Внешнее описание соединения. Важнейшие константы соединения.

Кафедра аналитической химии

Курсовая на тему: «Сульфат меди»

Проверил: Вихарева Е.В.

Выполнила: Яндыганова Виктория

Группа 28

Содержание

1. Внешнее описание соединения. Важнейшие константы соединения…………3

2. Качественный химический анализ сульфата меди (II).....................................4

3. Количественный химический анализ сульфата меди (II)……………………...7

4. Инструментальные метод химического анализа сульфата меди (II)…………10

5.Применение ……………………………………………………………………….16

6.Список используемой литературы………………………………………………17

 

 

Внешнее описание соединения. Важнейшие константы соединения.

 

-Меди сульфат – Cupri sulfas. Химическая формула – CuSO₄ .

-Синонимы – медный купорос, медь сернокислая (Cuprum Sulfuricum), серной кислоты соль меди (II).

-Бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Однако из водных растворов, а также на воздухе хотя бы с незначительным содержанием влаги кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO₄ · 5H₂O — медный купорос. Благодаря этому свойству сульфат меди(II) иногда используется в качестве индикатора влажности помещения. Без запаха. Имеет металлический вкус.

-Молекулярный вес: CuSO₄ - 159,60; CuSO_{4 *} 5Н₂ О – 249,68.

-Показатель преломления: CuSO₄ - 1,773; CuSO_{4 *} 5Н₂О – 1,514; 1,5368; 1,543.

-Плотность (г/см³ ): CuSO₄ - 3,603; CuSO_{4 *} 5Н₂О – 2,284.

-Температура плавления: CuSO₄ - 200⁰ С.

-Температура кипения: CuSO₄ – разлагается при 650⁰ С.

-Растворимость в воде: CuSO₄ в холодной воде 20,2²⁰ , в горячей воде реагирует.

Растворимость в других растворителях: CuSO₄ растворяется в метиловом спирте, не растворяется в этиловом.

 

2 .Качественный химический анализ сульфата меди (II)

ИОН МЕДИ(II) Cu²⁺ относится к шестой (аммиакатной) аналитической группе катионов.

Электронная формула, радиус(нм), ионные потенциалы катиона: 3s² 3p⁶ 3d⁹ , 0,081, 0,247.

Гидроксид катиона не растворим в воде, щелочах, но растворимы в избытке концентрированного раствора аммиака.

Способы проведения аналитических реакций на катион Cu²⁺: пробирочный, экстракционный, хроматографический, микрокристаллоскопический.

Характерные реакции иона меди(II)Cu²⁺:

 

1.С концентрированным раствором NH₄ OH (ГФ) с выпадением основной соли зеленого цвета, легко растворимой в избытке реагента с образованием аммиачного комплекса меди(II) интенсивно синего цвета

2Cu SO₄ + 2NH₄ OH = (CuOH)₂ SO₄ + (NH₄ )₂ SO₄

(CuOH)₂ SO₄ + 8NH₄ OH = [Cu(NH₃ )₄ ]SO₄ + [Cu(NH₃ )₄ ](OH)₂ + 8H₂ O

Комплексный ион разрушается при подкислении или действии S^2- :

[Cu(NH₃ )₄ ]²⁺ + 4H⁺ = Cu²⁺ + 4NH₄ ⁺

[Cu(NH₃ )₄ ]²⁺ + S^2- = CuS + 4NH₃

Реакция высокочувствительна и специфична.

 

2.Реакция выделения меди на железной пластинке. На пластинке образуется красноватое пятно меди

Cu SO₄ + Fe = Cu + Fe SO₄

Реакция используется для отделения Cu²⁺ от Cd²⁺.

 

3.С гексацианоферратом(II) калия K₄ [Fe(CN)₆] с образованием красно-бурого осадка гексацианоферрата(II) меди(II), нерастворимого в разбавленных кислотах, растворимого в растворе аммиака, разлагаемого щелочами

2Cu SO₄ + K₄ [Fe(CN)₆ ] = Cu₂ [Fe(CN)₆ ] + 2K₂ SO₄

Реакция дробная. Мешают Fe³⁺ , их удаляют действием раствора аммиака. Способ выполнения реакции пробирочный или хроматографический.

