ตารางการวิเคราะห์ไอออนเชิงคุณภาพ การประยุกต์วิธีไอออนเมตริกในการวิเคราะห์

อนุภาคที่ประกอบด้วย หมายเลขที่แตกต่างกันโปรตอนและอิเล็กตรอนเรียกว่าไอออน หากจำนวนโปรตอนมากขึ้น ไอออนจะมีประจุบวกและกลายเป็นแคตไอออน ไอออนที่มีประจุลบ (อิเล็กตรอนมีอิทธิพลเหนือ) เรียกว่า แอนไอออน

คำอธิบายทั่วไป

แนวคิดเรื่อง "ไอออน" ปรากฏครั้งแรกในวิชาเคมีในปี พ.ศ. 2377 จากการทดลองของไมเคิล ฟาราเดย์ นักวิทยาศาสตร์ศึกษาการนำไฟฟ้า สารละลายที่เป็นน้ำกรด เกลือ ด่าง เขาแนะนำว่าความสามารถในการนำไฟฟ้าเกิดจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ - ไอออน - ในสารละลาย

โมเลกุลสามารถแตกออกเป็นไอออน - อะตอมที่มีอิเล็กตรอนไม่เพียงพอหรือมีอิเล็กตรอนมากเกินไป กระบวนการสลายตัวเรียกว่าการแยกตัวด้วยไฟฟ้า และสารละลายหรือการหลอมที่เกิดขึ้นเรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ หากคุณลดอิเล็กโทรดลงในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ แคตไอออนจะเริ่มเคลื่อนที่ไปทางแคโทด - ขั้วลบ และแอนไอออน - ไปทางแอโนด - ขั้วบวก สิ่งนี้จะอธิบายการนำไฟฟ้าของอิเล็กโทรไลต์

ข้าว. 1. การเคลื่อนที่ของไอออนภายใต้การกระทำของอิเล็กโทรด

ในสารละลายหรือการหลอมละลาย ไอออนจะเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของโมเลกุลของน้ำหรืออุณหภูมิสูง

โครงสร้าง

ไอออนประกอบด้วยนิวเคลียสและอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปมา นิวเคลียสประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุบวก (โปรตอน) และอนุภาคที่เป็นกลาง (นิวตรอน) จำนวนโปรตอนตรงกับเลขอะตอมของธาตุ จำนวนนิวตรอนเท่ากับผลต่างระหว่างสัมพัทธ์ มวลอะตอมและจำนวนโปรตอน

อิเล็กตรอนถูกจัดเรียงตามระดับพลังงาน จำนวนระดับเกิดขึ้นพร้อมกับช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่ ระดับพลังงานภายนอกประกอบด้วยเวเลนซ์อิเล็กตรอน ซึ่งสามารถโต้ตอบกับอะตอมอื่นได้ เมื่ออะตอมสูญเสียเวเลนซ์อิเล็กตรอน มันจะกลายเป็นแคตไอออน เมื่อเพิ่มอิเล็กตรอนเข้าไป มันก็จะกลายเป็นแอนไอออน

ตัวอย่างเช่น หากเพิ่มอิเล็กตรอนอีกหนึ่งตัวเข้าไปในอะตอมของคลอรีน มันจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุลบ - แอนไอออน และถ้าอิเล็กตรอนตัวหนึ่งถูกดึงออกจากอะตอมโซเดียม มันจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก - แคตไอออน เนื่องจาก จำนวนโปรตอนจะมากกว่าอิเล็กตรอนเชิงลบ

แคตไอออนจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายบวกในสมการ และแอนไอออนจะถูกทำเครื่องหมายด้วยเครื่องหมายลบ ตัวอย่างเช่น Fe 2+, Al 3+, Na +, F –, Cl – ตัวเลขหมายถึงจำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมให้หรือยอมรับจนกลายเป็นไอออน กล่าวคือ แสดงระดับของการเกิดออกซิเดชัน สามารถดูจำนวนแคตไอออนหรือแอนไอออนได้จากตารางความสามารถในการละลายของสาร

ข้าว. 2. ตารางความสามารถในการละลาย

การจำแนกประเภท

ไอออนแบ่งออกเป็น 2 กลุ่ม:

• ง่ายหรือ monoatomic - มีหนึ่งคอร์คือ ประกอบด้วยอะตอมของสารหนึ่งอะตอม
• ซับซ้อนหรือหลายอะตอม - มีอย่างน้อยสองคอร์ ได้แก่ ประกอบด้วยอะตอมของสารตั้งแต่ 2 อะตอมขึ้นไป

ไอออนเชิงเดี่ยว ได้แก่ แคตไอออนและแอนไอออนของโลหะและอโลหะ - Na +, Mg 2+, Cl – ไอออนเชิงซ้อนเกิดขึ้นเมื่อไอออนรวมตัวกับโมเลกุลที่เป็นกลางของสาร ตัวอย่างเช่น:

• NH 3 + H + → NH 4 + ;
• BF 3 + F – → BF 4 – .

