Minőségi kémiai analízis

Átírás

1 Minőségi kémiai analízis Szalai István ELTE Kémiai Intézet 2016 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

2 Lewis-Pearson elmélet Bázisok Kemény Lágy Határestek H 2 O, OH, F, CH 3 COO S 2 (R 2 S, RSH) Br, NO 2, SO2 3 PO 3 4, SO2 4, Cl, CO 2 3 I, SCN, S 2 O 2 3 (C 6 H 5 NH 2 ) ClO 4, NO 3 CN, CO Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

3 Az anionok csoportosítása HNO 3 csoport Ba(NO 3 ) 2 csoport AgNO 3 csoport I. osztály II. osztály III. osztály IV. osztály CO 2 3 B(OH) 4 Cl CH 3 COO HCO 3 PO 3 4 Br NO 2 SiO 2 3 SO 2 4 I S 2 F CN NO 3 ClO 3 S 2 x BrO 3 SCN ClO 4 3 SO 2 3 IO S 2 O 2 8 S 2 O 2 3 CrO 2 4 H 2 O 2 OCl AsO 3 3 MnO 4 AsO 3 4 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

4 Anionok (I. osztály) Hidrolízis HNO 3 /HCl Ba(NO 3 ) 2 AgNO 3 CO 2 3 lúgos CO 2 BaCO 3 Ag 2 CO 3 ( Ag 2 O) HCO 3 gyengén lúgos CO 2 SiO 2 3 erősen lúgos (H 2 SiO 3 ) n BaSiO 3 Ag 2 SiO 3 (Ag 2 O) S 2 erősen lúgos H 2 S Ag 2 S S 2 x erősen lúgos H 2 S + (x-1)s Ag 2 S SO 2 3 gyengén lúgos SO 2 BaSO 3 Ag 2 SO 3 ( NH 3, Ag) S 2 O 2 3 semleges S + SO 2 BaS 2 O 3 Ag 2 S 2 O 3 Ag 2 S + SO 2 4 OCl erősen lúgos Cl 2 (HCl) AgCl + AgClO 3 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

5 Anionok (I. osztály) Zn/H + I /H + I 2 MnO 4 CO 2 3 HCO 3 SiO 2 3 S 2 S S S 2 x S S SO 2 3 H 2 S SO 2 4 SO 2 4 S 2 O 2 3 H 2 S S 4 O OCl Cl I 2 IO 3 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

6 Anionok (II. osztály) Hidrolízis HNO 3 /HCl Ba(NO 3 ) 2 AgNO 3 B(OH) 4 lúgos Ba[B(OH) 4 ] 2 Ag[B(OH) 4 ]( Ag 2 O) H 3 BO 3 semleges Na 2 B 4 O 7 lúgos PO 3 4 lúgos Ba 3 (PO 4 ) 2 Ag 3 PO 4 SO 2 4 semleges BaSO 4 F gyengén cc H 2 SO 4 HF BaF 2 lúgos BrO 3 semleges cc HCl Cl 2 + BrCl Ba(BrO 3 ) 2 AgBrO 3 cc H 2 SO 4 Br 2 IO 3 semleges cc HCl I 2 Ba(IO 3 ) 2 AgIO 3 cc H 2 SO 4 I 2 CrO 2 4 gyengén lúgos Cr 2 O 2 7 BaCrO 4 Ag 2 CrO 4 AsO 3 3 lúgos Ba 3 (AsO 3 ) 2 Ag 3 AsO 3 AsO 3 4 lúgos Ba 3 (AsO 4 ) 2 Ag 3 AsO 4 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

7 Anionok (II. osztály) Zn/H + I /H + I 2 MnO 4 B(OH) 4 PO 3 4 SO 2 4 F BrO 3 Br 2 Br I 2 IO 3 I 2 I I 2 CrO 2 4 Cr 3+ I 2 /Cr 3+ AsO 3 3 AsH 3 AsO 3 4 AsO 3 4 AsO 3 4 AsH 3 I 2 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

8 Anionok (III. osztály) Hidrolízis HNO 3 /HCl Ba(NO 3 ) 2 AgNO 3 Cl semleges AgCl Br semleges AgBr cc H 2 SO 4 Br 2 I semleges AgI cc H 2 SO 4 I 2 CN lúgos HCN AgCN SCN semleges AgSCN Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