 

4.С йодидом калия KI c образованием осадка йодида меди(I) цвета «слоновой кости», одновременно выделившийся свободный йод окрашивает раствор в буро-коричневый цвет

2Cu SO₄ + 4KI = Cu₂ I₂ + I₂ + 2K₂SO₄

Оптимальные значения рН 2-3. Реакция дробная. Добавление крахмала, образующего с йодом комплекс синего цвета, делает реакцию более чувствительной. Мешающие ионы: Fe³⁺ , Sb³⁺.

 

 

5.С тиосульфатом натрия Na₂S₂O₃ при кипячении в кислой среде [восстановление меди(II) в медь(I)] с образованием черного осадка Cu₂S, растворимого в 2 моль/дм³ растворе HNO₃

2Cu SO₄ + 3Na₂S₂O₃ = Cu₂ S₂O₃ + 2Na₂S₄O₆ + 2Na₂SO₄

Cu₂ S₂O₃ + H₂ O = Cu₂ S + H₂SO₄

Реакция используется для отделения Cu²⁺ от других катионов этой группы.

 

6. С глицерином в основной среде с образованием синего раствора глицерата меди(II)

 

H₂C-OH H₂C-HO O-CH₂

Cu

Cu SO₄ + 2NaOH + 2 HC-OH = HC-O O-CH + 2H₂O + Na₂SO₄

H

H₂C-OH H₂C-OH HO-CH₂

 

Реакция используется для обнаружения Cu²⁺ и отделения от Cd²⁺.

 

СУЛЬФАТ-ИОН SO₄ ^2- относится ко второй группе анионов, которая объединяет анионы, образующие малорастворимые соединения с солями кальция и бария. Сульфат-ион - анион сильной серной кислоты H₂SO₄.

Групповой реагент – смесь равных объемов 1 моль/дм³ растворов солей кальция и бария (рН 7).

 

Характерные реакции сульфатSO₄ ^2- иона:

 

1.С групповыми реагентами BaCl₂+CaCl₂ или BaCl₂ (ГФ). Дробное открытие сульфат-иона проводят в кислой среде, что позволяет устранить мешающее влияние CO₃^2-, PO₄^3- и др., и при кипячении исследуемого раствора с 6 моль/дм³ HCl для удаления S^2- , SO₃^2-, S₂O₃^2- - ионов, которые могут образовывать элементную серу, осадок которой можно принять за осадок BaSO₄. Осадок BaSO₄ способен образовывать изоморфные кристаллы с KMnO₄ и окрашиваться в розовый цвет (повышается специфичность реакции).

Cu SO₄ + Ba²⁺ = BaSO₄ + Cu²⁺

Методика выполнения реакции в присутствии 0,002 моль/дм³ KMnO₄.

К 3-5 каплям исследуемого раствора добавляют равные объемы растворов KMnO₄, BaCl₂ и HCl и энергично перемешивают 2-3 минуты. Дают отстояться и, не отделяя осадка от раствора, добавляют 1-2 капли 3% раствора H₂O₂, перемешивают и центрифугируют. Осадок должен остаться окрашенным в розовый цвет, а раствор над осадком обесцветится.

 

 

2. С ацетатом свинца Pb(CH₃COO)₂

CuSO₄ + Pb(CH₃COO)₂ +2HCl = PbSO₄ + 2CH₃COOH + CuCI₂

Образуется белый осадок, растворимый в насыщенном растворе ацетата аммония или едких щелочах

PbSO₄ + 4NaOH = Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂SO₄

 

 

3.С солями стронция SrCl₂ – образование белого осадка, не растворимого в кислотах (в отличие от сульфитов)

CuSO₄ + SrCl₂ = SrSO₄ + CuCl₂

 

 

4.С солями кальция Ca(NO₃)₂ с образованием игольчатых кристаллов гипса CaSO₄*2H₂O. Микрокристаллоскопический способ. Предельное разбавление 1:86000

CuSO₄ + Ca(NO₃)₂ + 2H₂O = CaSO₄*2H₂O + Cu(NO₃)₂