Материал: полезная метода

прибавьте к нему 2-3 капли раствора крахмала. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции получения йода.

Опыт 4. Свойства брома (Работа производится под тягой !!!!!)

а) Налейте в пробирку 0,5-1 мл бромной воды и слегка нагрейте. Наблюдайте выделение паров брома красно-бурого цвета.

б) Налейте в пробирку 0,5-1 мл воды, прилейте 8-10 капель бензола или хлороформа и добавляйте по каплям, при взбалтывании бромную воду. Что наблюдается? Сделайте вывод о растворимости брома в органическом растворителе.

в) Налейте в пробирку 8-10 капель бромной воды. Прибавляйте по крупинкам порошок магния к бромной воде при постоянном взбалтывании. Наблюдайте обесцвечивание бромной воды и растворение магния. Напишите уравнение реакции.

Опыт 5. Сравнение восстановительных свойств галогеноводородов.

Втри сухие пробирки поместите по небольшому количеству (~0,1г) измельченных хлорида калия, бромида калия и йодида калия, прибавьте в каждую пробирку по 8-10 капель концентрированной серной кислоты. Наблюдайте изменение окраски в двух последних пробирках, вследствие выделения брома и йода. При взаимодействии взятых солей с достаточно крепкой серной кислотой первоначально образуются галогеноводороды - хлористый водород, бромистый водород и йодистый водород, на которых два последних частично окисляются избытком серной кислоты до свободных галогенов. Серная же кислота при этом восстанавливается до сернистого газа или даже сероводорода ( в зависимости от температуры и силы восстановителя).

Реакция окисления йодистого водорода серной кислотой протекает гораздо энергичнее, чем окисление бромистого водорода, причем серная кислота чаще восстанавливается до сероводорода. Напишите уравнения реакций:

а) между хлоридом, бромидом и йодидом калия и концентрированной серной кислотой;

б) между бромистым, йодистым водородом и серной кислотой. Опыт 6. Реакция на хлорид-, бромид-, йодид-ионы.

Впробирку налейте 5-6 капель раствора хлорида натрия, в другую - 5-6 капель бромида калия, в третью - 5-6 капель йодида калия. Во все пробирки добавьте по 3-4 капли раствора нитрата серебра. Наблюдайте выпадение белого осадка хлорида серебра и желтого осадка йодида серебра. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах.

Работа 2. Очистка кристаллического йода возгонкой (Опыт проводить в вытяжном шкафу)

Выполнение работы: На техно-химических весах на часовом стекле взвесить около 0,3 г иода и поместить его в стакан, который поставить на асбестированную сетку на кольцо штатива. Стакан закрыть круглодонной

321

колбой с холодной водой. Маленьким пламенем горелки осторожно нагревать стакан, чтобы пары йода не выходили наружу, а оседали на холодной поверхности колбы. Когда возгонка окончится, оставить горелку и после полного охлаждения снять колбу со стакана и обратить внимание на полученные кристаллы йода. Осторожно, сухой фильтровальной бумагой снять с колбы йод в чистый сухой бюкс с притертой крышкой. Отметить цвет паров и цвет и форму кристаллов сублимированного йода.

§8. Задачи для самостоятельного решения

1.Сколько литров хлора (при 00С и 1атм) получится при взаимодействии 100 мл 36%-й соляной кислоты ( = 1,18 г/мл) с 50 г перманганата калия? Ответ: 8,15 л.

2.Йодная настойка представляет собой 5%-й раствор йода в спирте. Сколько потребуется по объему 0,5н раствора тиосульфата натрия для обесцвечивания 6 г настойки йода? Ответ: 4,7 мл.

3.Чем объяснить, что раствор йода при прибавлении хлорной воды обесцвечивается?

4.Сколько граммов хлората калия можно получить при пропускании хлора через 150 мл 40%-го раствора гидроксида калия? Какая часть гидроксида калия при этой реакции расходуется на образование хлората калия? Ответ: 30,8 г; 1/6 часть.

5.Почему соли хлорноватистой кислоты обладают белящими свойствами, а соли хлорноватой этими свойствами не обладают?

6.Какими способами можно выделить хлор из хлората калия?

7.Определите процентную и молярную концентрации бромистоводородной кислоты, полученной разбавлением 50 мл 14%-го

раствора бромистого водорода ( = 1,1 г/мл) до 700 мл водой ( ~1).

Ответ: 1,1%; 0,136 л.

8. Допишите следующие уравнения и расставьте коэффициенты:

I2 + Cl2 + H2O = HIO3 + ...

K2Cr2O7 + KI + H2SO4 = I2 + Cr2(SO4)3 + ...

KClO3 + MnO2 +KOH = K2MnO4 + KCl + ...

KClO3 = KClO4 + KCl

K2Cr2O7 + HCl = Cl2 + CrCl3 + ...

322

ТЕМА 10. ЭЛЕМЕНТЫ КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА. ФАРМАКОПЕЙНЫЕ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ Р-ЭЛЕМЕНТОВ

Вопросы к занятию

1.Фармакопейные реакции катионов р-элементов и анионов, содержащих р-элементы.

2.Открытие ионов аммиония

3.Открытие ионов висмута

4.Открытие ионов свинца

5.Открытие ионов олова

6.Открытие ионов, содержащих мышьяка

7.Открытие ионов, содержащих галогены

8.Открытие ионов, содержащих углерод

9.Открытие ионов, содержащих кремний

10.Открытие ионов, содержащих азот

11.Открытие ионов, содержащих фосфор

12.Открытие ионов, содержащих серы

§1. Элементы качественного анализа р-элементов согласно Фармакопеи.