9 Anionok (III. osztály) Zn/H + I /H + I 2 MnO 4 Cl Br Br 2 I I 2 CN (+) OCN SCN (+) (+) Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

10 Anionok (IV. osztály) Hidrolízis HNO 3 /HCl Ba(NO 3 ) 2 AgNO 3 CH 3 COO lúgos CH 3 COOH ( ) (cc H 2 SO 4 ) NO 2 gyengén NO+NO 2 ( ) lúgos NO 3 semleges H 2 O 2 semleges S 2 O 2 8 semleges ( ) Ag 2 O 2 ClO 3 semleges (cc H 2 SO 4 ) ClO 2 +ClO 4 ClO 4 semleges MnO 4 semleges cc HCl Cl 2 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

11 Anionok (IV. osztály) CH 3 COO Zn/H + I /H + I 2 MnO 4 NO 2 NH 3 I 2 /NO (lúgos közegben!) NO 3 NO 3 NO 2 ( ) NH 3 (lúgos közegben!) H 2 O 2 I 2 O 2 S 2 O 2 8 I 2 (±) ClO 3 Cl 2 -Cl I 2 /Cl ClO 4 Cl (TiO 2+ kat.) MnO 4 Mn 2+ I 2 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

12 Anionok Hidrolízis Lúgos: HCO 3, CO 2 3, SiO 2 3, CN, S 2, S 2 x, OCl, B(OH) 4, AsO 3 3, AsO 3 PO 3 4, Gyengén lúgos: HCO 3, SO 2 3,F,HPO 2 4, CrO 2 4, NO 2, CH 3 COO Semleges: S 2 O 2 3, H 3 BO 3, SO 2 4, BrO 3, IO 3, Cl, Br, I, SCN, NO 3, H 2 O 2, S 2 O 2 8, ClO 3, ClO 4, MnO 4, H 2 PO 4(gyengén savas) 4, Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

13 Anionok Redoxi tulajdonság Redukálószerek I 2 -dal oxidálható: SO 2 3, S 2 O 2 3, S 2, S 2 x, CN, SCN, AsO 3 3 KMnO 4 -tal oxidálható: SO 2 3, S 2 O 2 3, S 2, S 2 x, Br, I, CN, SCN, AsO 3 3, NO 2, H 2 O 2 Oxidálószerek: KI-dal redukálódik: OCl, IO 3, BrO 3, CrO 2 4, HAsO 2 4, NO 2, H 2 O 2, MnO 4 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

14 Anionok BaCl 2 Megbízhatóan leválik: BaCO 3, BaSiO 3, BaSO 3, BaSO 4 (oldhatatlan 20%-os HCl-ban), Ba 3 (PO 4 ) 2, Ba 2 (AsO 3 ) 2, Ba 2 (AsO 4 ) 2, BaF 2, BaCrO 4 Csak tömény oldatból válik le biztosan: BaS 2 O 3, Ba(IO 3 ) 2, Ba(BrO 3 ) 2, Ba(B(OH) 4 ) 2 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

15 Anionok AgNO 3 Oldható savban (HNO 3 ): Ag 2 CO 3, Ag 2 SiO 3, Ag 2 SO 3, Ag 2 S 2 O 3, Ag[B(OH) 4 ], Ag 3 PO 4, Ag 3 AsO 3, Ag 3 AsO 4, AgIO 3, AgBrO 3, Ag 2 CrO 4 Nem oldható savban (HNO 3 ): Ag 2 S, AgCl, AgBr, AgI, AgCN, AgSCN Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

16 Anionok kimutatása Anion reagens reakció (termék) zavaró ionok CO 2 3 HCl, HNO 3 CO 2 Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 SO 2 3,S 2O 2 3 (oxidáció H 2 O 2, CrO 2 SiO 2 3 HCl H 2 SiO 3 S 2 HCl H 2 S +Pb(CH 3 COO) 2 PbS SO 2 3 HCl SO 2 S 2 O 2 3 +KIO 3 I 2 S 2 O 2 3,S2 SO 2 3, S 2 O 2 3 egymás mellett: SO I 2 + H 2 O SO H I S 2 O I 2 S 4 O I 4 ) Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

