллических осадков.

E. Окрашивание раствора в зеленый цвет.

5) В смеси присутствуют катионы стронция и бария, для их идентификации используют раствор хромат-ионов. Какой аналитический эффект при этом наблюдается?

A. Окрашивание раствора в желтый цвет.

B. Выпадение осадка белого цвета.

C. Выпадение осадка черного цвета.

D. Окрашивание раствора в зеленый цвет.

E. Выпадение осадка желтого цвета.

8) В аналитической лаборатории идентифицировали соединение, внося его в бесцветное пламя горелки. В ходе испытания пламя окрасилось в желто-зеленый цвет. Соли какого катиона присутствуют в растворе?

A. Ca²⁺ .

B. Sr²⁺ .

C. Ba²⁺ .

D. Na⁺ .

E. K⁺ .

6) В смеси присутствуют катионы Na⁺ , Ba²⁺ , Co²⁺ , Zn²⁺ , K⁺ . Какой из перечисленных катионов выпадет в осадок при добавлении к раствору гипсовой воды?

A. Co²⁺ .

B. Ba²⁺ .

C. Na⁺ .

D. K⁺ .

E. Zn²⁺ .

9) В систематическом ходе анализа катионов III-ей аналитической группы на раствор подействовали групповым реагентом. После этого образовавшиеся сульфаты следует перевести в:

A.Фосфаты.

B. Карбонаты.

C. Бикарбонаты.

D. Нитраты.

E. Хроматы.

7) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор, содержащий катионы Ba²⁺ , Ca²⁺ и Sr²⁺ . При действии группового реагента для практически полного осаждения ионов кальция необходимо прибавить:

A. Этиловый спирт.

B. Хлороформ.

C. Гипсовую воду.

D. Минеральную кислоту.

E. Аммиак.

10) В насыщенном растворе сульфата кальция установилось равновесие между молекулами твердой фазы и ионами. Как записать выражение для произведения растворимости для СaSO₄ ?

A. ПР= [Ca ²⁺ ]*[SO₄ ² ] ²

B. ПР= [Ca ²⁺ ] ² *[SO₄ ² ]

C. ПР= [Ca ²⁺ ]*[SO₄ ² ]

D. ПР= [Ca ²⁺ ] / [SO₄ ² ]

E. ПР= [ Ca ²⁺ ] / [SO₄ ² ] ²

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

B

6

2

7

A

3

D

8

4

9

5

10

C

Условие задачи

Решение задачи

Рассчитайте ПР бария сульфата, если в 100 см³ его насыщенного раствора содержится 2,45 * 10^{-4 г соли.}

В насыщенном растворе бария сульфата твердая фаза находится в равновесии с ионами Ba²⁺ и SO₄ ^2- :

BaSO₄ Ba²⁺ + SO₄ ^2- (1)

По уравнению (1) растворимость S, моль/дм³ : S = [Ba²⁺ ] = [SO₄ ^2- ].

Формула, которая связывает S и ПР, имеет вид: ПР_{BaSO 4} = [Ba²⁺ ] * [SO₄ ^2- ] = S * S = S² (2)

Выразим концентрацию насыщенного раствора в моль/дм³ . Если в 100 см³ раствора содержится 2,45 * 10^{-4 г соли, то в 1 дм3} ее будет в 10 раз больше, т.е. 2,45 * 10^{-3 г.}

Рассчитаем растворимость S, моль/дм³ : S = С/М, (3)

где М – молярная масса, г/моль; М_{BaSO 4} = 233,9 г/моль.

S = 2,45 * 10^-3 / 233,9 = 1,05 * 10^-5 моль/дм³ .

Подставим значение S в (2): ПР_{BaSO 4} = ( 1,05 * 10^-5 ) ² = 1,1 * 10 ^{– 10}

ОТВЕТ: ПР_BaSO4 = 1,1 * 10^-10

Условие задачи

Решение задачи

1) Вычислите ПР железа (II) сульфида, если в 100 см³ его насыщенного раствора содержится

1,97 * 10^{-8 г соли.}

2) Вычислите ПР марганца сульфида, если концентрация его насыщенного раствора равна 1,38 * 10^-3 г/дм³ .

3) Вычислите ПР свинца фосфата, если концентрация его насыщенного раствора равна 1,04 * 10^-8 г/дм³ .

4) Вычислите ПР бария арсената, если концентрация его насыщенного раствора равна 1,04 * 10^-8 г/дм³ .

5) По величине ПР бария сульфата вычислите массу осадка ВаSО₄ , потерянного за счет растворимости при промывании его 100 см³ воды.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие 1М раствора H₂ SO₄ .

К 2-3 каплям растворов солей бария, стронция и кальция прибавляют по 2-3 капли 1М раствора H₂ SO₄ и этанола. Отмечают количество образовавшегося осадка и объясняют, почему сульфаты катионов III аналитической группы осаждаются по-разному. Помещают в две пробирки небольшое количество каждого осадка и приливают в одну 2М раствор минеральной кислоты, в другую – 2М раствор уксусной кислоты.

3.1. Действие гипсовой воды (насыщенного раствора CaSO₄ ).

К 2-3 каплям растворов солей бария, стронция и кальция прибавляют по 3-4 капли гипсовой воды.

Испытывают отношение осадков к действию минеральной и уксусной кислот.

3.2. Действие карбонатов.

К 2-3 каплям растворов солей бария, стронция и кальция прибавляют по 3-4 капли раствора Na₂ CO₃ . Испытывают отношение осадков к действию 2М растворов минеральной и уксусной кислот.

3.3. Действие хроматов.

К 2-3 каплям растворов солей бария, стронция и кальция прибавляют по 3-4 капли раствора K₂ CrO₄ . Испытывают отношение осадков к действию 2М растворов минеральной и уксусной кислот.

3.4. Действие оксалатов.

К 2-3 каплям растворов солей бария, стронция и кальция прибавляют по 3-4 капли раствора (NH₄ )₂ C₂ O₄ , помещают в две пробирки небольшое количество каждого осадка и приливают в одну 2М раствор HCl, а в другую 2М раствор уксусной кислоты.

3.5. Микрокристаллоскопическая реакция на Са²⁺ .

На предметное стекло наносят каплю раствора соли кальция, прибавляют 1 каплю 1М раствора H₂ SO₄ , слегка выпаривают на водяной бане до появления кромки по краям капли и рассматривают под микроскопом.

3.6. Реакция окрашивания пламени солями бария, стронция и кальция.

Очищенной раскаленной нихромовой петлей захватывают летучую соль соответствующего катиона и вносят в несветящуюся часть пламени горелки.

4. Систематический ход анализа смеси катионов III- ей аналитической группы

4.1. Предварительные наблюдения и испытания

Определяют цвет, запах, рН раствора, отношение раствора к уксусной и минеральным кислотам, также проводят реакцию окрашивания пламени газовой горелки.

4.2. Действие группового реагента.

К 30 – 40 каплям исследуемого раствора прибавляют последовательно по 10 – 15 капель 1М раствора серной кислоты и этилового спирта, перемешивают.Смесь нагревают на водяной бане, охлаж дают и центрифугируют. Проверяют пол - ноту осаждения. После достижения пол - ноты осаждения Центрифугат отбрасывают, осадок промывают дист. водой, к которой прибавляют несколько капель серной кислоты.

4.3. Перевод сульфатов катионов III -ей аналитической группы в карбонаты.

Осадок, полученный по п. 4.2., помещают в фарфоровую чашку, прибавляют 15-20 капель насыщенного раствора карбоната натрия и нагревают на кипящей водяной бане в течение 10-15 минут при постоянном перемешивании. Охлажденную смесь переносят в пробирку и центрифугируют. Центрифугат отбрасывают. Эту операцию повторяют не менее трех раз.

4.4. Растворение осадка карбонатов.

Осадок, полученный по п. 4.3., растворяют в 15-20 каплях 2М раствора уксусной кислоты при нагревании на водяной бане

4.5. Обнаружение и отделение катионов бария.

К 2-3 каплям раствора, полученного по п. 4.4., прибавляют 2 капли калия хромата. Образование желтого осадка указывает на присутствие ионов бария. Если они присутствуют, то ко всему раствору прибавляют раствор калия хромата в таком количестве, чтобы жидкость над осадком была окрашена в желтый цвет. Проверяют полноту осаждения BaCrO₄ . Осадок отделяют центрифугированием и убирают.

4.6. Обнаружение и отделение катионов стронция.

К 3-4 каплям центрифугата, полученного по п. 4.5., прибавляют 3-4 капли гипсовой воды, нагревают на водяной бане в течение 1-2 минут и оставляют на несколько минут. Появление белой мути свидетельствует о присутствии ионов стронция. Если ионы стронция присутствуют, то к центрифугату прибавляют 1,5 объема насыщенного раствора аммония сульфата и нагревают на водяной бане 10 -15 минут. Смесь центрифугируют и осадок не анализируют.

4.7. Обнаружение катионов кальция.

К 2-3 каплям центрифугата, полученного по п. 4.6., прибавляют 2-3 капли 2М раствора уксусной кислоты и 4-5 капель раствора аммония оксалата. Выпадение белого осадка указывает на присутствие Ca²⁺ .

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие 1М раствора H₂ SO₄ .

К 2-3 каплям растворов солей бария, стронция и кальция прибавляют по 2-3 капли 1М раствора H₂ SO₄ и этанола. Отмечают количество образовавшегося осадка и объясняют, почему сульфаты катионов III аналитической группы осаждаются по-разному. Помещают в две пробирки небольшое количество каждого осадка и приливают в одну 2М раствор минеральной кислоты, в другую – 2М раствор уксусной кислоты.

Ba²⁺ + SO₄ ^2- BaSO₄

Sr²⁺ + SO₄ ^2- SrSO₄

Ca²⁺ + SO₄ ^2- CaSO₄

CaSO₄ + SO₄ ^2- [Ca(SO₄ )₂ ]^2-

Выпадение белых кристаллических осадков

Растворение осадка

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Решение задач.

20

Целевые обучающие задания

4.

Инструктаж по технике безопасности.

5

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

5.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

85

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня,

химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

6.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

7.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

8.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) В химико-аналитической лаборатории определяли катионы IV аналитической группы. Какой реактив является групповым реагентом для этих катионов?

A. Групповой реагент отсутствует.

B. 1М раствор H₂ SO₄ + 3% раствор H₂ O₂ .

C. 6М раствор NaOH + C₂ H₅ OH.

D. 0,2М раствор H₂ SO₄ + C₂ H₅ OH.

E. 6М раствор NaOH + 3% раствор H₂ O₂ .

2) В лаборатории исследовали растворы со смесями катионов. Какой раствор содержит катионы только IV аналитической группы?

