Осторожно нагревают раствор
в первой пробирке до 70-80о С. При
нагревании раствор обесцвечивается и
из него выделяются пузырьки газа (CO2), который
через газоотводную трубку попадает в
пробирку приемник и вызывает помутнение
известковой воды вследствие образования
малорастворимого карбоната кальция CaCO3 :
Сa2+ + 2OH- + CO2
CaCO3 + H2O
Некоторые другие
реакции оксалат- ионов.
Оксалат-ионы дают с α-нафтиламином
и n-толуидином в присутствии ацетата меди
(II) осадки комплексов соответственно
желтого и зеленого цвета. При проведении
капельной реакции на фильтровальной
бумаге с уксуснокислым раствором бензидина
и ацетатом меди оксалат- ионы образуют
комплекс коричневого цвета. [1]
Впервые установлено
присутствие в МГК (минералы группы канкринита) органического внекаркасного
аниона - оксалатной группы (С2О4)2-. Содержание этого
аниона может быть очень высоким, вплоть
до видообразующего. Кианоксалит, собственно
оксалатный МГК, в котором нет иных внекаркасных
анионов, кроме (С2О4)2-, описан нами как новый
минеральный вид: это первый природный
силикат с дополнительным органическим
анионом.
Первоначально внимание
на высокооксалатные МГК было обращено
благодаря необычности их ИК-спектров:
картина в области колебаний C-O не могла
быть удовлетворительно объяснена без
предположения, что в них присутствуют
карбоксилатные группы. Детальное исследование
минерала с таким ИК-спектром еще тремя
независимыми методами (анионная хроматография,
рентгеноструктурный анализ при низкой
температуре и термический анализ с ИКС-изучением
продуктов постадийного нагревания) однозначно
показало, что главным внекаркасным анионом
в нем является оксалат-ион. ИК-спектроскопия
-эффективный и экспрессный метод выявления
наличия оксалата в МГК. Главной диагностической
можно считать полосу νa(-COO) в интервале
1700-1715 см-1. Характерны
также полосы νs(-COO) при 1369-1380
см-1 и δ(-COO) при 817-822 см-1 [слабая, может маскироваться
крылом полосы ν(O-Si-O)].
Явление окисления
оксалат-иона в карбонат-ион без удаления
этих анионов из кристалла установлено
нами при проведении термического исследования
промежуточного члена ряда канкринит-кианоксалит
с г. Флора. Минерал теряет летучие компоненты
в две непрерывно следующих друг за другом
стадии: в интервале 100-875oС - 10.2%, а в
интервале 875-1300oС - 2.2%, в сумме
12.4%. После каждой стадии потери массы
и охлаждения образцов были получены ИК-спектры
продуктов нагревания:
При прокаливании минерала
на воздухе мы наблюдаем три главных процесса:
1) удаление молекулярной воды: 100-875oС; 2) окисление
оксалат-иона в карбонат-ион: приблизительный
температурный интервал - от 200-250 до 500-600oС; 3) разложение
CO32- с выделением газообразного
CO2: происходит в основном выше 500oС, завершается
при t < 1300oС. Окисление
оксалат-иона осуществляется при участии
кислорода воздуха и включает разрыв связи
C-C в оксалатной группе с образованием
двух карбонатных: С2О42- + O2 = 2CO32-. Ощутимый
сдвиг к низким частотам полос валентных
колебаний C-O в группе С2О42-, происходящий
в интервале температур между 20 и 300oС, показывает,
что, вероятно, группы С2О42- перемещаются вдоль
оси в канале, занимая энергетически более
выгодное положение, или же несколько
меняют свою конфигурацию. Процесс окисления
оксалата в карбонат четко фиксируется
в ИК-спектре падением интенсивности полос,
отвечающих колебаниям C-O первого, и ростом
- второго. Появление оксалата вместо карбоната
четко указывает на восстановительный
характер среды минералообразования,
и углеродсодержащие МГК оказались в этом
отношении чувствительными геохимическими
индикаторами.[4]
Качественный анализ цитрат-
иона.
Цитрат-ион -OOCCH2 - C(OH)(COO-) - CH2COO- - анион слабой (pK1 = 3,13, pK2 = 4,66, pK3 = 6,4) трехосновной лимонной
кислоты. Протон от спиртовой группы в
растворах в обычных условиях практически
не отщепляется. Лимонная кислота хорошо
растворима в воде. В водных растворах
цитрат - ионы бесцветны, подвергаются
гидролизу, способны образовывать устойчивые
цитратные комплексы с катионами многих
металлов.
Средний цитрат натрия
растворяется в воде.
Средняя кальциевая
соль лимонной кислоты малорастворима
в горячей воде, но хорошо растворяется
в холодной воде, что используется на практике.
Реакция с хлоридом кальция (фармакопейная).
Цитрат- ионы при взаимодействии
с катионами кальция (хлорид или гидроксид
кальция) в нейтральной среде не образуют
осадка- раствор остается прозрачным.
При кипячении раствора из него выпадает
белый осадок среднего кальция:
2Cit3- + 3Ca2+
Ca3Cit2
где Cit3+ - условное
сокращенное обозначение среднего цитрат
– иона.Осадок растворяется при охлаждении
смеси, а также в разбавленной HCl.
Методика.
В пробирку вносят
5-6 капель нейтрального раствора цитрата
и прибавляют 5-6 капель раствора хлорида
кальция CaCl2. Раствор остается
прозрачным.
Осторожно нагревают
смесь до кипения. Выделяется белый осадок.
Охлаждают пробирку холодной водой. Остаток
растворяется.