แคตไอออนคือไอออนของโลหะ ไฮโดรเจน แอมโมเนียม และสารอื่นๆ บางชนิด แอนไอออน ได้แก่ ไฮดรอกไซด์ไอออน (OH –) ไอออนของกรดตกค้าง อโลหะ และสารอื่นๆ

อะตอมบางชนิดอาจกลายเป็นแคตไอออนหรือแอนไอออนได้ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยา

ไอออนหัวรุนแรงก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกัน - อนุภาคที่มีประจุอิสระซึ่งสามารถเกาะอะตอมหรือเกาะกับอะตอมของสารอื่น ๆ ได้ ขึ้นอยู่กับประจุ พวกมันจะถูกแบ่งออกเป็นไอออนบวกที่รุนแรงและไอออนลบที่รุนแรง

พันธะไอออนิกเป็นสารประกอบประเภทหนึ่งของไอออน พันธะไอออนิกเกิดขึ้นเนื่องจากการดึงดูดไฟฟ้าสถิตของไอออนและแคตไอออน ในกรณีนี้ อะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตี้สูงกว่าจะดึงดูดอะตอมที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตี้ต่ำกว่า พันธะไอออนิกเกิดขึ้นระหว่างไอออนของโลหะและอโลหะเป็นหลัก โลหะจะให้อิเล็กตรอนเสมอ เช่น เป็นตัวรีดิวซ์

ข้าว. 3. รูปแบบของพันธะไอออนิก

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

จากหัวข้อบทเรียน เราได้เรียนรู้ว่าไอออนคืออะไร อะตอมจะกลายเป็นไอออนเมื่ออิเล็กตรอนถูกเอาออกหรือเติมเข้าไป หากมีอิเล็กตรอนน้อยลง อะตอมก็จะได้รับประจุบวกเนื่องจากมีโปรตอนมากกว่าและกลายเป็นไอออนบวก เมื่อจำนวนอิเล็กตรอนที่มีประจุลบเพิ่มขึ้น อะตอมก็จะกลายเป็นประจุลบ ไอออนมีความสามารถในการส่งกระแสไฟฟ้าและจำเป็นต้องมีอยู่ในอิเล็กโทรไลต์ ระหว่างไอออนเกิดขึ้น พันธะไอออนิกเนื่องจากแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตของอนุภาคที่มีประจุลบและประจุบวก

ทดสอบในหัวข้อ

การประเมินผลการรายงาน

คะแนนเฉลี่ย: 4.6. คะแนนรวมที่ได้รับ: 126

น้ำเป็นหนึ่งในสสารเหล่านั้น หากปราศจากน้ำแล้ว การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต โดยเฉพาะมนุษย์ บนโลกก็เป็นไปไม่ได้ คุณภาพน้ำที่บุคคลบริโภคส่งผลโดยตรงต่อสุขภาพของเขาและผลที่ตามมาคืออายุขัยของเขา ดังนั้นการใช้น้ำในชีวิตประจำวันโดยไม่ทำให้บริสุทธิ์อย่างเหมาะสมสามารถทำให้เกิดโรคระบาดของอหิวาตกโรคและโรคที่เป็นอันตรายอื่น ๆ อีกจำนวนหนึ่งได้

การมีเกลือโลหะหนักในน้ำเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ เนื่องจากเกลือเหล่านี้เป็นพิษในระดับหนึ่งหรืออย่างอื่นและสามารถสะสมในร่างกายมนุษย์ได้ จากมุมมองนี้ ปรอท ตะกั่ว แคดเมียม ทองแดง และโครเมียม เป็นอันตรายอย่างยิ่ง ปริมาณธาตุเหล็กในน้ำมักจะค่อนข้างสูง แม้ว่าจะไม่จัดว่าเป็นโลหะหนัก แต่ก็รวมอยู่ในรายการองค์ประกอบที่ต้องควบคุมด้วย ในกรณีนี้ ไอออนทั้งสองสี (






ฯลฯ) การมีอยู่ซึ่งตรวจพบได้ง่ายด้วยสีเฉพาะตัวของน้ำ และไม่มีสี (





) การมีอยู่นั้นเกิดขึ้นได้ด้วยความช่วยเหลือของปฏิกิริยาเคมีพิเศษเท่านั้น

ไอออนสังกะสีไม่มีสี

สังกะสีเป็นองค์ประกอบที่มีความเป็นพิษค่อนข้างต่ำ แต่ส่วนเกินอาจทำให้เกิดโรคลำไส้เฉียบพลันและการอาเจียนได้ แหล่งที่มาของสังกะสีในน้ำธรรมชาติ ได้แก่ ของเสียจากอุตสาหกรรมโลหะ ผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนของโลหะผสมและสารเคลือบสังกะสี และน้ำแร่

ความเข้มข้นสูงสุดของสังกะสีที่อนุญาตในน้ำธรรมชาติคือ 5 มก./ล.