A. Al³⁺ , Zn²⁺ , Cr³⁺ , As⁵⁺

B. Ba²⁺ , Zn²⁺ , Cr³⁺ , As⁵⁺ .

C. Bi³⁺ , Hg²⁺ , Cr³⁺ , As³⁺ .

D. Al³⁺ , Zn²⁺ , Fe³⁺ , Sb⁵⁺ .

E. Fe³⁺ , Cu²⁺ , Cr³⁺ , As⁵⁺ .

3) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали катион алюминия с помощью реакции с ализарином. Результатом данной реакции является образование внутрикомплексной соли или «алюминиевого лака». Какого цвета данное соединение?

A. Бледно-розового.

B. Ярко-красного.

C. Ярко-зеленого.

D. Бледно-красного.

E. Ярко-желтого.

6) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор, содержащий соль цинка. При взаимодействии исследуемого раствора с K₄ [ Fe( CN)₆ ] образовался белый осадок двойной соли. В какой среде должна протекать данная реакция?

A. Сильнокислая.

B. Сильнощелочная.

C. Нейтральная.

D. Слабокислая.

E. Слабощелочная.

4) В кислой среде ионы As( III) и As( V) восстанавливаются металлическим цинком до AsH₃ , который идентифицируют по почернению фильтровальной бумаги. Каким реактивом смачивают фильтровальную бумагу для идентификации газообразного мышьяковистого водорода?

A. AgNO₃ .

B. NH₃ .

C. Pb(CH₃ COO)₂ .

D. AgNO₂ .

E. Hg₂ Cl₂ .

7)Для идентификации солей алюминия используют их свойство при прокаливании с Co( NO₃ )₂ образовывать кобальта алюминат. Какого цвета данное соединение?

A. Синего.

B. Красного.

C. Зеленого.

D. Желтого.

E. Фиолетового.

5) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор, содержащий смесь катионов IV аналитической группы. С помощью какого реактива можно идентифицировать катион Zn²⁺ в присутствии других катионов IV аналитической группы ?

A. Ализарина.

B. Натрия ацетата.

C. Дитизона.

D. Олова (II) хлорида.

E. Кобальта нитрата.

8) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали катионы олова. В результате определенной реакции выпал белый осадок, который быстро почернел. Какой реактив использовался?

A. NaOH + H₂ O₂ .

B. Co(NO₃ )₂ .

C. AgNO₃ .

D. Hg₂ Cl₂ .

E. K₄ [Fe(CN)₆ ].

9) В химико-аналитической лаборатории для создания необходимого рН среды использовали ацетатный буферный раствор. Какое уравнение нужно применить для расчета рН буферного раствора?

A. рН= pK_a – lg (С_{кислоты} / С_соли )

B. рН= pK_a + lg (С_{кислоты} / С_соли )

C. рН= pK_a * lg (С_{кислоты} / С_соли )

D. рН= pK_a – lg С_{кислоты}

E. рН= pK_a – lg С_соли

10)Одним из часто применяемых буферов является формиатная буферная смесь. Из каких компонентов она состоит?

A. CH₃ COOH + CH₃ COONa

B. HCOOН + HCOONa

C. C₆ H₅ COOH + C₆ H₅ COONa

D. NН₄ ОН + N₄ HСl

E. NaOH + NaCl

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

6

2

A

7

A

3

8

4

9

5

C

10

В

Условие задачи

Решение задачи

Вычислить рН ацетатной буферной смеси, содержащей в 1 дм³ раствора 0,2 моля каждого из компонентов. Как изменится рН при добавлении к 1 дм³ смеси: 0,01 моля HCl; 0,01 моля NaOH.

В состав ацетатной буферной смеси входит уксусная кислота и натрия ацетат. Уксусная кислота – слабый электролит и диссоциирует по уравнению: CH₃ COOH H⁺ + CH₃ COO ^- (1)

K_a = [H⁺ ] * [CH₃ COO^- ] / [CH₃ COOH] pK_a = 4,76 (2)

Ацетат натрия – сильный электролит, диссоциирует полностью: CH₃ COONa CH₃ COO^- + Na⁺ (3)

В присутствии одноименных ионов равновесие (1) очень смещено влево, т.е. равновесную концентрацию молекул кислоты можно принять равной ее начальной концентрации: [CH₃ COOH] = С_{кислоты}

Т.к. уксусная кислота – слабый электролит, то почти все ионы CH₃ COO ^- образуются вследствие диссоциации соли: [CH₃ COO^- ] = С_соли

Из уравнения (2) вычислим [H⁺ ]: [H⁺ ] = К_а * [CH₃ COOH] / [CH₃ COO^- ] (4)

Прологарифмируем уравнение (4) и заменим знаки на противоположные:

рН = - lg[H⁺ ] = pK_a – lg (С_{кислоты} / С_соли ) (5)

С_{кислоты} = С_соли = 0,2 моль/дм³ ; рН = 4,76 – lg 0,2 / 0,2 = 4,76

Если к 1 дм³ смеси прибавить 0,01 моля HCl, то вследствие реакции между HCl и CH₃ COONa концентрация уксусной кислоты возрастает до 0,21 моль/дм³ , а концентрация CH₃ COO^- -ионов снизится до 0,19 моль/дм³ .

Тогда: рН = 4,76 – lg 0,21/0,19 = 4,72.

Если к 1 дм³ смеси прибавить 0,01 моля NaOH, то вследствие реакции между NaOH и CH₃ COOH концентрация уксусной кислоты снизится до 0,19 моль/дм³ , а концентрация CH₃ COO^- -ионов возрастет до 0,21 моль/дм³ .

Тогда: рН = 4,76 – lg 0,19/0,21 = 4,80.

ОТВЕТ: рН = 4,76; рН = 4,72; рН = 4,80.

В случае буферных растворов, в состав которых входит слабое основание и его соль, расчет рН проводят с помощью уравнения: рН = 14 – рК_{основания} + lg (С_{основания} / С_соли . )

Условие задачи

Решение задачи:

1) Вычислите рН ацетатной буферной смеси, содержащей в 1 дм³ раствора 0,2 моля CH₃ COONa и 0,2 моля CH₃ COOH. Как изменится рН этого раствора при добавлении 0,01 моля HCl?

2) Вычислите рН аммиачной буферной смеси, содержащей по 0,5 моля NH₃ *H₂ O и NH₄ Cl в 1 дм³ раствора. Как изменится рН этого раствора при добавлении 0,2 моля NaOH?

3) Бензоатная буферная смесь содержит 0,35 моля C₆ H₅ COOH и 0,35 моля C₆ H₅ COONa в 1 дм³ раствора. Вычислить рН буферного раствора.

4) Каким должно быть соотношение между компонентами в ацетатном буферном растворе, рН которого равно 5,0?

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие раствора NaOH.

К 3-4 каплям отдельно взятых растворов солей алюминия, хрома, цинка, олова (II), олова (IV), мышьяка (III), мышьяка (V) приливают по 4 капли раствора натрия гидроксида. Помещают в две пробирки небольшое количество каждого из осадков и приливают в одну из пробирок избыток раствора натрия гидроксида, в другую – раствор минеральной кислоты.

2.1. Изучение свойств растворов [ Al( OH)₆ ]^3- -, [ Cr( OH)₆ ]^3- -, [ Zn( OH)₄ ]^2- -, [ Sn( OH)₄ ]^2- -, [ Sn( OH)₆ ]^2- -ионов.

К 5-6 каплям солей Al³⁺ , Zn²⁺ , Cr³⁺ , Sn²⁺ , Sn(IV) прибавляют избыток натрия гидроксида до растворения осадков гидроксидов, которые образуются в начале прибавления. Полученные растворы делят на три части: одну – нагревают, к другой – прибавляют немного твердого аммония хлорида, к третьей – прибавляют по капле раствор хлороводородной кислоты.

3.1. Реакции идентификации соединений мышьяка.

3.1.1. Реакция восстановления As ( III) и As ( V) до AsH₃ .

(СОЕДИНЕНИЯ МЫШЬЯКА – СИЛЬНЫЙ ЯД!)

В пробирку помещают гранулу металлического цинка, приливают 0,5 мл 2М хлороводородной кислоты, 5 капель раствора натрия арсенита и в верхнюю часть пробирки помещают вату, смоченную раствором ацетата свинца. Вату используют для того, чтобы уловить сероводород и серы (IV) оксид (продукты возможного восстановления сульфатной кислоты), которые могут взаимодей-ствовать с меркурия дихлоридом с образо-ванием осадков Hg, HgS черного цвета. Пробирку закрывают полоской фильтро-вальной бумаги, смоченной 0,01М раствором хлорида ртути (II).

3.2. Реакции идентификации катионов олова ( II).

3.2.1. Реакция окисления солей Sn²⁺ солями Hg²⁺ .

К 3-4 каплям соли олова (II) прибавляют 5 капель воды, а затем 3 капли раствора соли ртути (II).

3.2.2. Реакция восстановления Fe³⁺ до Fe²⁺ . К 2-3 каплям раствора соли Fe³⁺ прибавляют по 2 капли 2 М растворов НСl и K₃ [Fe(CN)₆ ]. К полученной смеси прибавляют каплю раствора соли олова (II).

3.3. Реакции идентификации катионов хрома ( III).

3.3.1.Реакция окисление Cr³⁺ пероксидом водорода.

К 2-3 каплям раствора соли хрома (III) прибавляют 5-6 капель 2М раствора натрия гидроксида, 2-3 капли 3%-ного раствора пероксида водорода и нагревают пробирку несколько минут на водяной бане до перехода зеленой окраски раствора в желтую

3.3.2. Реакция образование надхромовой кислоты.

1-2 капли раствора калия хромата, разбавленного 5 каплями дистиллированной воды, подкисляют 2 каплями минеральной кислоты, прибавляют 4-5 капель амилового спирта и каплю раствора пероксида водорода.

3.3.3. Образование окрашенных перлов буры.

Прокаливают ушко платиновой (или нихромовой) проволоки до красного цвета, дотрагиваются им до твердого натрия тетрабората и прокаливают в пламени газовой горелки, пока масса не перестанет пениться. Охлаждают полученную стекловидную массу и, взяв немного осадка Cr(OH)₃ , снова прокаливают. После охлаждения отмечают цвет перла в проходящем свете.

3.4. Реакции идентификации катионов цинка.

3.4.1. Действие раствора K₄ [ Fe( CN)₆ ].

К 2-3 каплям соли цинка добавляют 2 капли раствора K₄ [Fe(CN)₆ ]. Испытывают отношение полученного осадка к HCl.

3.4.2. Действие дитизона.

К 8 каплям раствора соли цинка прибавляют 5 капель аммиачного буферного раствора и 5 капель раствора дитизона.

3.5. Реакции идентификации катионов алюминия.

3.5.1. Действие ализарина.

К 2-3 каплям раствора соли алюминия прибавляют 10 капель раствора аммиака раствора и 2 капли ализарина. При появлении фиолетовой окраски добавляют по каплям раствор CH₃ COOH до перехода фиолетовой окраски в красную.

3.5.2. Действие раствора натрия ацетата.

К 2-3- каплям раствора соли алюминия добавляют 2 капли раствора натрия ацетата и нагревают на водяной бане.

3.5.3. Действие кобальта нитрата.

