background image

ANALIZA JAKOŚCIOWA ANIONÓW

Podział anionów na grupy analityczne wg R. W. Bunsena

Nr grupy

Aniony

Odczynnik 

AgNO

3

Ba(NO

3

)

2

I

Cl

, I

AgCl,               AgI

Biały osad

*

Żółty osad

*

-

II

S

2–

, NO

2

Ag

2

S,             AgNO

2

Czarny osad           Biały osad

-

III

CO

3

2–

, C

2

O

4

2–

, SO

3

2–

Ag

2

CO

3

,  Ag

2

C

2

O

4

,  Ag

2

SO

3

Biały osad   Biały osad  Biały osad

BaCO

3

,    BaC

2

O

4

,    BaSO

3

Biały osad   Biały osad    Biały osad

IV

S

2

O

3

2–

, PO

4

3–

Ag

2

S

2

O

3

,       Ag

3

PO

4

Żółty osad

**

Żółty osad

BaS

2

O

3

,      Ba

3

(PO

4

)

2

Biały osad       Biały osad    

V

NO

3

-

-

VI

SO

4

2–

-

BaSO

4

Biały osad

VII

SiO

3

2–

Ag

2

SiO

3

Żółty osad

BaSiO

3

Biały osad

*

- Osad nierozpuszczalny w kwasie azotowym,  

**

- Osad szybko ciemnieje (przekształca się w czarny Ag

2

S)

background image

REAKCJE CHEMICZNE

Typy reakcji red-ox:

1. Przebiegające w środowisku kwaśnym

2. Przebiegające w środowisku zasadowym

3. Przebiegające w środowisku obojętnym

4. Obojnaczość właściwości red-ox

5. Dysproporcjonowania

6. Utleniania substancji, w których reduktorem

są atomy na różnych stopniach utlenienia

REAKCJE KWAS - ZASADA

1.

SYNTEZY

2. ANALIZY

3. WYMIANY

REAKCJE UTLENIACZ - REDUKTOR

1. 

SYNTEZY

2. ANALIZY

3. WYMIANY

background image

WARTOŚCIOWOŚĆ  A  STOPIEŃ UTLENIENIA

WARTOŚCIOWOŚĆ jest to liczba wiązań chemicznych

jaką tworzy atom  pierwiastka w cząsteczce związku chemicznego

STOPIEŃ UTLENIENIA jest liczba elektronów

jaką atom przyjmuje lub oddaje tworząc wiązania chemiczne

-II

I

I

O

H

H

O

H

H

O

I

I

-II

0

O

O

0

0

O

O

O

0

0

0

II

Ca H

H

-I

-I

N

H

H

H

I

I

I

-III

I

C

C

H

O

H

H

H

I

I

I

I

-III

-II

0    0    

I    -I

H - H      H - Cl

Cr

O

2

-XIV

XII

VI

-II

background image

REAKCJE UTLENIACZ 

– REDUKTOR W ŚRODOWISKU KWAŚNYM

MnO

4

+  C

2

O

4

2-

+  H

+

=  Mn

2+

+  CO

2

+  H

2

O

VII 

III 

II 

IV 

Utlenianie

Redukcja

Utleniacz

Reduktor

MnO

4

+  

5e 

+  8 H

+

=  Mn

2+

+  4 H

2

O

C

2

O

4

2-

=  2 CO

2

+  

2e

VII 

II 

III 

IV 

·2

·5

2 MnO

4

+  5C

2

O

4

2-

+  16 H

+

=  2 Mn

2+

+  10 CO

2

+  8 H

2

O

C

2

O

4

2-

-II 

-VIII 

III 

VI

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:  

SYNTEZA

0

0

-III

I

H

2

+  N

2

=   NH

3

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:  

ANALIZA

4HgO    

2 Hg

2

O +  O

2

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:  

WYMIANA

II 

-II 

MnO

4

+  NO

2

+  H

+

=  Mn

2+

+  NO

3

+  H

2

O

MnO

4

+  

5e

+  8 H

+

=   Mn

2+

+  4 H

2

O

NO

2

+  H

2

O  =   NO

3

+  2 H

+

+  

2e

2 MnO

4

+  5 NO

2

+  6 H

+

=  2 Mn

2+

+  5 NO

3

+ 3 H

2

O

VII 

III 

II 

* 2 

* 5 

Utleniacz

Reduktor

Utleniacz

Reduktor

Utleniacz

Reduktor

Reakcja redukcji:

Reakcja utlenienia:

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Przebiegające w środowisku zasadowym

Zn  +  NO

3

+  OH

=  [Zn(OH)

4

]