การทดลองที่ 1. การหาปริมาณสังกะสี

ก) การหาปริมาณด้วยโซเดียมซัลไฟด์

เมื่อเติมลงในสารละลายที่มีแคตไอออน
โซเดียมซัลไฟด์จะเกิดตะกอนสีขาวของซิงค์ซัลไฟด์

.

เป็นไอออนบวกของโลหะชนิดเดียวที่ทราบกันว่าก่อให้เกิดซัลไฟด์สีขาว

เติมสารละลายโซเดียมซัลไฟด์ 2-3 หยดลงในสารละลายทดสอบสองสามหยด เขียนผลการทดลอง (ดำเนินการทดสอบภายใต้แรงฉุด!)

b) การหาค่าด้วยด่าง

ภายใต้อิทธิพลของไฮดรอกไซด์ที่รุนแรง (ด่าง)
หรือ
สารละลายที่มีไอออนบวกของสังกะสีจะเกิดการตกตะกอนสีขาวของซิงค์ไฮดรอกไซด์
ละลายได้เนื่องจากคุณสมบัติแอมโฟเทอริกทั้งในกรดและด่าง:

ต่างจากอะลูมิเนตเมื่อสัมผัสกับสารละลายที่ประกอบด้วย
, แอมโมเนียมคลอไรด์, การก่อตัวของซิงค์ไฮดรอกไซด์ไม่เกิดการตกตะกอนเนื่องจากส่วนหลังสามารถละลายได้ในเกลือแอมโมเนียม

เทสารละลายที่มีซิงค์แคตไอออนลงในหลอดทดลอง สารละลายอัลคาไล 2 N สองสามหยดจนกระทั่งเกิดตะกอนสีขาว จากนั้นจึงเติมอัลคาไลส่วนเกินจนละลาย บันทึกผลการทดลอง

c) การหาปริมาณโพแทสเซียมเฮกซะไซยาโนเฟอร์เรต (II)
.

รีเอเจนต์ที่ระบุก่อให้เกิดการตกตะกอนสีขาวของเกลือคู่กับซิงค์ไอออนบวก

ละลายได้ในด่าง

เติมสารละลาย 2 - 3 หยดลงในสารละลายเกลือสังกะสี
- บันทึกผลการทดลอง

แคดเมียมเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่เป็นพิษมากที่สุด มันสะสมอยู่ในร่างกายและถูกขับออกจากร่างกายอย่างช้าๆ ระยะเวลาที่ความเข้มข้นของแคดเมียมที่ร่างกายดูดซับจะลดลงครึ่งหนึ่งเกิน 10 ปี

การสะสมของแคดเมียมในร่างกายทำให้เกิดนิ่วในไต ความดันโลหิตสูง ฮีโมโกลบินในเลือดลดลง และระบบประสาทถูกทำลาย

แหล่งที่มาหลักของแคดเมียมที่เข้าสู่สิ่งแวดล้อมคือสารเคลือบแคดเมียม แบตเตอรี่ และควันบุหรี่ พอจะกล่าวได้ว่าเลือดของผู้สูบบุหรี่มีแคดเมียมมากกว่าเลือดของผู้ไม่สูบบุหรี่ประมาณ 7 เท่า

ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของแคดเมียมในน้ำธรรมชาติคือ 0.001 มก./ล.

การทดลองที่ 1. การตรวจจับซัลเฟตไอออน

เทสารละลายโซเดียมซัลเฟต 1-2 มิลลิลิตรลงในหลอดทดลองหนึ่งหลอด และสารละลายโพแทสเซียมซัลเฟต 1-2 มิลลิลิตรลงในอีกหลอดหนึ่ง เติมสารละลายแบเรียมคลอไรด์ทีละหยดลงในหลอดทดลองทั้งสอง อธิบายสิ่งที่คุณสังเกตเห็น

สร้างสมการ การแยกตัวด้วยไฟฟ้าเกลือที่นำมาและสมการของปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน เขียนให้ครบถ้วนและย่อ สมการไอออนิกปฏิกิริยา

สารประกอบใดที่สามารถทำหน้าที่เป็นรีเอเจนต์สำหรับแบเรียมไอออน Ba 2+ ได้

สาระสำคัญของการตรวจจับไอออนโดยใช้รีเอเจนต์คืออะไร

การทดลองที่ 2. การตรวจจับไอออนของ Cl คลอไรด์ -

ใช้ตารางความสามารถในการละลาย ค้นหาว่าเกลือชนิดใดที่มีคลอไรด์ไอออน Cl ไม่ละลายน้ำ (ละลายได้เล็กน้อย) การใช้รีเอเจนต์ที่คุณมี พิสูจน์ว่ามีคลอไรด์ไอออนอยู่ในสารละลายโซเดียมคลอไรด์