К 2-3 каплям раствора соли алюминия прибавляют 2 капли раствора аммиака, выпавший осадок Al(OH)₃ отфильтровывают, фильтр осторожно высушивают, смачивают разбавленным раствором Co(NO₃ )₂ , подсушивают и прокаливают в пламени горелки.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие раствора NaOH.

К 3-4 каплям отдельно взятых растворов солей алюминия, хрома, цинка, олова (II), олова (IV), мышьяка (III), мышьяка (V) приливают по 4 капли раствора натрия гидроксида. Помещают в две пробирки небольшое количество каждого из осадков и приливают в одну из пробирок избыток раствора натрия гидроксида, в другую – раствор минеральной кислоты.

Sn²⁺ + 2OH^- Sn(OH)₂

[SnCl₆ ]^2- + 4OH^- Sn(OH)₄ + 6Cl^-

Cr³⁺ + 3OH^- Cr(OH)₃

Zn²⁺ + 2OH^- Zn(OH)₂

Al³⁺ + 3OH^- Al(OH)₃

Al(OH)₃ + 3OH^- [Al(OH)₆ ]^3-

Sn(OH)₄ + 2OH^- [Sn(OH)₆ ]^2-

Sn(OH)₂ + 4OH^- [Sn(OH)₆ ]^4-

Cr(OH)₃ + 3OH^- [Cr(OH)₆ ]^3-

Zn(OH)₂ + 2OH^- [Sn(OH)₄ ]^2-

Выпадение белых кристаллических осадков

Растворение осадков

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Решение задач.

20

Целевые обучающие задания

4.

Инструктаж по технике безопасности.

5

Инструкция по технике безопасности

Учебная лаборатория.

5.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

85

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания

Центрифуга, водяная баня,

химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

6.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

7.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

8.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) В лаборатории исследовали раствор, содержащий следующие катионы: Mg²⁺ , Sb³⁺ , Sb⁵⁺ , Bi³⁺ , Fe²⁺ , Fe³⁺ , Mn²⁺ . К какой аналитической группе они относятся в соответствии с классификацией по кислотно-основному методу?

A. IV.

B. II.

C. I.

D. III.

E. V.

4) В химико-аналитической лаборатории вследствие гидролиза солей висмута, сурьмы ( III) и сурьмы ( V) образовались белые осадки основных солей SbOCl, SbO₂ Cl, BiONO₃ . В чем можно растворить образовавшиеся соли?

A. щелочь.

B. аммиак.

C. спирт.

D. ацетон.

E. кислота.

2) В химико-аналитической лаборатории необходимо провести анализ раствора, содержащего катионы V аналитической группы. Какой реактив является групповым реагентом для этих катионов?

A. Групповой реагент отсутствует.

B. Концентрированный раствор соляной кислоты.

C. Концентрированный раствор аммиака.

D. Концентрированный раствор гидроксида натрия.

E. Концентрированный раствор серной кислоты.

5) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали катион магния с помощью реакции с натрия гидрофосфатом. Какой аналитический эффект наблюдается при этом?

A. Окрашивание раствора в желтый цвет.

B. Выпадение белого кристаллического осадка.

C. Выпадение желтого кристаллического осадка.

D. Окрашивание раствора в красный цвет.

E. Окрашивание раствора в фиолетовый цвет.

3) В систематическом ходе анализа раствора, содержащего катионы железа ( III), магния, висмута, сурьмы ( III) и сурьмы ( V), на него подействовали раствором натрия гидроксида, вследствие чего выпали осадки соответствующих гидроксидов. Какой катион после этого можно отделить действием хлорида аммония?

A. Mg²⁺ .

B. Sb (III).

C. Fe³⁺ .

D. Bi³⁺ .

E. Sb (V).

6) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор смеси катионов, при добавлении к которому тиоцианат-ионов он окрасился в красный цвет. О наличии какого катиона свидетельствует данный аналитический эффект?

A. Fe²⁺ .

B. Mg²⁺ .

C. Fe³⁺ .

D. Bi³⁺ .

E. Mn²⁺ .

7) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор смеси катионов Fe²⁺ и Fe³⁺ . Какой реагент можно использовать для определения катиона железа (ІІІ)?

A. (NH₄ )₂ S₂ О₈ .

B. Na₄ [Sn(OH)₆ ].

C. Na₂ HPO₄ .

D. К₄ [Fе(СN)₆ ].

E. К₃ [Fе(СN)₆ ].

9) Известно, что в воде растворили соль, образованную сильной кислотой и слабым основанием. Какое уравнение нужно применить для расчета рН полученного раствора?

A. рН = р K_{H 2 O} + р Kкислоты

B. рН = р K_{H 2 O} + р Kкислоты – р Kоснования

C. рН = р K_{H 2 O} + р Kкислоты – р Kоснования

D. рН = р K_{H 2 O} + р Kоснования – р Kкислоты

E. рН = р Kкислоты – р Kоснования

8) Катионы железа ( II), ( III) образуют с сульфосалициловой кислотой комплексы различного цвета в зависимости от рН раствора. Какого цвета комплекс образуется при рН = 1,8 – 2,5?

A. Красного.

B. Синего.

C. Фиолетового.

D. Белого.

E. Оранжевого.

10) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор хлорида аммония. Какое выражение характеризует константу гидролиза этой соли?

A. К_г = [NH₄ OH] * [H⁺ ] / [NH₄ ⁺ ]

B. К_г = [NH₄ OH] * [H⁺ ] * [NH₄ ⁺ ]

C. К_г = [NH₄ OH] / [H⁺ ] * [NH₄ ⁺ ]

D. К_г = [NH₄ OH] * [H₂ O] * [H⁺ ] / [NH₄ ⁺ ]

E. К_г = [NH₃ ] * [H₂ O] * [H⁺ ] / [NH₄ OH]

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

E

6

2

7

D

3

8

4

9

5

B

10

А

Условие задачи

Решение задачи

Вычислить константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,02 М раствора ацетата аммония.

CH₃ COONH₄ – слабая соль, образованная катионом слабого основания и анионом слабой кислоты, поэтому она гидролизуется по катиону и аниону: NH₄ ⁺ + CH₃ COO^- + H₂ O NH₃ *H₂ O + CH₃ COOH (1)

К_г = [NH₃ *H₂ O] * [CH₃ COOH] / [NH₄ ⁺ ] * [CH₃ COO^- ] (2)

Из выражения для констант диссоциации основания и кислоты можно получить соотношение:

[NH₃ *H₂ O] / [NH₄ ⁺ ] = [OH^- ] / K _{NH 3 *H 2 O} ; [CH₃ COOH] / [CH₃ COO^- ] = [H⁺ ] / K_{CH 3 COOH} ;

Подставим полученные соотношения в уравнение (2): К_г = [H⁺ ]*[OH^- ] / K_{CH 3 COOH} * K _{NH 3* H 2 O} ;

К_г = K_{H 2 O} / K_{CH 3 COOH} * K _{NH 4 OН} ; (3)

К_г = 10^-14 / 1,74 * 10^-5 * 1,76 * 10^-5 = 3,27 * 10^-5 .

Вследствие гидролиза 1 моль соли образует 1 моль кислоты и 1 моль основания. Концентрация гидролизованной соли равна C_{CH 3 COONH 4} * h, где h – степень гидролиза соли.

Следовательно: [CH₃ COOH]=[NH₃ *H₂ O] =C_{CH 3 COONH 4} * h (4)

Тогда концентрация негидролизованной соли: C_{CH 3 COONH 4} – C_{CH 3 COONH 4} * h = C_{CH 3 COONH 4} *(1 – h) (5)

Учитывая концентрацию негидролизованной соли и то, что соль практически полностью диссоциирует, можно написать равенство: [CH₃ COO^- ] = [NH₄ ⁺ ] = C_{CH 3 COONH 4} *(1 – h) (6)

Подставим эти значения концентраций в уравнение (2):

К_г = C_{CH 3 COONH 4} * h * C_{CH 3 COONH 4} * h / C_{CH 3 COONH 4} *(1 – h) * C_{CH 3 COONH 4} *(1 – h) , (7)

h² / (1 – h)² = К_г . (8)

Для расчета h извлекаем корень квадратный из правой и левой частей равенства (8):

(h² / (1 – h)² ) = К_г , К_г = h / (1 – h). (9)

Если учесть, что h1, то уравнение (9) упрощается: h = К_г ; (10)

h = (3,2 * 10^-5 ) = 5,7 * 10^-3 доли, или 0,57%

Т.к. h = 5,7 * 10^-3 1, то предположение справедливо, а применение уравнения (10) правомерно.

Учитывая, что степень гидролиза мала, можно принять, что равновесные концентрации ионов соли при гидролизе практически не изменяются и равны концентрации соли: [CH₃ COO^- ] = [NH₄ ⁺ ] = C_соли (11)

С учетом равенств (4) и (11) выражение (2) можно представить следующим образом:

К_г = [CH₃ COOH]² / C² _соли (12)

В соответствии с выражением константы диссоциации [CH₃ COOH] равна:

[CH₃ COOH] = [CH₃ COO^- ] * [H⁺ ] / K_{CH 3 COOH} (13)

Из уравнений (11) и (13) получим: [CH₃ COOH] = [H⁺ ] * C_соли / K_{CH 3 COOH} (14)

С учето уравнения (14) уравнение (12) можно записать так:

К_г = [H⁺ ]² * C² _соли / K² _{CH 3 COOH} * C² _соли = [H⁺ ]² / K² _{CH 3 COOH} (15)

Подставив значение К_г из уравнения (3) в уравнение (15), получим:

K_{H 2 O} / K_{CH 3 COOH} * K _{NH 3 *H 2 O} = [H⁺ ]² / K² _{CH 3 COOH} (16)

Упрощаем уравнение (16) и решаем относительно [H⁺ ]: [H⁺ ] = (K_{H 2 O} * K_{CH 3 COOH} / K _{NH 3* H 2 O} ) (17)

После логарифмирования уравнения (17) изменяем знаки на противоположные и вычисляем рН:

рН = р K_{H 2 O} + р K_{CH 3 COOH} – р K _{NH 3* H 2 O} . рН = 7 + 2,38 – 2,38 = 7,0. (18)

ОТВЕТ: К_г = 3,27 * 10^-5 ; h = 0,57%; рН =7,00.

Условие задачи

Решение задачи:

1) Напишите уравнение реакции гидролиза натрия бензоата. Вычислите рН, константу и степень гидролиза для его 0,2 М раствора.

2) Напишите уравнение реакции гидролиза натрия фторида. Вычислите константу и степень гидролиза, а также рН раствора, содержащего 32,5 мг этой соли в 500 см³ раствора.

3) Напишите уравнение реакции гидролиза калия цианида. Вычислите рН, константу и степень гидролиза в растворе, содержащем 0,05 моля этой соли в 200 см³ раствора.

4) Напишите уравнение реакции гидролиза натрия нитрита. Вычислите константу и степень гидролиза, а также рН раствора, содержащего 24,5 г этой соли в 500 см³ раствора

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие 2М раствора NH₃ * H₂ O (группового реагента).