2–

+  NH

3

NO

3

+  

8e

+  6 H

2

O  =  NH

3

+  9 OH

Zn  +  4 OH

= [Zn(OH)

4

]

2–

2e

NO

3

+  4 Zn  +  7 OH

+  6 H

2

O  =  NH

3

+  4 [Zn(OH)

4

]

2–

∙ 4

Utleniacz

Reduktor

-III

II

II

V

-III

0

0

background image

Al  +  NO

2

+  OH

=  [Al(OH)

4

]

+  NH

3

NO

2

+  

6e

+  5 H

2

O  =  NH

3

+  7 OH

Al +  4 OH

= [Al(OH)

4

]

3e

NO

2

+  2 Al  +  OH

+  5 H

2

O  =  NH

3

+  2 [Al(OH)]

4

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Przebiegające w środowisku zasadowym

Utleniacz

Reduktor

∙ 2

0

0

III

-III

III

III

-III

III

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Przebiegające w środowisku obojętnym

Sn

2+

+  Hg

2+

=   Sn

4+

+  Hg

Hg

2+

2e

= Hg

Sn

2+

=  Sn

4+

+  

2e

Utleniacz

Reduktor

II

II

IV

0

0

II

II

IV

SiO

2

+  2 Mg  =   Si  +  2 MgO

-II

IV

0

0

II

-II

Reduktor

Utleniacz

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Przebiegające w środowisku obojętnym

ClO

4

+  2 Mn(OH)

2

+  H

2

O  = ClO

3

+ 2 Mn(OH)

3

VII

V

II

III

Redukcja

Utlenienie

ClO

4

+  

2e

+ H

2

O = ClO

3

+ 2 OH 

VII

V

II

III

Utleniacz

Mn(OH)

2

+  OH 

= Mn(OH)

3

e

Reduktor

· 2

background image

Obojnaczość właściwości red-ox:

NO

2

+  2 Al  +  OH

+  5 H

2

O  =  NH

3

+  2 [Al(OH)

4

]

MnO

4

+  

NO

2

+  H

+

=  Mn

2+

+  NO

3

+  H

2

O

NO

2

NO

2

, NO

3

NO, N

2

, NH

3

IV

V

III

II

0

-III

S

2

O

3

2-

SO

2

, SO

3

S, S

2-

II

IV

VI

0

-II

C

2

O

4

2-

CO

2

CO, C

III

IV

II

0

III

-III

III

V

Redukcja

Utlenienie

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Reakcje dysproporcjonowania

S

2

O

3

2–

+  OH

=  SO

4

2–

+  S

2–

S

2

O

3

2–

+  10 OH

=  2 SO

4

2–

+  5 H

2

O  + 

8e

S

2

O

3

2–

+  3 H

2

O  + 

8e

=  2 S

2–

+  6 OH

S

2

O

3

2–

+  2 OH

=  SO

4

2–

+  S

2–

+ H

2

O

Utleniacz

Reduktor

Jak można zapobiec reakcji dysproporcjonowania jonów tiosiarczanowych?

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Porównanie właściwości utleniająco-redukujących

I

2

+  

SO

3

2–

+  2 OH

=  2 I

+  SO

4

2–

+  H

2

O

2 I

+  2 

NO

2

+  4 H

+

=  I

2

+  2 

NO +  2 H

2

O

Co jest silniejszym utleniaczem:

SO

4

2–

,

czy

NO

2

?

Potencjał red-ox (E): 

I

I

E

/

2

/

1

2

2

3

2

4

2

/

/

2

/

1

SO

SO

I

I

E

E

Utleniacz

Reduktor

2

3

2

4

2

2

/

/

2

/

1

/

SO

SO

I

I

NO

NO

E

E

E

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Reakcje utleniania substancji, 

w których reduktorem są atomy na różnych stopniach utlenienia

 

Cu  S  +  4 H  O  =  SO   +  2 Cu   +  8 H    + 

10e

   

 

2- 

 2+ 

 + 

   

 

VI 

-II 

-8e 

-2e 

NO

3

+  

1e

+  2 H

+

=  NO

2

+  H

2

O

Cu

2

S   +  10 NO

3

+  12 H

+

=  2 Cu

2+

+  SO

4

2–

+  10 NO

2

+  6 H

2

O

∙ 10

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

3 SO

4

2–

+  S

2

O

3

2–

=  3 SO

3

2–

+  S

2

O

6

2–

4 SO

4

2–

+  S

2

O

3

2–

2 H

+

=  2 SO

3

2–

+  2 S

2

O

6

2–

+ H

2

O

VI

II

IV

V

VI

II

IV

V

Kwas ditionowy

HO

S

S

O

O

O

O

OH

HO

S

O

O

S

O

O

OH

S

S

HO

S

O

S

OH

Kwas 

tetrationowy

Kwas 

tiosiarkowy

Kwas 

pirosiarkowy

O

HO

S

O

O

S

O

O

OH

Co to jest 

katenacja?