สร้างสมการสำหรับการแยกตัวของเกลือ ปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยน และสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และย่อสำหรับปฏิกิริยาที่ดำเนินการ

การทดลองที่ 3 การตรวจจับซัลเฟตไอออนและคลอไรด์ไอออน Cl -

หลอดทดลองสองหลอดประกอบด้วยสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์และแมกนีเซียมซัลเฟต ปฏิกิริยาใดที่สามารถใช้เพื่อพิสูจน์ว่าหลอดทดลองหนึ่งหลอดมีสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์และอีกหลอดหนึ่งมีสารละลายแมกนีเซียมซัลเฟต

แบ่งครึ่งสารละลายจากหลอดทดลองหลอดแรกแล้วเทลงในหลอดทดลองสองหลอด เทสารละลายของตะกั่ว (II) ไนเตรตลงในหลอดทดลองหลอดหนึ่ง และสารละลายแบเรียมคลอไรด์ลงในหลอดทดลองอีกหลอด หลอดทดลองใดที่เกิดการตกตะกอน? เกลือชนิดใด - KCl หรือ MgSO 4 - ที่มีอยู่ในหลอดทดลองหลอดแรก

ทดสอบสารละลายจากหลอดทดลองหลอดที่สองเพื่อหาประจุลบที่ไม่พบในหลอดทดลองหลอดแรก เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้เพิ่มสารละลายตะกั่ว (II) ไนเตรตลงในสารละลายทดสอบ อธิบายสิ่งที่คุณสังเกตเห็น

สร้างสมการแลกเปลี่ยนสำหรับปฏิกิริยาที่คุณดำเนินการ และสมการไอออนิกที่สมบูรณ์และย่อสำหรับปฏิกิริยาการตรวจจับไอออน

ประสบการณ์ 4

ดำเนินการปฏิกิริยาเพื่อยืนยันองค์ประกอบเชิงคุณภาพของสารต่อไปนี้: ก) แบเรียมคลอไรด์; b) แมกนีเซียมซัลเฟต c) แอมโมเนียมคาร์บอเนต ใช้ตารางที่ 12 เพื่อทำการทดลองนี้

ตารางที่ 12
การกำหนดไอออน

วิธีการวิเคราะห์เชิงคุณภาพจะขึ้นอยู่กับ ปฏิกิริยาไอออนิกซึ่งช่วยให้สามารถระบุองค์ประกอบในรูปของไอออนบางชนิดได้ ในระหว่างปฏิกิริยาจะเกิดสารประกอบที่ละลายได้น้อย สารประกอบเชิงซ้อนที่มีสีจะเกิดขึ้น การเกิดออกซิเดชันหรือการรีดักชันเกิดขึ้นเมื่อสีของสารละลายเปลี่ยนไป

เพื่อระบุตัวตนผ่านการก่อตัวของสารประกอบที่ละลายได้น้อย จะใช้ตะกอนทั้งแบบหมู่และเดี่ยว NaCl ทำหน้าที่เป็นสารตกตะกอนกลุ่มสำหรับไอออน Ag + , Pb 2+ และ Hg 2+ สำหรับไอออนบวก Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+ - (NH 4) 2 CO 3, สำหรับไอออน Al 3+, Cr 3+, Fe 3+, Fe 2+, Mn 2+, Co 2+, Ni 2 + , Zn 2+ - (NH 4) 2 ส.

มีรีเอเจนต์อินทรีย์และอนินทรีย์หลายชนิดที่ก่อตัวเป็นตะกอนหรือสารเชิงซ้อนที่มีสีด้วยแคตไอออน (ตาราง):

รีเอเจนต์	สูตร	ไอออนบวก	ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา
อลิซาริน	C14H6O2(OH)2	อัล 3+	ตะกอนสีแดงสดใส
เบนซิดีน	ค 12 ชม. 8 (NH 2) 2	Cr 6+, Mn 7+	การเชื่อมต่อสีน้ำเงิน
โพแทสเซียม hexahydroxostibiate	เค	นา+	ตะกอนสีขาว
โซเดียมเฮกซาไนโตรโคบอลเตต	บริษัท นา 3 (NO 2) 6	เค+	ตกตะกอนสีเหลือง
โพแทสเซียมเฮกซะไซยาโนเฟเรต (II)	เค 4	เฟ 3+	ตะกอนสีน้ำเงินเข้ม
α-ไดเมทิลไกลออกซิม	ค 4 N 2 H 8 O 2	คิว 2+	ตะกอนสีน้ำตาลแดง
ไดพิคริลามีน	2 NH	พรรณี 2+, เฟ 2+, Pb 2+	ตะกอนสีแดงสดใส
ไดไทโซนในคลอโรฟอร์ม	C 13 H 12 N 4 ส	เค+	ตกตะกอนสีส้มแดง
โพแทสเซียมไดโครเมต	K2Cr2O7	สังกะสี 2+	สารละลายราสเบอร์รี่สีแดง
แมกนีซอน IREA	C 16 H 10 O 5 N 2 SClNa	Ca2+	ตะกอนสีส้ม
มูเรไซด์	C8H6N6O6	มก. 2+	สารละลายสีแดงสด
โรดามีน บี	C24H21O3N2Cl	Ca2+	สารละลายสีแดง
โครโมเจนสีดำ	C20H13O7N3S	ซีเนียร์ 2+, Ba 2+ - มก. 2+	สารละลายสีม่วง สารละลายสีน้ำเงิน สารละลายไวน์แดง