К 2-3 каплям растворов солей магния; сурьмы(III), (V); висмута; железа (II), (III); марганца прибавляют по каплям 2М раствор аммиака. Испытывают отношение осадков к избытку раствора аммиака.

3. Действие раствора 2М NaOH.

К 6-8 каплям растворов солей магния; сурьмы(III), (V); висмута; железа (II), (III); марганца прибавляют по 5-6 капель 2М раствора натрия гидроксида. Каждый осадок делят на три части и исследуют их отношение к избытку щелочи, минеральной кислоты, насыщенного раствора аммония хлорида

3.1. Реакции идентификации катионов магния.

4.1.1. Действие раствора Na₂ HPO₄ .

К 1-2 каплям раствора магния хлорида прибавляют 5 капель дистиллированной воды, по 2 капли раствора NH₄ Cl, 2М раствора аммиака и 1 каплю раствора Na₂ HPO₄ .

4.1.2. Микрокристаллоскопическая реак.

К 1 капле раствора магния хлорида приба-вляют 5 капель дистиллированной воды, по 2 капли раствора NH₄ Cl, 2М раствора аммиака, смесь перемешивают. На предметное стекло помещают каплю полученного Раствора, а рядом – каплю раствора натрия гидрофосфата, соединяют их стеклянной палочкой и рассматривают образовавшийся осадок под микроскопом.

3.2. Реакции идентификации катионов железа ( II).

4.2.1. Действие раствора K₃ [ Fe( CN)₆ ].

К 2-3 каплям раствора железа (II) хлорида прибавляют 2 капли раствора K₃ [Fe(CN)₆ ].

Испытывают отношение осадка к действию минеральной кислоты и щелочи.

4.2.2. Действие сульфосалициловой кислоты в кислой среде.

К 2-3 каплям раствора железа (II) хлорида прибавляют по каплям раствор HCl до

рН 2-4 (контролируют с помощью универсальной индикаторной бумаги) и 2-3 капли раствора сульфосалициловой кислоты.

3.3. Реакции идентификации катионов железа ( III).

4.3.1. Действие раствора K₄ [ Fe( CN)₆ ].

К 2-3 каплям раствора железа (III) хлорида прибавляют 2 капли раствора K₄ [Fe(CN)₆ ].

Испытывают отношение осадка к действию минеральной кислоты и щелочи

4.3.2. Действие раствора NH₄ NCS.

К 2-3 каплям раствора железа (III) хлорида прибавляют одну каплю раствора NH₄ NCS. К окрашенному раствору прибавляют несколько кристаллов NaF.

4.3.3. Действие сульфосалициловой кислоты в кислой среде.

К 2-3 каплям раствора железа (III) хлорида прибавляют по каплям раствор HCl до

рН 2-4 (контролируют с помощью универсальной индикаторной бумаги) и 2-3 капли р-ра сульфосалициловой кислоты.

3.4. Реакции идентификации катионов марганца.

4.4.1. Окисление Mn²⁺ до MnO₄ ^- персульфатом аммония.

К 4-5 каплям 2М раствора азотной кислоты прибавляют 2 капли раствора серебра нитрата, несколько кристаллов аммония персульфата и нагревают до 50-60 °С. В нагретую смесь вносят с помощью стеклянной палочки одну каплю разбавленного раствора соли марганца и перемешивают.

3.5. Реакции идентификации катионов висмута.

4.5.1. Действие свежеприготовленного раствора Na₄ [ Sn( OH)₆ ].

К 3 каплям раствора SnCl₂ прибавляют раствор натрия гидроксида до образования осадка и его растворения. К полученному раствору прибавляют 1-2 капли раствора соли висмута.

4.5.2. Гидролиз солей висмута.

К 2-3 каплям раствора соли висмута прибавляют 10-12 капель дистиллированной воды.

3.6. Реакции идентификации катионов сурьмы ( III), ( V).

Восстановление ионов сурьмы.

На никелевую пластинку наносят 1-2 капли раствора соли сурьмы (III) или (V) и прибавляют гранулу цинка. Образовавшееся черное пятно промывают дистиллированной водой и исследуют его отношение к концентрированной хлороводородной кислоте.

4.6.2. Гидролиз солей сурьмы ( III), ( V).

К 2-3 каплям раствора соли сурьмы (III) или (V) прибавляют 10-12 капель дистиллированной воды.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие 2М раствора NH₃ * H₂ O (группового реагента).

К 2-3 каплям растворов солей магния; сурьмы(III), (V); висмута; железа (II), (III); марганца прибавляют по каплям 2М раствор аммиака. Испытывают отношение осадков к избытку раствора аммиака.

Mg²⁺ + 2NH₃ *H₂ O Mg(OH)₂ + 2NH₄ ⁺

[SbCl₆ ]^- + 5NH₃ *H₂ O HSbO₃ + 6Cl^- + 5NH₄ ⁺ + 2H₂ O

[SbCl₆ ]^3- + 3NH₃ *H₂ O Sb(OH)₃ + 6Cl^- + 3NH₄ ⁺

Mn²⁺ + 2NH₃ *H₂ O Mn(OH)₂ + 2NH₄ ⁺

Fe²⁺ + 2NH₃ *H₂ O Fe(OH)₂ + 2NH₄ ⁺

Fe³⁺ + 2NH₃ *H₂ O Fe(OH)₃ + 3NH₄ ⁺

Bi²⁺ + 2NH₃ *H₂ O + Cl^- Bi(OH)₂ Cl + 2NH₄ ⁺

Bi(OH)₂ Cl BiOCl + H₂ O

Выпадение осадков белого цвета

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Решение задач.

20

Целевые обучающие задания.

4.

Инструктаж по технике безопасности.

5

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

5.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

85

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня,

химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

6.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

7.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

8.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) В химико-аналитической лаборатории определяли катионы VI-ой аналитической группы. Какой реактив является групповым реагентом для этих катионов?

A. Концентрированный раствор аммиака.

B. Концентрированный раствор соляной кислоты.

C. Концентрированный раствор натрия гидроксида.

D. Концентрированный раствор серной кислоты.

E. Групповой реагент отсутствует.

2) В лаборатории исследовали растворы со смесями катионов. Какой раствор содержит катионы только VI аналитической группы?

A. Ca²⁺ , Hg²⁺ , Co²⁺ , Mn²⁺ .

B. Cr³⁺ , Pb²⁺ , Mg²⁺ , Ni²⁺ .

C. Zn²⁺ , Hg²⁺ , Co²⁺ , Ba²⁺ .

D. Cu²⁺ , Hg²⁺ , Co²⁺ , Ni²⁺ .

E. Ag⁺ , Hg²⁺ , Cu²⁺ , Ni²⁺ .

3) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью катионов VI-ой аналитической группы, добавляя к нему раствор NaOH. При этом образовался осадок зеленого цвета. О присутствии какого катиона свидетельствует данная реакция?

A. Ni²⁺ .

B. Cr³⁺ .

C. Co²⁺ .

D. Cu²⁺ .

E. Mg²⁺ .

6) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали катион ртути ( II) при помощи раствора калия йодида. Осадок какого цвета выпадает при действии этого реактива?

A. Сине-зеленого.

B. Желто-оранжевого.

C. Красно-бурого.

D. Сине-фиолетового.

E. Оранжево-красного.

4) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью катионов. Какой из катионов VI аналитической группы присутствует в растворе, если при добавлении тиоцианата аммония и амилового спирта образуется кольцо, окрашенное в синий цвет?

A. Ni²⁺ .

B. Cu²⁺ .

C. Co²⁺ .

D. Hg²⁺ .

E. Cr²⁺ .

7) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью катионов. Для обнаружения какого катиона используют диметилглиоксим (реактив Чугаева)?

A. Hg²⁺ .

B. Zn²⁺ .

C. Сu²⁺ .

D. Ni²⁺ .

E. Fе³⁺ .

5) На раствор, содержащий катионы Hg²⁺ , подействовали неизвестным реактивом. При этом выпал белый кристаллический осадок, который затем почернел. Какой реактив использовался в данной реакции?

A. Калия йодид.

B. Олова (II) хлорид.

C. Аммония тиоцианата.

D. Натрия тиосульфат.

E. Натрия гидроксид.

8) В систематическом ходе анализа катионов VI-ой аналитической группы необходимо разделить катионы Ni²⁺ и Н g²⁺ . С помощью какого реагента это можно сделать?

A. Дитизона.

B. 8-оксихинолина.

C. Ализарина.

D. Диметилглиоксима.

E. Аммония прсульфата.

9) Комплексные ионы диссоциируют в растворах. Заряды комплексных ионов зависят от зарядов комплексообразователя и лигандов и равных их:

A. Сумме.

B. Разности.

C. Произведению.

D. Отношению.

E. ---.

10) Констанкта диссоциации комплексного иона может быть охарактеризована величиной константы нестойкости. Как связаны между собой константа нестойкости и константа устойчивости комплекса?

A. К_нест = 1 00/ К_{устойчивости}

B. К_нест = 1 / К_{устойчивости}

C. К_нест = К_{устойчивости}

D. К_нест = К_{устойчивости} /

E. К_нест = 1 0* К_{устойчивости} .

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

6

Е

2

D

7

3

А

8

4

9

5

10

B

Условие задачи

Решение задачи

Определите [Fe³⁺ ] и [CN^- ] в 1М растворе K₃ [Fe(CN)₆ ]

Диссоциация соли протекает по уравнению: K₃ [Fe(CN)₆ ] 3K⁺ + [Fe(CN)₆ ]^3- (1)

[Fe(CN)₆ ]^3- Fe³⁺ + 6 CN^- (2)

Запишем выражение для константы нестойкости комплексного иона [Fe(CN)₆ ]^3- :

К_нест = [Fe³⁺ ] * [CN^- ]⁶ / [[Fe(CN)₆ ]^3- ] (3)

К_нест = 1 / К_{устойчивости} ; lg К_{устойчивости} = 43,9; К_{устойчивости} = 10^43,9 = 7,9*10⁴³ ; К_нест = 1/(7,9*10⁴³ ) = 1,6*10^-44 .

Обозначим [Fe³⁺ ] = Х моль/дм³ .

Тогда из уравнения (2) [CN^- ] = 6Х моль/дм³ , а [[Fe(CN)₆ ]^3- ] = (С – Х) моль/дм³ . Подставим эти значения в уравнение (3). Тогда уравнение (3) принимает вид: К_нест = Х*(6Х)⁶ / (С – Х) (4)

Предположим, что С Х, тогда С – Х = С.

Тогда уравнение (4) можно упростить: К_нест = Х*(6Х)⁶ /С = 46656 * Х⁷ / С (5)

Следовательно: Х = ⁷ [К_нест *С / 46656] = ⁷ [(1,6*10⁴⁴ *1) / 46656] = 8.6*10^-7 моль/дм³ .

Т.к. 1М 8,6*10^-7 М, предположение С Х правомерно.