Реакция с уксусным ангидридом (фармакопейная).
Цитрат – ион при взаимодействии
с уксусным ангидридом (CH3CO)2O
Образует продукт реакции
красного цвета.
Методика.
В пробирку вносят
3-4 капли раствора цитрата, прибавляют
3-4 капли уксусного ангидрида и осторожно
нагревают смесь. Примерно через минуту
развивается красная окраска раствора.
Реакция образования пентабромацетона.
Цитрат – ионы при
взаимодействии с бромной водой в сернокислой
среде образуют белый кристаллический
осадок пентабромацетона CBr3COCHBr2.
Предполагается, что
в начале в сернокислом растворе происходит
окисление лимонной кислоты до ацетондикарбоновой
кислоты O=C(CH2COOH)2 :
Затем ацетондикарбоновая
кислота бромируется и переходит в пентабромацетон:
Мешают органические
кислоты и фенолы, дающие осадки продуктов
бромирования.
Методика.
В пробирку вносят
3-5 капель раствора цитрата, прибавляют
столько же капель разбавленной H2SO4 и 2-3 капли
бромной воды. Через 5 минут медленно образуется
белый кристаллический осадок пентабромацетона.
При стоянии смеси осадок постепенно растворяется.
Реакции с ртутью(II).
Цитрат-ион при взаимодействии
с катионами ртути(II) в сернокислой среде
в присутствии перманганата калия образуется
белый осадок соли ртути(II) ацетондикарбоновой
кислоты:
Методика.
В пробирку вносят 3-5 капель
раствора цитрата, прибавляют столько
же капель разбавленной H2SO4, 2-3 капли разбавленного
раствора перманганата калия и 2-3 капли
раствора соли ртути(II) (Hg(NO3)2). Раствор
обесцвечивается и из него выпадает белый
осадок соли ртути(II) ацетондикарбоновой
кислоты. [5]
Заключение
В настоящей рефераторной работе был рассмотрен качественный анализ некоторых
ионов,а именно оскалат- и цитрат-ионов.
Итак,можно сказать,что
качественный анализ- совокупность химических,
физико-химических и физических методов
обнаружения и идентификации элементов,
радикалов, ионов и соединений, входящих
в состав анализируемого вещества или
смеси веществ.
Важнейшие характеристики
методов качественного анализа: 1)специфичность
(селективность), т. е. возможность обнаружения
искомого элемента в присутствии другого;
2) чувствительность,
определяемая наименьшим количеством
элемента, которое может быть
обнаружено данным методом в
капле раствора (0,01–0,03 мл). Оксалат-ион С2О42- является
анионом
двухосновной щавелевой
кислоты Н2С2О4, которая принадлежит
к органическим кислотам средней силы
(К1 = 6.5х10-2, К2 = 6.1х10-5[5], при рН>6. Водные
растворы оксалатов калия и натрия имеют
нейтральную реакцию. Большинство
оксалатов нерастворимы в воде. Растворимы
только оксалаты щелочных металлов, аммония
и магния. Оксалаты и сама щавелевая кислота
являются сильными растворителями. Характерной
особенностью С2О42- является
склонность их к комплексованию с образование
[Fe(C2O4)3]- , [Al(C2O4)3]- и т.д. Анион
щавелевой кислоты бесцветен. Качественными
реакциями на оксалат-ион является реакция
с хлоридом бария (белый осадок),нитратом
серебра (белый творожистый осадок), перманганатом
калия и т.д .Так же выявили, что ИК-спектроскопия
-эффективный и экспрессный метод выявления
наличия оксалата в МГК. Главной диагностической
можно считать полосу νa(-COO) в интервале
1700-1715 см-1. Характерны
также полосы νs(-COO) при 1369-1380
см-1 и δ(-COO) при 817-822 см-1 [слабая, может маскироваться
крылом полосы ν(O-Si-O)].
Цитрат-ион
C3H5O(COO)33−, — ион лимонной кислоты, фактически
лимонная кислота, лишенная трех ионов
водорода. Так как лимонная кислота многоосновна,
существуют и промежуточные ионы, гидроцитрат-ион
HC6H5O72− и дигидроцитрат-ион H2C6H5O7−. Они образуют кислые
соли. Кислые соли в водных
растворах дают слабо выраженную кислую
реакцию, в то время как нормальные соли
(щелочных
металлов), вследствие гидролиза
по аниону, дают слабо выраженную основную
реакцию. Кислые соли цитраты — компонент
буферных растворов. Лимонная кислота
может применяться как слабая хелатная
добавка. В водных растворах
цитрат - ионы бесцветны, подвергаются
гидролизу, способны образовывать устойчивые
цитратные комплексы с катионами многих
металлов.
Список
используемых источников:
[1] Харитонов
Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. Кн.1//
Учебник для студентов ВУЗов; Москва «Высшая
школа»,2003
[2]
http://tarefer.ru/works/94/100065/index.html
[1] Харитонов
Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. Кн.1//
Учебник для студентов ВУЗов; Москва «Высшая
школа»,2003
[3] http://www.vevivi.ru/best/Kachestvennyi-analiz-kislotno-osnovnaya-klassifikatsiya-ref120598.html
[1] Харитонов
Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. Кн.1//
Учебник для студентов ВУЗов; Москва «Высшая
школа»,2003
[4] http://geo.web.ru/db/msg.html?mid=1183859&uri=part11.html
[5]http://vmede.org/sait/?page=11&id=Ximiya_analiti4eskaya_pract_xaritonov_2009&menu=Ximiya_analiti4eskaya_pract_xaritonov_2009