สารประกอบโลหะที่ระเหยได้จะทำให้เปลวไฟของหัวเผามีสีเดียวหรือสีอื่น ดังนั้น หากคุณเติมสารที่อยู่ระหว่างการศึกษาบนลวดแพลตตินัมหรือลวดนิกโครมลงในเปลวไฟของตะเกียงที่ไม่มีสี เปลวไฟจะมีสีเมื่อมีองค์ประกอบบางอย่างในสาร ตัวอย่างเช่น ในสีต่อไปนี้: สีเหลืองสดใส (โซเดียม), สีม่วง (โพแทสเซียม), สีแดงอิฐ ( แคลเซียม), สีแดงเลือดนก (สตรอนเซียม), สีเหลืองสีเขียว (ทองแดง, โบรอน), สีฟ้าอ่อน (ตะกั่ว, สารหนู)

แอนไอออนมักถูกจำแนกตามความสามารถในการละลายของเกลือหรือคุณสมบัติรีดอกซ์ แอนไอออนจำนวนมาก (SO 4 2 -, SO 3 2 -, CO 3 2 -, SiO 3 2 -, F -, PO 4 3 -, CrO 4 2 - ฯลฯ ) มีกลุ่มรีเอเจนต์ BaCl 2 ในสภาวะที่เป็นกลางหรือ สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดเล็กน้อย เนื่องจากเกลือแบเรียมและแอนไอออนเหล่านี้ละลายได้ในน้ำเล็กน้อย รีเอเจนต์แบบกลุ่มในสารละลาย HNO 3 สำหรับไอออน Cl - , Br - , I - , SCN - S 2 - , ClO - , 4 - และอื่นๆ คือ AgNO 3 สำหรับไอออนบวกนั้นมีรีเอเจนต์สำหรับแอนไอออนบางชนิด (ตาราง):

การจำแนกประเภทของแอนไอออนตามคุณสมบัติรีดอกซ์แสดงไว้ในตาราง:

การจำแนกสารเคมีของสารขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของการตกตะกอน การเกิดภาวะเชิงซ้อน การเกิดออกซิเดชันและการรีดักชัน การทำให้เป็นกลาง ซึ่งเกิดการตกตะกอนที่มีสี การเปลี่ยนสีของสารละลาย หรือการปล่อยสารที่เป็นก๊าซ

A) การหาปริมาณคลอไรด์ไอออน

การวิเคราะห์แบบไอออนเมตริกของน้ำธรรมชาติและน้ำดื่มสำหรับปริมาณไอออนจะขึ้นอยู่กับการวัดศักยภาพสมดุลของอิเล็กโทรดเมมเบรนคัดเลือกไอออนที่แช่อยู่ในสารละลายของไอออนที่วิเคราะห์ วัดศักยภาพโดยสัมพันธ์กับอิเล็กโทรดอ้างอิงที่ติดตั้งสะพานเกลือที่เติมสารละลายโพแทสเซียมไนเตรต 1 โมลาร์โดยใช้โมโนเมอร์ (ดูรูปที่ 12.1)

เมื่อทำการวัดค่าโพเทนชิโอเมตริกเพื่อกำหนดความเข้มข้นของสารแต่ละชนิดโดยโพเทนชิโอเมทรีโดยตรงหรือโดยการไตเตรทแบบโพเทนชิโอเมตริก เซลล์จะถูกติดตั้ง ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรดตัวบ่งชี้และอิเล็กโทรดอ้างอิง ตามกฎแล้วมันเป็นบีกเกอร์ธรรมดา กวนสารละลายในเซลล์โดยใช้เครื่องกวนแบบกลหรือแบบแม่เหล็ก

ความเข้มข้นของไอออนที่วิเคราะห์หาได้จากกราฟการสอบเทียบ กราฟถูกลงจุดในพิกัด "จ-(-lgС)".

อุปกรณ์และรีเอเจนต์

อิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนสำหรับไอออน C1

ปิเปตตวง 10 มล.

แก้วน้ำ 100, 250 มล.