Х = [Fe³⁺ ] = 8.6*10^-7 моль/дм³ ;

[CN^- ] = 6Х = 5,2*10^-6 моль/дм³ .

ОТВЕТ: [Fe³⁺ ] = 8.6*10^-7 моль/дм³ ; [CN ^- ] = 5,2*10 ^-6 моль/дм³ .

Условие задачи

Решение задачи:

1) Вычислите [Cu²⁺ ] и [NH₃ ] в 1М растворе [Cu(NH₃ )₄ ]SO₄ .

2) Вычислите [Co²⁺ ] и [NH₃ ] в 0,2М растворе [Co(NH₃ )₆ ]SO₄ .

3) Вычислите [Hg²⁺ ], [I^- ], [K⁺ ] в 0,05М растворе K₂ [HgI₄ ].

4) Вычислите [Fe²⁺ ], [CN^- ], [K⁺ ] в 0,1М растворе K₃ [Fe(CN)₆ ].

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие раствора аммиака.

К 2-3 каплям растворов солей меди, ртути (II), кобальта, никеля прибавляют по 2-3 капли концентрированного раствора аммиака, а затем его избыток.

(СОЛИ РТУТИ ЯДОВИТЫ!)

3. Действие раствора NaOH.

К 2-3 каплям растворов солей меди, ртути (II), кобальта, никеля прибавляют по 2-3 капли раствора натрия гидроксида. Испытывают отношение полученных осадков к избытку растворов натрия гидроксида и хлороводородной кислоты.

(СОЛИ РТУТИ ЯДОВИТЫ!)

4. Действие раствора Na₂ S₂ O₃ .

К 2-3 каплям растворов солей меди, ртути (II), кобальта, никеля прибавляют несколько кристаллов натрия тиосульфата и нагревают до 60-80°С. Испытывают отношение осадков Cu₂ S, HgS к разведенной азотной кислоте при нагревании и HgS к бромной воде в присутствии хлороводородной кислоты при нагревании.

5.1. Реакции идентификации катионов ртути ( II). (СОЛИ РТУТИ ЯДОВИТЫ!)

5.1.1. Действие раствора KI.

К 2-3 каплям раствора соли ртути (II) прибавляют 1-2 капли раствора калия йодида, а затем его избыток.

5.1.2. Действие раствора SnCl₂ .

К 2-3 каплям раствора соли ртути (II) прибавляют по каплям раствор олова (II) хлорида, наблюдая за изменениями, которые происходят при добавлении каждой капли.

5.2. Реакции идентификации катионов кобальта.

5.2.1. Действие раствора аммония тиоцианата.

К 2-3 каплям раствора соли кобальта прибавляют кристаллы аммония тиоцианата, 5 капель амилового спирта и перемешивают.

5.3. Реакции идентификации катионов никеля.

5.3.1. Действие реактива Чугаева (диметилглиоксима).

К 2-3 каплям раствора соли никеля прибавляют 5 капель аммиачного буферного раствора и 2-3 капли реактива Чугаева.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие раствора аммиака.

К 2-3 каплям растворов солей меди, ртути (II), кобальта, никеля прибавляют по 2-3 капли концентрированного раствора аммиака, а затем его избыток.

(СОЛИ РТУТИ ЯДОВИТЫ!)

2Cu²⁺ + 2NH₃ *H₂ O + SO₄ ^2- (CuOH)₂ SO₄ + 2NH₄ ⁺

Hg²⁺ + 2NH₃ *H₂ O + Cl ^- [NH₂ Hg]Cl + NH₄ ⁺ + H₂ O

2Ni²⁺ + 2NH₃ *H₂ O + SO₄ ^2- (NiOH)₂ SO₄ + 2NH₄ ⁺

Co²⁺ + NH₃ *H₂ O + Cl ^- Co(OH)Cl + NH₄ ⁺

Действие избытка аммиака

Co(OH)Cl + 6NH₃ *H₂ O [Co(NH₃ )₆ ]²⁺ + Cl^- + OH^- + 6H₂ O

(NiOH)₂ SO₄ + 12NH₃ *H₂ O 2[Ni(NH₃ )₆ ]²⁺ + SO₄ ^2- + 2OH^- + 12H₂ O

(CuOH)₂ SO₄ +8NH₃ *H₂ O2[Cu(NH₃ )₄ ]²⁺ +SO₄ ^2- +2OH^- +8H₂ O

[NH₂ Hg]Cl + 3NH₃ *H₂ O [Hg(NH₃ )₄ ]²⁺ + Cl^- + OH^- + 2H₂ O

Зеленый осадок

Белый осадок

Зеленый осадок

Синий осадок

Оранж.-коричн. р - р.

Сиреневый раствор

Синий раствор

Бесцветный раствор

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Решение задач.

20

Целевые обучающие задания.

4.

Инструктаж по технике безопасности.

5

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

5.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

85

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня,

химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

6.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

7.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

8.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) При систематическом ходе анализа катионов I – IV аналитических групп проводят предварительные исследование, к которым относится окрашивание пламени горелки. Соли каких катионов окрашивают бесцветное пламя горелки в красный цвет?

A. Бария и натрия.

B. Кальция и стронция.

C. Калия и натрия.

D. Кальция и натрия.

E. Калия и бария

4) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью катионов. Действием какого реагента обнаруживают в исследуемом растворе катионы K⁺ , если известно, что катионы аммония отсутствуют?

A. Zn(UO₂ )₃ (CH₃ COO)₈ .

B. Na₂ [Cu(NH₃ )₄ ].

C. Na₂ [Ni(NH₃ )₆ ].

D. NaHC₄ H₄ O₆ .

E. Na₂ [Co(NH₃ )₆ ].

2) При анализе смеси катионов I – IV аналитических групп (без осадка) дробными реакциями обнаруживают катионы NH₄ ⁺ , Fe²⁺ , Fe³⁺ . С помощью какого реагента определяют катионы Fe³⁺ ?

A. K₄ [Fe(CN)₆ ].

B. H₂ SO₄ .

C. NaOH.

D. K₃ [Fe(CN)₆ ].

E. Co(NO₃ )₂ .

5) При проведении анализа смеси катионов необходимо отделить катионы II-ой аналитической группы. С помощью какого реагента проводят эту операцию?

A. 2М раствор HCl.

B. 0,2М раствор HCl.

C. 6М раствор H₂ SO₄ .

D. 3Н раствор NaOH.

E. 0,1Н раствор H₂ SO₄ .

3) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью катионов. При добавлении к испытуемому раствору K[ Sb( OH)₆ ] после предварительного добавления КОН и нагревания выпал белый кристаллический осадок. О присутствии какого катиона говорит данный аналитический эффект?

A. Al³⁺ .

B. Zn²⁺ .

C. Na⁺ .

D. Cu²⁺ .

E. Cr³⁺ .

6) При проведении анализа смеси катионов на испытуемый раствор подействовали 1М раствором H₂ SO₄ , при этом образовался осадок, который свидетельствует о присутствии катионов III аналитической группы. О наличии какого катиона другой аналитической группы может свидетельствовать этот осадок?

A. Zn²⁺ .

B. Cu²⁺ .

C. Pb²⁺ .

D. Cr³⁺ .

E. Sn²⁺ .

7) На определенной стадии анализа смеси катионов необходимо отделить катионы IV аналитической группы от катионов IV – VI групп. С помощью какого реагента это проводят?

A. 0,5М раствор NaOH, 30-% раствор Н₂ О₂ .

B. 6М раствор NaOH, 30-% раствор Н₂ О₂ .

C. 6М раствор H₂ SO₄ , 3-% раствор Н₂ О₂ .

D. 0,1М раствор H₂ SO₄ , 30-% раствор Н₂ О₂ .

E. 6М раствор NaOH, 3-% раствор Н₂ О₂ .

9) К VI аналитической группе относятся Cu²⁺ , Hg²⁺ , Co²⁺ и Ni²⁺ . Какие из этих катионов в систематическом ходе анализа можно отделить с помощью натрия тиосульфата?

A. Cu²⁺ и Co²⁺ .

B. Ni²⁺ и Hg²⁺ .

C. Hg²⁺ и Cu²⁺ .

D. Co²⁺ и Hg²⁺ .

E. Cu²⁺ и Ni²⁺ .

8) На определенной стадии анализа смеси катионов необходимо отделить катионы Sb( V) от других катионов V и VI аналитических групп. Действием какого реагента это осуществляют?

A. HNO₃ с Н₂ О₂ .

B. NaOH с Н₂ О₂ .

C. H₂ SO₄ с Н₂ О₂ .

D. HCl с Н₂ О₂ .

E. CH₃ COOH с Н₂ О₂ .

10) При проведении анализа смеси катионов к испытуемому раствору прибавили избыток концентрированного раствора NH₃ * H₂ O. Катионы какой аналитической группы при этом осаждаются?

A. II.

B. III.

C. IV.

D. V.

E. VI.

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

B

6

C

2

7

3

8

4

D

9

C

5

10

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

1. Предварительные испытания и наблюдения

1.1. Цвет

1.2. Запах

1.3. Окрашивание пламени

На предметное стекло наносят 2-3 капли раствора, осторожно выпаривают досуха на водяной бане. Затем очищенной и раскаленной нихромовой петлей захватывают пробу и вносят в бесцветную часть пламени газовой горелки.

1.4. Отношение к нагреванию.

Несколько капель испытуемого раствора переносят в чистую пробирку и нагревают над пламенем горелки.

1.5. Определение рН среды.

2-3 капли раствора наносят на универсальную индикаторную бумагу, по цвету определяют рН среды.

1.6. Отношение к воде.

Несколько каплям испытуемого раствора прибавляют 2-3 см³ дист. воды.

1.7. Отношение к уксусной кислоте.

К 2-3 каплям испытуемого раствора добавляют 2-3 капли ледяной уксусной кислоты.

1.8. Отношение к минеральным кислотам.

К 2-3 каплям испытуемого раствора добавляют 2-3 капли предложенной минеральной кислоты (HCl, НNО₃ ) .

2. Систематический ход анализа раствора (без осадка)

2.1. Обнаружение ионов NH₄ ⁺ в отдельной пробе действием раствора щелочи при нагревании.

К 3-4 каплям испытуемого раствора прибавляют 3-4 капли 2М раствора NaOH и нагревают. К отверстию пробирки подносят влажную красную лакмусовую бумагу.

2.2. Обнаружение Fe²⁺ действием K₃ [ Fe( CN)₆ ].

К 2-3 каплям испытуемого раствора прибавляют 2 капли раствора K₃ [Fe(CN)₆ ].

2.3. Обнаружение ионов Fe³⁺ в отдельной пробе действием раствора K₄ [ Fe( CN)₆ ].

К 2-3 каплям испытуемого раствора прибавляют 2 капли раствора K₄ [Fe(CN)₆ ].

2.4. Обнаружение катионов калия после предварительного удаления катионов аммония (в случае их присутствия).