Открытие иона аммония. Сущность метода открытия иона аммония отражается следующим уравнением:

Раствор исследуемого вещества нагревают с раствором едкого натра и образующийся аммиак обнаруживают по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой бумаги.

Казалось бы, все просто, однако следует иметь в виду, что в описанных условиях определения, когда температура нагрева не указана и, следовательно, нагревать можно до кипения, а концентрация едкого натра составляет в реакционном растворе 3,3%, аммиак может образоваться и из других функциональных групп, встречающихся в лекарственных веществах, а не только из иона аммония.

Для того чтобы отличить соли аммония от соединений, подвергающихся щелочному гидролизу с образованием аммиака, необходимо пробу на ион аммония проводить без нагревания (поскольку из солей аммония аммиак образуется и без нагревания), увеличив одновременно концентрацию соли аммония в реакционном растворе. Например, достаточно смочить раствором едкого натра сухую соль аммония, помещенную на часовое стекло, и при комнатной температуре можно будет ощущать запах аммиака.

323

Открытие ионов висмута. На препараты висмута в ГФ приводятся 2 методики (методы А и Б). Метод А заключается в обработке препарата висмута разведенной хлористоводородной кислотой с целью перевода висмута в ионизированное состояние и обработке полученного раствора хлорида висмута раствором сульфида натрия или сероводорода.

При этом образуется коричневато-черный осадок сульфида висмута:

Следует иметь в виду, что коричневато-черный осадок дают не только препараты висмута, но и препараты ртути (II). Однако поведение сульфидов висмута и ртути различно при последующей обработке их концентрированной азотной кислотой, что позволяет различать соединения этих металлов. Сульфид висмута окисляется азотной кислотой. При этом висмут переходит в раствор, и черное окрашивание исчезает:

Вотличие от этого сульфид ртути не растворяется в азотной кислоте, однако он полностью растворяется при действии смеси концентрированных азотной и хлористоводородной кислот, что следует иметь в виду при открытии висмута по методу А:

Поскольку концентрации азотной и хлористоводородной кислот в реакционной массе строго не регламентированы данной методикой (например, они зависят от того, был ли использован для получения сульфида раствор сероводорода или сульфида натрия), открытие висмута этим методом недостаточно надежно. В связи с этим для установления подлинности соединений висмута используются два метода. В основе второго метода (метод Б) лежат следующие реакции:

Метод Б позволяет надежно идентифицировать соединения висмута. Однако следует знать, что при умеренном разбавлении водой из полученного раствора снова выпадает черный осадок йодида висмута, поскольку последняя реакция комплексообразования обратима, а при сильном разбавлении получается оранжевый осадок основного йодида висмута:

Всовокупности оба метода позволяют открыть висмут во всех препаратах, содержащих как неорганические (висмута нитрат основной), так и элементорганические (дерматол, ксероформ, денол, бисмоверол) соединения висмута.

Обнаружение ионов свинца Pb2+. Соляная кислота и растворимые в воде хлориды образуют с катионами свинца Pb2+ белый осадок хлорида

свинца, растворимый в горячей дистиллированной воде: Pb2+ + 2 Cl- PbCl2

Иодид калия образует с ионами свинца Pb2+ осадок золотисто-

желтого цвета, растворимый в горячей дистиллированной воде: Pb2+ + 2 I- PbI2

324

При охлаждении раствора PbI2 снова выпадает в осадок в виде золотисто-желтых кристаллов. Эту реакцию часто называют “реакцией золотого дождя”.

Хромат калия с катионами свинца Pb2+ образует осадок хромата

Обнаружение ионов алюминия, Al3+.Ионы Al3+ образуют с раствором аммиака белый аморфный осадок гидроксида алюминия Al(OH)3,

нерастворимый в избытке аммиака:

Al3+ + 3 NH3 + 3 H2O Al(OH)3 + 3 NH4+

Ализарин - C14H6O2(OH)2, образует с Al(OH)3 внутрикомплексную соль красного цвета (алюминиевый лак).

Обнаружение ионов олова, Sn2+. Ионы Sn2+ в щелочной среде окисляются солями висмута (III) до Sn4+ с образованием черного осадка

металлического висмута:

2 Bi3+ + 3 [Sn(OH)3]- + 9 OH- →→ 2 Bi + 3 [Sn(OH)6]2-

Обнаружение ионов сурьмы (III), Sb3+. Катионы Sb3+ при нагревании с тиосульфатом натрия образуют осадок красного цвета (сероксид сурьмы

(III) Sb2OS2):

2 Sb3+ + 2 S2O32- + 3 H2O → Sb2OS2 + 2 SO42- + 6 H+

Открытие арсената и арсенита. В ГФ описаны 5 методов обнаружения мышьяка - 3 метода открытия пятивалентного мышьяка (арсенат) и 2 метода открытия трехвалентного мышьяка (арсенит). После кипячения любого мышьяксодержащего соединения со смесью концентрированных серной и азотной кислот мышьяк переходит в форму

арсената (AsO43–). Общей реакцией на арсенат и арсенит является образование желтого осадка As2S3 при действии раствора сероводорода или сульфида натрия на сильнокислые растворы солей мышьяка. Отличие в методиках заключается в том, что при открытии арсената реакционную смесь необходимо нагревать, а при открытии арсенита – нет. Это обусловлено тем, что при взаимодействии арсената с сероводородом арсенат предварительно восстанавливается сероводородом до арсенита, а последний образует сульфид:

Восстановление арсената до арсенита сероводородом происходит очень медленно. Для его ускорения реакцию ведут при нагревании приблизительно до 70°С. Общее уравнение реакции можно записать следующим образом:

325