กระดาษกรอง.

โพแทสเซียมคลอไรด์

โพแทสเซียมไนเตรต สารละลาย 1M

โดยใช้การชั่งน้ำหนักที่แม่นยำ ชุดสารละลายมาตรฐานของโพแทสเซียมคลอไรด์ (10 "-10 'M) จึงถูกเตรียมด้วยความแรงของไอออนิกคงที่ซึ่งสร้างขึ้นโดยสารละลายโพแทสเซียมไนเตรต 1 M การพึ่งพาศักยภาพของอิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนบน ความเข้มข้นของโพแทสเซียมคลอไรด์จะถูกลบออกและสร้างกราฟการสอบเทียบขึ้น การวัดจะดำเนินการเพื่อเพิ่มความเข้มข้นของสารละลาย หลังจากการวัดแต่ละครั้ง อิเล็กโทรดจะถูกล้างด้วยน้ำกลั่นและทำให้แห้งด้วยกระดาษกรอง โดยขึ้นอยู่กับผลการวัด กราฟถูกสร้างขึ้น

ค x (โมล/ลิตร) ไอออนคลอไรด์ในน้ำดื่มและน้ำธรรมชาติ โดยใช้กราฟการสอบเทียบที่สร้างขึ้น

ความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออน (กรัม/ลิตร) คำนวณเป็นกรัมโดยใช้สูตร

ผลการวัดจะถูกป้อนในรูปแบบของตาราง 12.8.

ตารางที่ 12.8

ผลลัพธ์ของการหาค่าไอออนเมตริกของคลอรีนไอออนในน้ำ

B) การหาปริมาณฟลูออไรด์ไอออน

เมื่อวิเคราะห์วัตถุทางธรรมชาติและทางอุตสาหกรรม ควรจำไว้ว่า F ไอออนในสารละลายที่เป็นกรดหรือมีไอออน Fe 3+ และ Al 3+ อยู่ในรูปของกรด HF ที่แยกตัวออกอย่างอ่อนและสารประกอบเชิงซ้อนฟลูออไรด์ของโลหะเหล่านี้ ดังนั้น pH ของสารละลายจึงถูกปรับเป็น 5-7 และเติมโซเดียมซิเตรตด้วยซึ่งก่อให้เกิดสารประกอบเชิงซ้อนที่แข็งแกร่งขึ้นด้วยไอออนของเหล็กและอลูมิเนียม

อุปกรณ์และรีเอเจนต์

อิเล็กโทรดตัวบ่งชี้คืออิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนสำหรับไอออน F ก่อนทำงาน ให้แช่อิเล็กโทรดใน 0.001 M NaF เป็นเวลา 24 ชั่วโมง ก่อนการวัด ให้ล้างและทิ้งไว้ประมาณ 10-20 นาทีในน้ำกลั่น จากนั้นเช็ดให้แห้งด้วยกระดาษกรอง

อิเล็กโทรดอ้างอิง ซิลเวอร์คลอไรด์

แก้วโพลีเอทิลีนความจุ 50 มล.

ขวดปริมาตร 100 มล. 6 ชิ้น, 1000 มล. 1 ชิ้น

กระบอกน้ำมีความจุ 50, 100, 1,000 มล.

การวัดปิเปตสำหรับ 10 และ 25 มล.

สารละลายมาตรฐานคือสารละลายโซเดียมฟลูออไรด์ 0.1 โมลาร์ (ตัวอย่าง 4.200 กรัมละลายในขวดวัดปริมาตรขนาด 1000 มล.)

สารละลายพื้นหลังคือสารละลายโซเดียมซัลเฟต 1 โมลาร์ (ตัวอย่าง Na 2 S0 4 142 กรัม หรือ Na 2 S0 4 322 กรัม × YN 2 0 ละลายในขวดวัดปริมาตรขนาด 1,000 มล.)

กรดไนตริก สารละลาย 0.01M

แอมโมเนีย สารละลายน้ำ 0.01M

คำอธิบายคำจำกัดความ

เมื่อเตรียมสารละลายสำหรับการวัดค่า อิเล็กโทรไลต์พื้นหลังส่วนเกินจะถูกนำมาใช้ในสารละลายมาตรฐานและสารละลายที่วิเคราะห์แล้ว ในกรณีนี้ เราสามารถสรุปได้ว่าความแรงของไอออนิกคงที่ในสารละลายทั้งหมด