К 5-6 каплям анализируемого раствора прибавляют 4-5 капель 2М раствора натрия карбоната. Смесь нагревают на водяной бане до полного удаления аммиака. Образовавшиеся осадки оксидов, основных солей, карбонатов и гидроксидов катионов II – VI аналитических групп отделяют центрифугированием и в дальнейшем анализе не используют. Центрифугат нейтрализуют уксусной кислотой до нейтральной среды (проба на лакмус), концентрируют выпариванием, охлаждают и обнаруживают ионы калия реакциями с NaHC₄ H₄ O₆ и Na₃ [Co(NO₂ )₆ ].

2.5. Обнаружение катионов натрия после предварительного удаления катионов аммония (в случае их присутствия).

К 5-6 каплям анализируемого раствора прибавляют 4-5 капель 2М раствора калия карбоната. Смесь нагревают на водяной бане до полного удаления аммиака. Образовавшиеся осадки оксидов, основных солей, карбонатов и гидроксидов катионов II – VI аналитических групп отделяют центрифугированием и в дальнейшем анализе не используют. Центрифугат нейтрализуют уксусной кислотой до нейтральной среды (проба на лакмус), концентрируют выпариванием, охлаждают и обнаруживают ионы натрия.

2.6. Проба на присутствие в растворе катионов II аналитической группы.

К 3-5 каплям исследуемого раствора прибавляют 5-6 капель 2М раствора HCl. Образование белого осадка или мути свидетельствует о присутствии в растворе катионов II аналитической группы.

2.7. Отделение катионов II аналитической группы.

К 30-35 каплям анализируемого раствора прибавляют 3-4 капли концентрированного раствора HCl, перемешивают стеклянной палочкой и центрифугируют. Проверяют полноту осаждения.

Осадок промывают дист. водой, подкисленной 2М раствором HCl. В осадке – хлориды катионов II аналитической группы, в центрифугате – катионы I, III – VI аналитических групп и примесь катионов Pb²⁺ . Осадок хлоридов катионов II аналитической группы анализируют в соответствии с систематическим ходом анализа смеси катионов этой группы.

2.8. Проба на присутствие в растворе катионов III аналитической группы.

К 3-4 каплям центрифугата, полученного по пункту 2.7., прибавляют 3-5 капель этилового спирта и 1М раствора серной кислоты, перемешивают. Смесь нагревают на водяной бане. Образование осадка указывает на присутствие катионов III аналитической группы.

2.9.Отделение катионов III аналитической группы (в случае их присутствия).

К центрифугату, полученному по пункту 2.7., прибавляют по 20-25 капель этилового спирта и 1М раствор серной кислоты, перемешивают. Смесь нагревают на водяной бане в течение 5 минут, центрифугируют и проверяют полноту осаждения. В осадке сульфаты катионов III аналитической группы и PbSO₄ . В центрифугате – катионы I, IV – VI аналитических групп.

2.10. Отделение PbSO₄ .

Осадок, полученный по пункту 2.9., обрабатывают при нагревании на водяной бане 15-20 каплями 30%-ного раствора CH₃ COONH₄ , центрифугируют и промывают дист. водой до отрицательной реакции на ионы свинца.

Осадок сульфатов катионов III аналитической группы анализируют в соответствии с систематическим ходом анализа смеси катионов этой группы.

2.11. Отделение катионов IV аналитической группы от катионов V и VI аналитических групп.

Центрифугат, полученный по пункту 2.9., упаривают на 1/3. К нему прибавляют 6М раствор NaOH или KOH (1,5 избытка от объема этого раствора), 5 капель 3%-ного раствора пероксида водорода, перемеши-вают и нагревают на водяной бане до полного разрушения пероксида водорода (прекращение выделения пузырьков кислорода из раствора), охлаждают и центрифугируют. Центрифугат содержит гидроксо- и оксоанионы IV и катионы I аналитических групп, а осадок – оксиды, гидроксиды и основные соли катионов V и VI аналитических групп.

2.12. Анализ катионов IV аналитической группы.

Центрифугат, полученный по пункту 2.11., анализируют в соответствии с систематическим ходом анализа смеси катионов IV аналитической группы.

2.13. Отделение сурьмы.

Осадок, полученный по пункту 2.11., обрабатывают 2М раствором HNO₃ (20-30 капель) и 10-15 каплями раствора H₂ O₂ , нагревают на водяной бане до полного разложения H₂ O₂ , смесь центрифугируют. В центрифугате – катионы V и VI аналитических групп, в осадке – HSbO₃ .

2.14. Определение катионов Sb ( V).

Осадок, полученный по пункту 2.13., растворяют в 10-15 каплях конц. хлороводородной кислоты. В растворе определяют Sb (V) реакцией с металлическим Zn.

2.15. Разделение катионов V и VI аналитических групп.

К центрифугату, полученному по пункту 2.13., прибавляют 1,5-кратный объем конц. раствора аммиака, перемешивают и осторожно нагревают. Смесь центрифуги-руют. В центрифугате – катионы VI аналитической группы в виде аммиачных комплексов, в осадке – оксиды, гидроксиды и основные соли катионов V аналитической группы.

2.16. Анализ катионов V аналитической группы.

Осадок, полученный по пункту 2.15., анализируют в соответствии с систематическим ходом анализа смеси катионов V аналитической группы.

2.17. Анализ катионов VI аналитической группы.

Осадок, полученный по пункту 2.15., анализируют в соответствии с систематическим ходом анализа смеси катионов VI аналитической группы.

2.1. Обнаружение ионов NH₄ ⁺ в отдельной пробе действием раствора щелочи при нагревании.

К 3-4 каплям испытуемого раствора прибавляют 3-4 капли 2М раствора NaOH и нагревают. К отверстию пробирки подносят влажную красную лакмусовую бумагу.

t

NH₄ ⁺ + NaOH NН₃ + Н₂ О

Посинение влажной красной лакмусовой бумаги.

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

10

Учебная лаборатория.

2.

Инструктаж по технике безопасности.

15

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

3.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

120

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня, мікроскоп,

химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

5.

Подведение итогов.

15

Учебная лаборатория.

1) В анализе смесей различного состава катионы делят по кислотно-основному методу на шесть аналитических групп. Какая из аналитических групп катионов не имеет группового реагента?

A. II

B. III.

C. I.

D. VI.

E. IV.

2) В лаборатории проводят исследование раствора соли серебра. После добавления 2М раствора НС l выпал белый осадок, который исследовали на отношение к раствору аммиака. Каким аналитическим эффектом сопровождается реакция взаимодействия хлорида серебра с аммиаком?

A. Частичное растворение осадка.

B. Образование черного осадка.

C. Образование желтого осадка.

D. Образование белого осадка, который быстро буреет.

E. Растворение осадка.

3) Провизор–аналитик проводит идентификацию лекарственной субстанции калия ацетата. С помощью какого реактива он подтверждает наличие катиона калия в исследуемом веществе?

A. Винной кислоты.

B. Натрия гидроксида.

C. Калия перманганата

D. Железа(Ш) хлорида

E. Муравьиной кислоты.

7) В контрольно-аналитической лаборатории проводят исследование лекарственного вещества, содержащего катионы цинка . Какой реактив нужно использовать для идентификации этого катиона?

A. дитизон.

B. сероводород.

C. ализарин.

D. аммиак.

E. щелочь.

4) Групповым реагентом III-ей аналитической группы является раствор серной кислоты. Какой осадок выпадает первым при добавлении серной кислоты к раствору, который содержит катионы Ва²⁺ , S г²⁺ , Са²⁺ в равных концентрациях?

A. SrSО₄ .

B. BаSО₄ .

C. СаSО_4.

D. Одновременно все соли.

E. SrSО₄ и СаSО_4. .

8) Катион марганца (ІІ) относится к V-ой аналитической группе. Какие из предложенных реагентов можно использовать для определения этого катиона в случае его присутствия в лекарственном веществе?

A. KIO₃ +H₂ SO₄ .

B. (NH₄ )₂ S₂ О₈ + HNO₃ .

C. H₂ O₂ +KOH.

D. К₂ СгO₄

E. К₂ Сг₂ O₇ .

5) К VI аналитической группе относятся катионы Сu²⁺ , Нg²⁺ , Со²⁺ и Ni²⁺ , групповым реагентом для которых является конц. раствор аммиака. Какие соединения образуются при действии группового реагента на катионы VI -ой аналитической группы?

A. Амфотерные гидроксиды.

B. Гидроксиды, не растворимые в избытке щелочей.

C. Гидроксиды, не растворимые в избытке аммиака.

D. Аммиакаты, которые растворяются в воде.

E. Аммиакаты, которые не растворяются в воде.

9) Катион хрома (ІІІ) относится к четвертой аналитической группе. Какая из предложенных реакций характерна для этого катиона?

A. С щелоччью или раствором аммиака.

B. Образование надхромовой кислоты.

C. Окисление до хромата в щелочной среде.

D. Окисление до дихромата в щелочной среде.

E. С сульфид-ионами.

6) Групповым реагентом катионов V-ой аналитической группы является концентрированный раствор аммиака. Какие продукты образуются при добавлении избытка NH₄ ОН к раствору BiС1₃ ?

A. Bi₂ О₃ .

B. Bi (метал.).

C. Bi(ОН)₃ .

D. [Bi(ОН)₆ ]^3- .

E. BiОС1.

1 0) Большинство катионов VI аналитической группы окрашены и образуют окрашенные соединения. Какие катионы этой аналитической группы имеют неокрашенные растворы?

A. Ni²⁺ .

B. Cu²⁺ и Hg²⁺ .

C. Co²⁺ .

D. Hg²⁺ .

E. Cu²⁺ и Co² .

9) Химик проводит идентификацию катионов Fе³⁺ с помощью неорганического соединения. Какие лиганды образуют с катионами Fе³⁺ комплексы темно-красного цвета?

A. NН₃ .

B. ОН^- .

C. NСS^- .

D. СN^- .

E. I^- .

13) Для некоторых катионов является характерной реакция окрашивания пламени. Соли какого катиона окрашивают пламя в желтый цвет?

A. Са²⁺ .

B. Sг²⁺ .

C. Ва²⁺ .

D. Na⁺ .

E. K⁺ .

10) В аналитической лаборатории проводят исследование раствора на содержание катионов Zn²⁺ с помощью раствора К₄ [ Fе(С N)₆ ]. Какой кат ион мешает идентификации Zn²⁺ с этим реагентом?

A. Sn²⁺ .

B. Са²⁺ .

C. Fе³⁺ .

D. Со²⁺ .

E. Рb²⁺ .

14) Катион бария относится к третьей аналитической группе. Какой реагеннт используют для идентификации этого катиона?

A. KI.

B. HCl.

C. NH₄ Cl.

D. СН₃ СООН.

E. К₂ СгО₄ .

15) Для катионов магния характерной является реакция с натрия гидрофосфатом. В какой среде протекает эта реакция?