17 Anionok kimutatása Anion reagens reakció (termék) zavaró ionok S 2 O 2 3 HCl SO 2,S +KIO 3 I 2 AgNO 3 Ag 2 S 2 O 3 AgS OCl HCl Cl 2 +KI I 2 B(OH) 4 cc H 2 SO 4, etanol B(OC 2 H 5 ) 3 Cu 2+, Ba 2+ zöld láng B(OH) 4 mannit savasodik az oldat (HOCH 2 CHOH CHOH CHOH CHOH CH 2 OH) SO 2 4 BaCl 2 BaSO 4 nem oldódik 20% HCl-ban Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

18 Anionok kimutatása Anion reagens reakció (termék) zavaró ionok PO 3 4 AgNO 3 Ag 3 PO 4 I,AsO 3 3, Br Magnézia-mixtura MgNH 4 PO 4 AsO 3 4 (AgNO 3 ) F cc H SO 4 2 SiF 4 IO 3 Zn I (I 2 ) BrO 3 Zn Br, (Br 2 ) CrO 2 4 AgNO 3 Ag 2 CrO 4 IO 3 Pb 2+, Ba 2+ Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

19 Anionok kimutatása Anion reagens reakció (termék) zavaró ionok Cl AgNO 3 AgCl Br Br MnO 4 Br 2 I Klóros-víz Br 2 I Klóros-víz I 2 CN FeSO 4 (NaOH),HCl Fe 4 [Fe(CN) 6 ] 3 SCN FeCl 3 Fe(SCN) 3 n n F Cl kimutatása Br,I jelenlétében: Berg-reakció Br és I MnO 4 /CH 3COCH 3 CH 3 COCH 2 Br és CH 3 COCH 2 I Cl + Ag + AgCl Br kimutatása I jelenlétében: 2 Br + Cl 2 Br Cl Br 2 + Cl 2 2 BrCl 2 I + Cl 2 I Cl I Cl H 2 O 2 IO Cl + 12 H + Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

20 Anionok kimutatása Anion reagens reakció (termék) zavaró ionok CH COO 3 cc H SO, etanol 2 4 CH COOC 2 H 5 3 NO 2 FeSO 4, ecetsav [Fe(NO)] 2+ NO 3 FeSO 4, cc H 2 SO 4 [Fe(NO)] 2+ Br,I,BrO 3,IO 3 (Ag 2 SO 4 (nitrátmentes)) NO 2 Zn NH 3 NH + 4 ClO 3 cc H 2 SO 4 ClO 2 MnO 4 H 2 O 2 O 2 ClO 4 KCl KClO 4 NO 3 kimutatása NO 2 mellett: 2 NO 2 + H 2 NCONH H + 2 N 2 + CO H 2 O cch 2 SO 4,FeSO 4 [Fe(NO)] 2+ NO 3 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

21 Anionok (IV. osztály) Griess Ilosvay reakció Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

22 Anionok vizsgálata Reagens megfigyelés következtetés szín színtelen nincs S 2 x, CrO 2 4, Cr 2O 2 7, MnO 4 ph semleges nincs CO 3, HCO 3, SiO2 3, S2, OCl, B(OH) 4, PO3 S 2 x HPO 2 4, AsO3 4, CN, CH 3 COO ph lúgos az előbb sorolt anionok HCl nincs gáz vagy nincs I. osztály, CN csapadék képződés HCl gáz vagy I. osztály, CN csapadék képződés 4 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

23 Anionok vizsgálata Reagens megfigyelés következtetés BaCl 2 nincs csapadék nincs CO 2 3, SiO2 PO 3 3, SO2 3, SO2 4 4, HPO2 4, AsO3 4, CrO2 4 BaCl 2 fehér csapadék nincs CrO 2 4 és Cr 2 O 2 7 oldható 20% HCl-ban nincs SO 2 4 AgNO 3 nincs csapadék nincs CO 2 3, SiO2 3, SO2 a csap. oldódik 2M HNO 3 -ban PO 3 3, SO2 4 4, HPO2 4, AsO3 4, CrO2 4 S 2, S 2 x, S 2 O 2 3, AsO3 3 III. osztály, IO 3, BrO 3 nincs III. osztály Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