จากสารละลายมาตรฐานหลักที่มีความเข้มข้นของฟลูออไรด์ไอออน 10 "M จะมีการเตรียมสารละลายหกตัวที่มีความเข้มข้น NaF (M) โดยการเจือจางอย่างต่อเนื่องด้วยสารละลาย 1 M Na 2 S0 4: 10 ", 10" 2, 10 3 , 10 10 5, 10 6. สำหรับปิเปตนี้ ให้ใส่สารละลาย M NaF ขนาด 10 นิ้ว 10 มล. ลงในขวดวัดปริมาตรขนาด 100 มล. และปรับปริมาตรตามเครื่องหมายด้วยสารละลายพื้นหลัง (1 M Na 2 S0 4) จากสารละลายผลลัพธ์ที่ 10 2 M NaF สารละลายที่เหลือจะถูกเตรียมโดยการเจือจางตามลำดับด้วยสารละลายพื้นหลังโดยใช้ขั้นตอนที่คล้ายกัน เริ่มต้นด้วยสารละลายที่มีความเข้มข้นต่ำสุด ศักยภาพของอิเล็กโทรดคัดเลือกฟลูออรีนจะถูกวัดตามลำดับในสารละลายมาตรฐานทั้งหมด และผลการวัดจะถูกบันทึกในรูปแบบของตารางที่คล้ายกับตาราง 9.8. จากผลการวัด จะมีการสร้างกราฟการสอบเทียบขึ้น

เมื่อพิจารณาความเข้มข้นของฟลูออไรด์ไอออนในสารละลายที่วิเคราะห์ จำเป็นต้องเตรียมสารละลายที่มีความแรงของไอออนิกเท่ากัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ สารละลายทดสอบ 5 มล. จะถูกเจือจางด้วย 1 M Na 2 S0 4 ในขวดขนาด 50 มล. ตรวจสอบ pH ด้วยกระดาษบ่งชี้และปรับด้วย 0.01 M HNO:j หรือ NH 4 OH เป็นค่า 5.0-5.5

วัดศักยภาพของอิเล็กโทรดคัดเลือกฟลูออรีนในสารละลายนี้ ค่า рх = -lg ถูกกำหนดจากกราฟการสอบเทียบ ผลลัพธ์จะถูกบันทึกในรูปแบบตาราง

มีความจำเป็นต้องกำหนดปริมาณฟลูออไรด์ไอออน งานควบคุมตรวจคำตอบกับอาจารย์และคำนวณค่าความคลาดเคลื่อนในการวัดสัมพัทธ์

B) การหาปริมาณไนเตรตไอออน

การวิเคราะห์แบบไอออนเมตริกของน้ำธรรมชาติและน้ำดื่มสำหรับปริมาณไนเตรตไอออนจะขึ้นอยู่กับการวัดค่าศักย์ไฟฟ้าสมดุลของอิเล็กโทรดเมมเบรนคัดเลือกไอออนที่แช่อยู่ในสารละลายของไอออนที่วิเคราะห์ เมมเบรนประกอบด้วยตัวแลกเปลี่ยนไอออนเหลวพร้อมเกลือควอเทอร์นารีแอมโมเนียม ศักยภาพจะถูกวัดบนโมโนเมอร์โดยสัมพันธ์กับอิเล็กโทรดซิลเวอร์คลอไรด์ที่เติมสารละลายโพแทสเซียมคลอไรด์อิ่มตัว

อุปกรณ์และรีเอเจนต์

อิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนสำหรับไอออน NQ.,-โฮ

อิเล็กโทรดอ้างอิงซิลเวอร์คลอไรด์

ปิเปต 10 มล.

แก้วน้ำสำหรับ 100 และ 250 มล.

โพแทสเซียมคลอไรด์

โพแทสเซียมไนเตรต, สารละลาย 10 "M

โพแทสเซียมซัลเฟต สารละลาย 1M

1. การหาปริมาณไนเตรตไอออนโดยใช้วิธีกราฟเทียบมาตรฐาน

ใช้การชั่งน้ำหนักที่แม่นยำเตรียมสารละลายมาตรฐานของโพแทสเซียมไนเตรต 10 "M โดยการเจือจางสารละลายมาตรฐานเริ่มต้นอย่างต่อเนื่องสารละลาย 10 2 -10 5 M จะถูกเตรียมด้วยความแรงไอออนิกคงที่ที่สร้างขึ้นโดยสารละลายโพแทสเซียมซัลเฟต 1 M ( พื้นหลัง L) การพึ่งพาศักยภาพของอิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนกับความเข้มข้นของโพแทสเซียมไนเตรตจะถูกป้อนออกในรูปแบบของตารางที่คล้ายกับตารางที่ 9.8 การวัดจะดำเนินการตามลำดับความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น หลังจากการวัดแต่ละครั้ง อิเล็กโทรดจะถูกล้างด้วยน้ำกลั่นและทำให้แห้งด้วยกระดาษกรอง

วัดค่าศักยภาพสมดุลของสารละลายที่วิเคราะห์ กำหนดความเข้มข้น ซีเอ็กซ์(โมล/ลิตร) ไนเตรตในน้ำดื่มและน้ำธรรมชาติ โดยใช้กราฟการสอบเทียบที่สร้างขึ้น ผลลัพธ์จะถูกป้อนลงในแบบฟอร์มตาราง