A. В нейтральной.

B. В сильно щелочной.

C. В присутствии аммиачного буфера.

D. В присутствии ацетатного буфера.

E. В сильно кислой.

16) В лаборатории проводят исследование раствора, который содержит катион К⁺ . При добавлении реагента образовался желтый кристаллический осадок. Какой реагент использовали для этой реакции?

A. (NH₄ )₂ S₂ О₈ .

B. Na₃ [Co(NO₂ )₆ ].

C. К₃ [Fе(СN)₆ ].

D. К₄ [Fе(СN)₆ ].

E. [Сu(NH₃ )₄ ]С1₂ .

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

9

2

Е

10

D

3

А

11

4

12

5

13

D

6

14

7

А

15

8

16

B

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Письменная контрольная работа.

120

Наборы заданий для контрольной работы

Учебная лаборатория.

3.

Анализ и коррекция контрольной работы.

30

Учебная лаборатория.

4.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) Для упрощения аналитического анализа анионы делят на три группы. Какие анионы относятся к I аналитической группе?

A. SO₄ ^2- , SO₃ ^2- , Cl^- , NO₃ ^2- .

B. AsO₄ ^3- , SiO₃ ^2- , NO₃ ^2- , CO₃ ^2- .

C. CH₃ COO^- , PO₄ ^3- , BO₂ ^- , F^- .

D. SO₄ ^2- , CO₃ ^2- , F^- , BO₂ ^- .

E. Br ^- , S₂ O₃ ^2- , CrO₄ ^2- , Cl^- .

4) Тиосульфат-ионы относятся к I аналитической группе и для их идентификации используют фармакопейную реакцию с раствором серебра нитрата. Какой аналитический эффект при этом наблюдается?

A. Окрашивание раствора в желтый цвет.

B. Выпадение осадка желтого цвета.

C. Выделение газа.

D. Выпадение осадка зеленого цвета.

E. Выпадение осадка черного цвета.

2) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали раствор со смесью анионов различных аналитических групп. Какой раствор используют в качестве группового реагента для обнаружения анионов I-ой аналитической группы?

A. бария хлорида или нитрата.

B. серебра хлорида или нитрата.

C. кальция хлорида или нитрата.

D. кобальта хлорида или нитрата.

E. группового реагента нет.

5) Для их идентификации карбонат-ионов используют фармакопейную реакцию с раствором фенолфталеина (в отличие от гидрокарбонат-ионов). Какой аналитический эффект при этом наблюдается?

A. Окрашивание раствора в желтый цвет.

B. Окрашивание раствора в розовый цвет.

C. Выделение пузырьков газа.

D. Обесцвечивание раствора.

E. Окрашивание раствора в оранжевый цвет.

3) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали раствор со смесью анионов. С помощью каких соединений можно определить сульфат-ионы?

A. Солей свинца.

B. Минеральных кислот.

C. Окислителей.

D. Восстановителей.

E. Солей аммония.

6) В лаборатории аналитик исследовал раствор со смесью анионов I-ой аналитической группы. Для идентификации арсенат-ионов он использовал магнезиальную смесь. Какие анионы I-ой аналитической группы мешают этой реакции?

A. Арсениты.

B. Сульфаты.

C. Фториды.

D. Силикаты.

E. Фосфаты.

7) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью анионов. При добавлении к раствору серебра нитрата образовался осадок коричневого цвета. О присутствии каких анионов свидетельствует данная реакция?

A. Арсенатов.

B. Фторидов.

C. Карбонатов

D. Оксалатов

E. Сульфатов.

9) При проведении анализа раствора со смесью анионов, химик добавил к раствору соль калия иодида, при этом хлороформный слой окрасился в красно-фиолетовый цвет. О присутствии каких анионов это свидетельствует?

A. SO₄ ^2- .

B. AsO₄ ^3- .

C. BO₂ ^- .

D. CO₃ ^2- .

E. Cr₂ O₇ ^2- .

8) Химик-аналитик проводил исследование раствора со смесью анионов и для определения арсенит-ионов использовал раствор сульфидов (реакция фармакопейная). Выпадение осадка какого цвета наблюдается при этом?

A. белого.

B. черного.

C. желтого.

D. зеленого.

E. оранжевого.

10) Борат-ионы в присутствии серной кислоты и этилового спирта окрашивают пламя горелки в зеленый цвет. Образование какого соединения вызывает окрашивание пламени?

A. сульфата натрия.

B. этилового спирта.

C. метилового эфира.

D. борноэтилового эфира.

E. борной кислоты.

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

D

6

2

7

A

3

8

4

9

E

5

B

10

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие группового реагента.

2.1. Действие раствора бария хлорида.

К 2-3 каплям растворов солей, содержащих анионы I аналитической группы, прибавляют по 2-3 капли 0,5М раствора BaCl₂ .

Испытывают отношение осадков к 2М раствору HCl.

3. Реакции сульфат-ионов.

3.1. Действие солей стронция.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфата прибавляют 2-3 капли раствора стронция хлорида.

3.2. Действие солей свинца.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфата прибавляют 2-3 капли раствора соли свинца.

4. Реакции сульфит-ионов.

4.1. Действие минеральных кислот.

К 3-5 каплям раствора натрия сульфита прибавляют 2-3 капли 2М раствора HCl. Для обнаружения серы (IV) оксида используют йодкрахмальную бумагу, на которую предварительно наносят 1 каплю хлорной воды.

4.2. Действие окислителей.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфита прибавляют 1-2 капли раствора йода.

4.3. Действие восстановителей.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфита

прибавляют 1-2 капли раствора H₂ O₂ , образовавшийся сероводород идентифицируют с помощью бумаги, пропитанной раствором соли свинца.

5. Реакции тиосульфат-ионов.

5.1. Действие минеральных кислот.

К 2-3 каплям раствора натрия тиосульфата прибавляют 2-3 капли 2М раствора HCl.

5.2. Действие окислителей.

К 2-3 каплям раствора натрия тиосульфата прибавляют 2-3 капли раствора йода.

6. Реакции карбонат-ионов.

6.1. Действие минеральных кислот.

К 10-15 каплям раствора натрия карбоната прибавляют 10 капель 2М раствора HCl. Пробирку закрывают пробкой с газоотводной трубкой и пропускают выделившийся газ через известковую воду.

6.2. Действие раствора магния сульфата.

К 2-3 каплям раствора натрия карбоната прибавляют 2-3 капли раствора магния сульфата.

6.3. Действие раствора фенолфталеина.

К 10 каплям раствора натрия карбоната (1:10) прибавляют 2 капли раствора индикатора фенолфталеина

7. Реакции фосфат-ионов.

7.1. Действие магнезиальной смеси.

К 2-3 каплям раствора натрия гидрофосфата прибавляют по 2 капли растворов аммония хлорида и аммиака, 1-2 капли раствора магния хлорида.

7.2. Действие молибденовой жидкости.

К 2-3 каплям раствора натрия гидрофосфата прибавляют 8-10 капель молибденовой жидкости и нагревают на водяной бане.

8. Реакции оксалат-ионов.

8.1. Действие раствора кальция хлорида.

К 2-3 каплям раствора натрия оксалата прибавляют 2-3 капли раствора кальция хлорида.

Испытывают отношение осадка к растворам HCl и CH₃ COOH.

8.2. Действие раствора калия перманганата.

К 2-3 каплям раствора натрия оксалата прибавляют 2 капли 2М раствора H₂ SO₄ , нагревают и прибавляют по каплям разбавленный раствор калия перманганата.

9. Реакции арсенат-ионов (СОЛИ МЫШЬЯКА – ЯД!!!)

9.1. Действие магнезиальной смеси.

К 2-3 каплям раствора натрия арсената прибавляют по 2 капли растворов аммония хлорида и аммиака, 1-2 капли раствора магния хлорида.

9.2. Действие раствора калия йодида.

К 2-3 каплям раствора натрия арсената прибавляют 2-3 капли концентрированной HCl, 5-6 капель раствора калия йодида, 5 капель хлороформа и встряхивают.

10. Реакции арсенит-ионов (СОЛИ МЫШЬЯКА – ЯД!!!)

10.1. Действие растворов сульфидов.

К 3-5 каплям раствора натрия арсенита прибавляют 1 каплю 2М раствора HCl и 2-3 капли раствора H₂ S. Испытывают отношение осадка к концентрированной HCl и раствору аммиака.

10.2. Действие раствора йода.

К 2-3 каплям нейтрализованного уксусной кислотой раствора натрия арсенита прибавляют 2-3 капли насыщенного раствора натрия гидрокарбоната и по каплям – разбавленный раствор йода.

11. Реакции силикат-ионов.

11.1. Действие солей аммония.

К 5-6 каплям раствора натрия силиката прибавляют несколько кристаллов аммония хлорида и нагревают на водяной бане.

12. Реакции хромат- и дихромат-ионов.

12.1. Действие калия йодида.

К 2-3 каплям раствора хромат- и дихромат-ионов, подкисленного 1М раствором H₂ SO₄ , прибавляют 5 капель хлороформа и 2 капли раствора калия йодида.

13. Реакции тетраборат- и метаборат-ионов.

13.1. Окрашивание пламени.

А) В фарфоровой чашке смешивают неско-лько кристаллов натрия тетраборота и каль-ция фторида, смесь смачивают 3-4 каплями концентрированной серной кис-лоты. Небо-льшую часть смеси в петле нихромовой проволочки подносят к пламени газовой горелки.

В) В тигель помещают несколько кристалл-лов натрия тетрабората, прибавляют 3-4 кап. конц. H₂ SO₄ , 5-6 капель этилового спи-рта, хорошо перемешивают и поджигают.

14. Реакции фторид-ионов.

14.1. Образование кремния фторида.

Несколько кристаллов кальция фторида и песка SiO₂ смешивают с 3-5 каплями конц. H₂ SO₄ . Смесь вносят в сухую пробирку и закрывают пробкой со вставленной в нее петлей, содержащей каплю дист. воды.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

2. Действие группового реагента.

2.1. Действие раствора бария хлорида.

К 2-3 каплям растворов солей, содержащих анионы I аналитической группы, прибавляют по 2-3 капли 0,5М раствора BaCl₂ .

Испытывают отношение осадков к 2М раствору HCl.

SO₄ ^2- + Ba²⁺ BaSO₄

SO₃ ^2- + Ba²⁺ BaSO₃

S₂ O₃ ^2- + Ba²⁺ BaS₂ O₃

CO₃ ^2- + Ba²⁺ BaCO₃

2PO₄ ^3- + 3Ba²⁺ Ba₃ (PO₄ )₂

C₂ O₄ ^2- + Ba²⁺ BaC₂ O₄

2AsO₄ ^3- + 3Ba²⁺ Ba₃ (AsO₄ )₂

2AsO₃ ^3- + 3Ba²⁺ Ba₃ (AsO₃ )₂

SiO₃ ^2- + Ba²⁺ BaSiO₃

B₄ O₇ ^2- + Ba²⁺ + 3H₂ O Ba(BO₂ )₂ + 2H₃ BO₃

2F^- + Ba²⁺ BaF₂

CrO₄ ^2- + Ba²⁺ BaCrO₄

Cr₂ O₇ ^2- + Ba²⁺ + H₂ O 2BaCrO₄ + 2H⁺

Выпадение белых осадков

Выпадение желтых осадков

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудова-ние

Место проведения

1.