24 Anionok vizsgálata Reagens megfigyelés következtetés KI (H + ) nincs reakció nincs OCl, IO 3, BrO 3 CrO 2 4, Cr 2O 2 7, AsO3 4 NO 2, H 2O 2, MnO 4 I 2 a fenti ionok KI 3 (NaHCO 3 ) nincs változás nincs SO 2 3, S 2O 2 3, S2, AsO 3, CN, SCN a barna szín eltűnik S 2 x a fenti ionok Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

25 Anionok vizsgálata Reagens megfigyelés következtetés KMnO 4 (H + ) nincs változás nincs SO 2 3, S 2O 2 3, S2, AsO 3, CN, SCN a lila szín eltűnik S 2 x I, Br, NO 2, H 2O 2 a fenti ionok Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

26 Összefoglalás Híg HCl kloridos reagensként: AgCl, Hg 2 Cl 2, PbCl 2 savas reagensként: csapadék: S 2 x, S 2 O 2 3, SiO2 3 gázfejlődés: CO 2 3, HCO 3, S2, S 2 x, S 2 O 2 3, SO2 3, OCl, (NO 2, CN ) Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

27 Összefoglalás H 2 S (ph=2): Fekete vagy barna csapadék: Bi 2 S 3, PbS, HgS, CuS, Ag 2 S, SnS Sárga vagy narancssárga csapadék: Sb 2 S 3, CdS, SnS 2, As 2 S 3 Fehér csapadék (CH 3 COONa): ZnS Redoxireakció: Fe 3+ CrO 2 4, MnO 4, OCl, BrO 3, IO 3, H 2O 2, S 2 O 2 8, (NO 2 ) Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

28 Összefoglalás KI: Színes csapadék: BiI 3, Hg 2 I 2, HgI 2, PbI 2, AgI, CuI Komplexet képez: BiI 4, HgI2 4, CdI2 4, (PbI2 4 ), (AgI 2 ), (CuI 2 ) Redoxireakció: Cu 2+, Fe 3+, As(V), Sb(V) OCl, BrO 3, IO 3, CrO2 4, NO 2, MnO 4, H 2O 2, S 2 O 2 8 I 2 (I 3 ): Savas közegben: Sn(II), S 2, S 2 O 2 3, SO2 3 NaHCO 3 -os közegben: AsO 3 3, S2, S 2 O 2 3, SO2 3, CN, SCN Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

29 Összefoglalás Ba 2+ : Színes csapadék: BaCrO 4 Ba 3 (AsO 4 ) 2 Fehér csapadék: BaSO 4, BaSO 3, BaCO 3, Ba 3 (PO 4 ) 2, Ba 3 (AsO 4 ) 2 Kevésbé jól észlelhető: BaSiO 3, BaF 2, Ba(IO 3 ) 2 Legkevésbé megbízható: Ba 3 (AsO 3 ) 2, Ba[B(OH) 4 ] 2, Ba(BrO 3 ) 2, BaS 2 O 3 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

30 Összefoglalás Ag + : Színes csapadék: sötét: Ag 2 CrO 4, Ag 2 O, Ag 2 S, Ag 3 AsO 4 sárga: Ag 3 PO 4, Ag 3 AsO 3, AgI, AgBr Nem sztöchiometrikus: SiO 2 3, CO2 3, B(OH) 4 Időben változik: Ag 2 S 2 O 3 Fehér csapadék: Ag 2 SO 3, AgCl (OCl!), AgCN, AgSCN, AgBrO 3, AgIO 3 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

31 Összefoglalás KMnO 4 (gyengén savas közegben): Sn(II), Fe(II), Hg 2+ 2, Sb(III), As(III) SO 2 3, S 2O 3 3, S2, S 2 x, I, NO 2, H 2O 2, CN, SCN Zn: Savas közegben: Ag +, Cu 2+, Hg 2+ 2, Hg2+, Bi 3+, As(III), As(V), Sb(III), Sb(V), Sn(II), Sn(IV), (Cd 2+ ), (Pb 2+ ), (Ni 2+ ), (Co 2+ ) Fe(III) Fe(II) Lúgos közegben: NO 3, NO 2 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32

32 Szalai István (ELTE Kémiai Intézet) Minőségi kémiai analízis / 32