ความเข้มข้นของไนเตรตไอออนในหน่วย g/l คำนวณโดยใช้สูตร

โดยที่ M(N0 3) - มวลฟันกรามไอออนเท่ากับ 62.01 กรัม/โมล

2. การหาปริมาณไนเตรตไอออนโดยใช้วิธีการเติมแต่ง

ใช้การชั่งน้ำหนักที่แม่นยำเตรียมสารละลายโพแทสเซียมไนเตรตมาตรฐาน 10 "M โดยการเจือจางสารละลายมาตรฐานเริ่มต้นตามลำดับสารละลายที่มีความเข้มข้น 10 2 -10 J M จะถูกเตรียมด้วยความแข็งแรงไอออนิกคงที่ที่สร้างขึ้นโดยสารละลายโพแทสเซียมซัลเฟต 1 M ( พื้นหลัง A) การพึ่งพาศักยภาพของอิเล็กโทรดคัดเลือกไอออนกับความเข้มข้นของโพแทสเซียมไนเตรตจะถูกลบออกและสร้างกราฟการสอบเทียบโดยเพิ่มความเข้มข้นของสารละลายหลังจากการวัดแต่ละครั้ง อิเล็กโทรดจะถูกล้างด้วยการกลั่น น้ำแล้วเช็ดให้แห้งด้วยกระดาษกรอง ผลการวัดแสดงตามตารางที่ 12.9

ตารางที่ 12.9

ผลการวัดศักยภาพเป็นฟังก์ชันของ pNO: เพื่อสร้างกราฟการสอบเทียบ

ค่าความแรงของไอออนิกคำนวณสำหรับแต่ละสารละลายโดยใช้สูตร

ยิ่งความแรงของไอออนิกของสารละลายมากขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรมของไอออนแต่ละตัวก็จะยิ่งต่ำลง และความเข้มข้นของแอคทีฟก็จะยิ่งต่ำลง

ค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรมหาได้จากข้อมูลแบบตาราง (ตารางที่ 12.10) หรือจากสูตร Debye-Hückel

ค่าสัมประสิทธิ์กิจกรรม

ค่า pN0 3 คำนวณเป็นลอการิทึมลบของกิจกรรมไนเตรตไอออน:

สร้างกราฟการพึ่งพา “จ- pN0 3 "และกำหนดความชัน (5) ของฟังก์ชันอิเล็กโทรด (เป็นมิลลิโวลต์) ค่าความชันที่ได้จะถูกนำมาใช้ในสูตรการคำนวณในวิธีการบวก ควรสังเกตว่าแตกต่างจากค่าทางทฤษฎีอย่างไร (0.0591/u ที่ 25°C)

ในการหาความเข้มข้นของไนไตรต์ไอออนในตัวอย่างที่วิเคราะห์ จำเป็นต้องวัดศักย์ไฟฟ้า (/;) ก่อนและหลังเติมสารละลายมาตรฐานของ KNO;j ในการทำเช่นนี้ ให้ใส่สารละลายที่วิเคราะห์แล้วจำนวน 20.00 มล. ลงในแก้วแห้ง จากนั้นอิเล็กโทรดจะถูกจุ่มลงไป และวัดศักย์ไฟฟ้า (?,) จากนั้นเติมสารละลาย KN0 3 มาตรฐาน 2-3 หยดโดยใช้ไมโครปิเปตขนาด 1-2 มล. หลังจากเติมแต่ละครั้ง ให้คนสารละลายด้วยเครื่องคนแบบแม่เหล็ก จากนั้นจึงวัดศักยภาพ (? 2) และการเปลี่ยนแปลงที่สัมพันธ์กับสารละลายที่วิเคราะห์จะถูกกำหนด (D อี = จ. -- ทำการเปลี่ยนแปลง เออีอย่างน้อย 30 mV โดยแนะนำสารเติมแต่ง 2-3 ชนิดในส่วนหนึ่งของตัวอย่าง

คำนวณผลลัพธ์ของการพิจารณาโดยใช้สารเติมแต่งหลายชนิดโดยรู้ปริมาตร P st ของสารละลายที่เติมด้วยความเข้มข้น C st ปริมาตรของสารละลายที่วิเคราะห์ วีอาร์(20 มล.) และละเลยการเจือจางตามสูตร

ที่ไหน เออี- สังเกตการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าหลังจากการเติม mV; 5 - ความชันของฟังก์ชันอิเล็กโทรดซึ่งกำหนดตามกำหนดเวลา mV ปริมาณไนเตรตไอออน (เป็นกรัม/ลิตร) ในสารละลายที่วิเคราะห์คำนวณโดยใช้สูตร

โดยที่ M(NQ 3) คือมวลโมลาร์ของไอออน เท่ากับ 62.01 กรัม/โมล