Организация занятия.

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Инструктаж по технике безопасности.

10

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

4.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы.

100

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня, химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

5.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

6.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

7.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.

1) В химико-аналитической лаборатории исследовали растворы со смесями анионов. В каком из указанных растворов находятся анионы II-ой аналитической группы?

A. Cl^- , I^- , F^- , S^2- .

B. Cl^- , I^- , Br ^- , S^2- .

C. F^- , SO₄ ^2- , I^- , NO₃ ^- .

D. NO₂ ^- , Cl^- , PO₄ ^3- , Br^- .

E. Br ^- , SO₃ ^2- , CO₃ ^2- , F^- .

4) В химико-аналитической лаборатории идентифицировали смесь анионов, чтобы обнаружить бромид-ионы к раствору добавили KMnO₄ . В какой цвет окрашивается хлороформный слой, если присутствуют бромиды?

A. Красный.

B. Оранжевый.

C. Зеленый.

D. Желтый

E. Фиолетовый.

2) Для упрощения анализа анионы делят на три аналитические группы. Какие анионы относятся только к Ш-ей аналитической группе?

A. NO₃ ^- , NO₂ ^- , CH₃ COO^- .

B. SO₄ ^2- , I^- , CH₃ COO^- .

C. Cl^- , Br ^- , S^2- .

D. CO₃ ^2- , PO₄ ^3- , F^- .

E. NO₂ ^- , SO₄ ^2- , CH₃ COO^- .

5) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью анионов. При добавлении раствора антипирина образовался изумрудно-зеленый осадок. О присутствии каких анионов свидетельствует данный аналитический эффект?

A. Нитратов.

B. Нитритов.

C. Ацетатов.

D. Тартратов.

E. Цитратов

3) В ходе систематического анализа смеси анионов используют групповые реагенты. Какое соединение является групповым реагентом для III-ей аналитической группы?

A. Раствор BaCl₂ .

B. Раствор BaSO₄ .

C. Раствор AgCl.

D. Раствор AgNO₃ .

E. Нет группового реагента.

6) Раствор серебра нитрата является групповым реагентом на анионы II-ой аналитической группы. С какими анионами данный реактив дает черный осадок?

A. Сульфидами.

B. Бромидами.

C. Йодидами.

D. Хлоридами.

E. Фторидами.

7) Действие дифениламина на нитраты является фармакопейной реакцией, аналитическим эффектом при этом является образование ярко окрашенного соединения. Какого цвета соединение образуется?

A. желтого.

B. белого.

C. красного.

D. черного.

E. синего.

9) В химико-аналитической лаборатории исследовали раствор со смесью органических анионов. При добавлении раствора железа ( III) хлорида образовалось соединение красного цвета. О присутствии каких анионов свидетельствует данный аналитический эффект?

A.Бензоатов.

B. Формиатов.

C. Ацетатов.

D. Тартратов.

E. Цитратов.

8) Химик, исследуя смесь анионов, добавил к раствору соль свинца, при этом образовался желтый осадок. О наличии каких анионов свидетельствует данная реакция?

A. Cl^- .

B. SO₄ ^2- .

C. I^- .

D. NO₃ ^- .

E. Br ^–

10) Химик-аналитик исследовал раствор со смесью анионов. С помощью какого реагента можно определить салицилат-ионы, если другие органические анионы отсутствуют?

A. Калия перманганата.

B. Дифениламина.

C. Калия хлорида.

D. Железа (III) хлорида.

E. Антипирина.

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

№ ВОПРОСА

ОТВЕТ

1

B

6

А

2

7

3

8

4

В

9

5

10

D

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

1.1. Действие группового реагента.

1.1. Действие серебра нитрата.

К 2-3 каплям растворов солей, содержащих анионы II аналитической группы, прибавляют по 2-3 капли раствора серебра нитрата, подкисленного 2М раствором HNO₃ .

Испытывают отношение образовавшихся осадков к 12 %-ному раствору аммония карбоната и 2М раствору аммиака.

1.3. Реакции бромид-ионов.

1.3. Действие окислителей.

К 2-3 каплям раствора натрия бромида прибавляют 2-3 капли 1М раствора серной кислоты, 5 капель хлороформа и приливают по каплям при постоянном встряхивании свежеприготовленную хлорную воду.

1.4. Реакции йодид-ионов.

1.4.1. Действие растворов солей свинца.

К 2-3 каплям раствора калия йодида прибавляют 2-3 капли раствора соли свинца.

Испытывают отношение осадка к нагреванию и последующему охлаждению.

1.4.2. Действие окислителей.

А) К 2-3 каплям раствора калия йодида прибавляют 2-3 капли 1М раствора серной кислоты, 5 капель хлороформа и приливают по каплям при постоянном встряхивании свежеприготовленную хлорную воду.

1.5. Реакции сульфид-ионов.

1.5.1. Действие кислот.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфида прибавляют 2 капли 2М раствора HCl. Сероводород обнаруживают по почернению бумаги, пропитанной раствором соли Pb.

1.5.2. Действие натрия нитропруссида.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфида прибавляют 2 капли натрия гидроксида и 1-2 капли раствора Na₂ [Fe(CN)₅ NO]

1.5.3. Действие растворов солей кадмия.

К 2-3 каплям раствора натрия сульфида прибавляют 2 капли соли кадмия.

1.5.4. Действие раствора йода.

К 2-3 каплям раствора йода прибавляют 5-6 капель раствора аммония сульфида.

2.1. Реакции нитрат-ионов.

2.1.1. Действие раствора железа ( II) сульфата.

К 3-5 каплям натрия нитрата прибавляют 3-4 кристаллика FeSO₄ , перемешивают и осторожно по стенке пробирки прибавляют 2-3 капли концентрированной серной кислоты.

2.1.2. Действие раствора дифениламина.

К 2-3 каплям натрия нитрата прибавляют 2-3 капли раствора дифениламина.

2.2. Реакции нитрит-ионов.

2.2.1. Действие кислоты.

К 5-6 каплям раствора натрия нитрита прибавляют 3-4 капли 1М раствора H₂ SO₄ .

2.2.2. Действие раствора калия йодида.

К 2-3 каплям раствора натрия нитрита прибавляют 1-2 капли 1М раствора H₂ SO₄ , и 5 капель хлороформа, 2-3 капли раствора калия йодида и энергично встряхивают.

2.2.3. Действие раствора антипирина.

В фарфоровой чашке растворяют несколько кристаллов антипирина в 2 каплях разведенной HCl и прибавляют 2 капли р-ра натрия нитрита.

2.2.4. Действие раствора калия перманганата.

К 2-3 каплям разбавленного раствора калия перманганата, подкисленного 2-3 каплями 1М раствора серной кислоты, прибавляют при встряхивании 2-5 капель раствора натрия нитрита.

2.2.5. Действие аммония хлорида.

К 3-5 каплям натрия нитрита прибавляют несколько кристаллов аммония хлорида и нагревают на водяной бане.

2.2.6. Действие раствора железа ( II) сульфата.

К 3-5 каплям раствора натрия нитрита прибавляют 3-4 кристалла железа (II) сульфата, перемешивают и прибавляют 3-5 капель 1М раствора H₂ SO₄ .

2.3. Реакции ацетат-ионов.

2.3.1. Действие кислот.

К 5-6 каплям натрия ацетата прибавляют 2-3 капли 1М раствора H₂ SO₄ и осторожно нагревают.

2.3.2. Реакция образования этилацетата.

В пробирке смешивают несколько кристаллов натрия ацетата с 3-4 каплями концентрированной серной кислоты и 5-8 каплями этилового спирта. Смесь нагревают в течение 1-2 минут на водяной бане и выливают в стакан с холодной водой

2.3.3. Действие раствора железа ( III) хлорида.

К 2-3 каплям натрия ацетата прибавляют 2-3 капли FeCl₃ .

3.1. Реакции тартрат-ионов.

3.1.1. Действие раствора калия хлорида.

К 3-4 каплям раствора натрия гидротартрата прибавляют 10 капель этилового спирта, 3-4 капли раствора калия хлорида.

Испытывают отношение осадка к действию минеральных кислот и щелочей.

3.1.2. Действие резорцина.

К 4-5 каплям раствора натрия гидротартрата прибавляют 20 капель концентрированной серной кислоты, кристаллический резорцин и нагревают на водяной бане.

3.2. Реакции цитрат-ионов.

3.2.1. Действие кальция хлорида.

К 2-3 каплям раствора натрия цитрата прибавляют 2-3 капли раствора кальция хлорида и кипятят на водяной бане.

Исследуют отношение осадка к 2М раствору HCl.

3.2.2. Действие уксусного ангидрида.

К 2-3 каплям раствора натрия цитрата прибавляют 4-5 капель уксусного ангидрида и нагревают на водяной бане.

3.3. Реакции бензоат-ионов.

3.3.1. Действие раствора железа ( III) хлорида.

К 10-15 каплям раствора натрия бензоата прибавляют 1-2 капли раствора железа (Ш) хлорида.

3.4. Реакции салицилат-ионов.

3.4.1. Действие раствора железа ( III) хлорида.

К 5-6 каплям раствора натрия салицилата прибавляют 2-3 капли раствора железа (Ш) хлорида.

Испытывают отношение полученного раствора к растворам уксусной и хлороводородной кислот.

Методика выполнения эксперимента

Уравнения реакций

Наблюдения и выводы

1.1. Действие группового реагента.

1.1. Действие серебра нитрата.

К 2-3 каплям растворов солей, содержащих анионы II аналитической группы, прибавляют по 2-3 капли раствора серебра нитрата, подкисленного 2М раствором HNO₃ .

Cl^- + Ag⁺ AgCl

Br ^- + Ag⁺ AgBr

I^- + Ag⁺ AgI

S^2- + 2Ag⁺ Ag₂ S

Белый осадок

Бледно-желтый осадок

Желтый осадок

Черный осадок

№ ПП

Этапы

Время в мин.

Учебные пособия.

Средства обучения

Оборудование

Место проведения

1.

Организация занятия

5

Учебная лаборатория.

2.

Проверка готовности к занятию (устный опрос).

20

Учебная лаборатория.

3.

Инструктаж по технике безопасности.

10

Инструкция по технике безопасности.

Учебная лаборатория.

4.

Самостоятельная работа. Выполнение лабораторной работы

100

Граф логической структуры (приложение 1), алгоритм экспериментальной работы, целевые обучающие задания.

Центрифуга, водяная баня, химическая посуда, реактивы.

Учебная лаборатория.

5.

Анализ и коррекция усвоения материала.

10

Учебная лаборатория.

6.

Итоговый тестовый контроль.

10

Наборы тестов.

Учебная лаборатория.

7.

Подведение итогов занятия.

5

Учебная лаборатория.