Wpływ środowiska kwasowo-zasadowego na przebieg reakcji chemicznej

background image

REAKCJE UTLENIACZ 

– REDUKTOR:

2 S

2

O

3

2-

+  I

2

=  S

4

O

6

2-

+ 2 I

-

HO

S

O

S

OH

HO

S

S

O

O

O

O

OH

HO

S

O

O

S

O

O

OH

S

S

O

HO

S

O

O

S

O

O

OH

Co to jest katenacja?

HO

S

O

O

S

O

O

OH

(S)n

O

HO

S

O

O

S

O

O

OH

O

HO

S

O

O

O-O-H

HO

S

O

O

O

OH

S

II

Utlenianie

?

0

-I

Redukcja

Kwas tiosiarkowy, (H

2

S

2

O

3

)

Kwas pirosiarkowy(VI), (H

2

S

2

O

7

)

Kwas nadtlenosiarkowy, (H

2

SO

5

)

Kwas caro

Kwas nadtlenodisiarkowy, (H

2

S

2

O

8

)

Kwas pirosiarkowy(IV), (H

2

S

2

O

5

)

Kwas ditionowy, (H

2

S

2

O

6

)

Kwas tetrationowy, (H

2

S

4

O

6

)

Kwas politionowy, (H

2

S

n

O

6

)

background image

Mineralizacja bifenylu metodą Kjeldahla

0

0

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

+ H

2

SO

4

SO

2

+  CO

2

+  H

2

O

Δ

Reakcja połówkowa dla reduktora:

Reakcja połówkowa dla utleniacza:

0

0

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

+  24 H

2

O                 12 CO

2

+  

58e

+  58 H

+

IV

H

2

SO

4

+  2 H

+  

+  

2e

SO

2

+  2 H

2

O

• 29

0

0

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

+  29 H

2

SO

4

29 SO

2

+   12 CO

2

+  34 H

2

O

IV 

IV 

VI

IV

VI

Δ

background image

Mineralizacja bifenylu metodą Lassaigne’a

+  Na + O

2

CO

2

+ Na 

+

+ OH

-

+ H

2

O

0

0

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

Reakcje połówkowe dla reduktora:

0

0

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

4

+ 4 Na  + 59 O

2

48 CO

2

+  4 Na

+

+  4 OH

+ 18 H

2

O

Reakcja połówkowa dla utleniacza:

O

2

+  2 H

2

O  +  

4 e

4 OH

• 59

0

-II

0

0

I

IV

58 OH

12 CO

2  

+  

58 e

+  34 H

2

O

0

0

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

-I

Na          Na

+

+  

e

• 4

0

I

IV

Δ

Δ

background image

Mineralizacja organicznych związków azotu

metodą Lassaigne’a

:C

N

-

II

-III

 

 IV 

  II 

 I 

H  C

 

CH    +  Na  +  2 H  O                CO    +  Na

+

    +  CN

    +  11 H

+

   +  

11e

                          

 

NH

 2 

 -III   -I 

 

O    +  4 H    +  

4 e

             2 H  O  

 

 

-II 

Δ

 

 2 

4

 

H  C

 

CH    +  4 Na  +  11 O                 4 CO

2

    +  4 Na

+

    +  4 CN

    +  14 H

2

O                          

 

NH

 2 

  

∙ 4

∙ 11

2

background image

O   + 

4e

  + 2 H O           4 OH

2

2

Na                   Na     + 

1e

 

-III

I

0

IV

II

-2e

-3e

-7e

CH -C=CH-NH   + 4 H O         2 CO    +  CN     +   Cl    + 

12e

  +  14 H

2

2

2

3

Cl

+13e

4

13

4 CH -C=CH-NH   + 4 Na + 13 O         8 CO + 4 HCN + 4 Na  + 4 Cl  + 10 H O

Cl

2

3

2

2

Mineralizacja

metodą Lassaigne’a

background image

Reakcje mineralizacji

NO

2

NH

2

-III

III

I

-I

-I

-I

-I

I

+ 10 H

2

O  =  6 CO

2

20 e

+ 18 H

+

+ 2 NH

4

+

Cr

2

O

7

2-

6 e

+ 14 H

+

= 2 Cr

3+

+ 7 H

2

O

·3

·10

NO

2

NH

2

-III

III

I

-I

-I

-I

-I

I

3

+ 10 Cr

2

O

7

2-

+ 86 H

+

= 20 Cr

3+

+ 6 NH

4

+

+ 18 CO

+ 40 H

2

O

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Reakcje wykorzystywane jako reakcje charakterystyczne 

w analizie anionów

I grupa anionów:

II grupa anionów:

III grupa anionów:

IV grupa anionów:

2 MnO

4

+ 10 

Cl

+  16 H+  = 2 Mn

2+

+ 5 Cl

2

+  8 H

2

O

Cl

2

+  2 

I

=  2 Cl

+  I

2

2 NO

2

+  2 

I

+  4 H

+

=  2 

NO +  I

2

+  2 H

2

O

Ag

2

S

+  2 NO

3

+ 8 H

+

=   3 S  +  6 Ag

+

+  2 

NO +  4 H

2

O

2 I

+  2 

NO

2

+  4 H

+

=  I

2

+  2 

NO +  2 H

2

O

I

2

+  

SO

3

2–

+  2 OH

=  2 I

+  SO

4

2–

+  H

2

O

2 MnO

4

+ 5 

SO

3

2–

+  6 H

+

= 2 Mn

2+

+  5 SO

4

2–

+  3 H

2

O

2 MnO

4

+ 5 

C

2

O

4

2–

+  16 H

+

= 2 Mn

2+

+ 10 

CO

2

+ 8 H

2

O

S

2

O

3

2–

+  2 OH

=  SO

4

2–

+  S

2–

+  H

2

O

S

2

O

3

2–

+ I

2

=  2 I

+   S

4

O

6

2–

S

2

O

3

2–

+ 8 MnO

4

+ 14 H

+

=  10 SO

4

2–

+ 8 Mn

2+

+ 7 H

2

O

C - C

O

O

OH

HO

III III

O

O

O

S

S

-I

V

S

O

O

O

S

0

IV

S

S

V

S

S

O

O

O

O

O

O

0

0

V

KATENACJA

KATENACJA

DELOKALIZACJA

ELEKTRONÓW

background image

DELOKALIZACJA ELEKTRONÓW W CZĄSTECZCE

O

O

O

S

S

-I

V

S

O

O

O

S

0

IV

C

O

O

HO

C

O

O

HO

III

III

Jakie warunki muszą być spełnione, aby wystąpiło zjawisko delokalizacji elektronów w cząsteczce?

background image

REAKCJE UTLENIACZ – REDUKTOR:

Reakcje wykorzystywane jako reakcje charakterystyczne 

w analizie anionów

Reakcja obrączkowa:

Reakcja z wykorzystaniem papierka jodowo - skrobiowego:

[Fe(NO)

6

]

3+

 

FeSO

4

,

kryszt.

 

Badany roztwor

H

2

SO

4,stęż

Fe

2+

+  

NO

2

+  2 H

+

=  Fe

3+

+  

NO +  H

2

O

Fe

3+

+  6 NO  =  [Fe(NO)

6

]

3+

Kation heksanitrozylżelazo(III)

2 IO

3

+  5 SO

+  8 OH

=  I

2

+  5 SO

4

2–

+  4  H

2

O

SO

3

2–

+  2 H

+

=  

SO

2

+  H

2

O

I

2

+  SO

2

+  4 OH

=  2 I

+  SO

4

2–

+  2 H

2

O

background image

PbN

6

+ Cr(MnO

4

)

2

→ Pb

2

O

3

+ PbO + NO + Cr

2

O

3

+ MnO

2

15PbN

6

+ 44Cr(MnO

4

)

2

→ 5Pb

2

O

3

+ 5PbO + 90NO + 22Cr

2

O

3

+ 88MnO

2

*5

0

0                           

III                

II                     II

3PbN

6

+ 22H

2

O → Pb

2

O

3

+ PbO + 18NO + 44e + 44H

+

IV 

VI                                                      

III             

IV

2Cr(MnO

4

)

2

+ 10e + 10H

+

→ Cr

2

O

3

+ 4MnO

2

+ 5H

2

O

-36e

-6e

-2e

+8e

+2e

*22

background image

P

2

I

4

+ P

4

+ H

2

O → PH

4

I + H

3

PO

4

5P

2

I

4

+ 13P

2

+ 64H

2

O → 20PH

4

I + 16H

3

PO

4

0              II                                                                    -III

P

2

+ P

2

I

4

16e

+ 16H

+

→ 4PH

4

I

0                                                       V

P

2

+ 8H

2

O → 2H

3

PO

4

10e

+ 10H

+

+6e

+10e

-10e

*5

*8