Уравнения реакций:

(СН 3 СОО) 2 Са→СаСO 3 + СН 3 СОСН 3 ;

СН 3 СОСН 3 + ЗС1 2 →СН 3 СОСС1 3 + ЗНС1;

СН 3 СОСС1 3 + Са(ОН) 2 → (СН 3 СОО)2Са + 2СНС1 3 ;

2СНС1 3 + О 2 → 2СОС1 2 + 2НС1;

СОС1 2 + 2НН 3 → СО(NН 2) 2 +2НС1;

И(1:2) К Н Е

N 2 + ЗН 2 →2NН 3 ;

СОС1 2 + НОН → СO 2 + 2НС1;

Н 2 + С1 2 → 2НС1.

Насыщенный углеводород А может вступать в реакции замещения и подвергаться расщеплению по углерод-углеродной связи.

Рассмотрим случай, когда углеводорода А был взят избыток. Тогда продукты В и Г могут быть пре­имущественно монозамещенными и углеводород А содержит два типа атомов водорода, В и Г - соот­ветствующие монозамещенные. Но в этом случае они являются изомерами и после восстановления цинко­вой пылью должны давать одинаковые количества продуктов, способных реагировать с аммиачным рас­твором оксида серебра (реактивом Толленса). Сле­довательно, этот вариант не подходит.

Рассмотрим случай, когда одновременно проте­кают две реакции: расщепления и замещения. Толь­ко два продукта при этом могут дать лишь этан и циклоалканы (скорее всего, циклопропан). Если А - этан, то идет реакция

С 2 Н 6 →СН 3 Х + С 2 Н 5 Х.

Так как обработка реактивом Толленса приводит к одному и тому же осадку, следует предположить, что СН 3 Х и С 2 Н 5 Х вступали в аналогичные реакции, при этом отношение масс осадков равно отношению мо­лярных масс СН 3 Х и С 2 Н 5 Х:

Отсюда Mr (Х)=46, т. е. X - это NO 2 . Следователь­но, протекали реакции:

N 2 O 4 ↔ 2NO 2 (образование бурых паров);

С 2 Н 6 + 2NO 2 → С 2 Н 5 NO 2 + HNО 2 ;

С 2 Н 6 + 2NO 2 → 2СН 3 NO 2 ;

RNO 2 + 2Zn + 8NН 4 С1→RNHОН + 2Zn(NН 3) 4 С1 2 + 4НС1;

(R = СН 3 , С 2 Н 5)

2Н 2 O + RNНОН + 2Аg(NН 3) 2 ОН → RNO + 2Аg↓ + 4NН 4 ОН.

Таким образом, для рассмотренного случая имеем А - этан, Б - N 2 O 4 , В - СН 3 NO 2 , Г - С 2 Н 5 NO 2 . При другом соотношении масс осадков подходит вариант когда А - циклопропан, идет реакция:

(СН 2) 2 →C 3 Н 5 Х + ХСН 2 СН 2 СН 2 Х.

Отношение масс осадков равно отношению экви­валентов В и Г:

Отсюда М r (Х) = 30, жидкость Б -бром. Проте­кали реакции:

(СН 2) 3 + Вr 2 → С 3 Н 5 Вr + НВr;

(СН 2) 3 + Вr 2 → ВrСН 2 СН 2 СН 2 Вr;

ВrСН 2 СН 2 СН 2 Вr + Zn → С 3 Н 6 + ZnВr 2 (образование циклопропана);

Zn + 2Аg (NH 3) 2 ОН → Zn(NH 3) 4 (OН) 2 + 2АgВr.

A - циклопропан, Б - бром, В-1,3-дибромпропан, Г - бромциклопропан.

Предположения, что А является циклоалканом с числом атомов углерода в кольце большим, чем три, не приводят к разумному ответу.

6.2. Определение одного или нескольких веществ на основании качественных реакции

Решение качественных задач по определению ве­ществ, находящихся в склянках без этикеток, пред­полагает проведение ряда операций, по результатам которых можно определить, какое вещество нахо­дится в той или иной склянке.

Первым этапом решения является мысленный эксперимент, представляющий собой план действий и их предполагаемые результаты. Для записи мыс­ленного эксперимента используется специальная таблица-матрица, в ней обозначены формулы опре­деляемых веществ по горизонтали и вертикали. В ме­стах пересечения формул взаимодействующих ве­ществ записываются предполагаемые результаты наблюдений: - выделение газа, ↓ - выпадение осадка, указываются изменения цвета, запаха или отсутствие видимых изменений. Если по условию за­дачи возможно применение дополнительных реакти­вов, то результаты их использования лучше записать перед составлением таблицы - число определяемых веществ в таблице может быть таким образом со­кращено.

Решение задачи будет, следовательно, состоять из следующих этапов:

предварительное обсуждение отдельных реак­ции и внешних характеристик веществ;

запись формул и предполагаемых результатов попарных реакций в таблицу;

проведение эксперимента в соответствии с таб­лицей (в случае экспериментальной задачи);

анализ результатов реакций и соотнесение их с конкретными веществами;

формулировка ответа задачи.

Необходимо подчеркнуть, что мысленный экспе­римент и реальность не всегда полностью совпадают, так как реальные реакции осуществляются при определенных концентрации, температуре, освеще­нии (например, при электрическом свете АgС1 и АgВг идентичны). Мысленный эксперимент часто не учитывает многих мелочей. К примеру, Вr 2 /аq пре­красно обесцвечивается растворами Nа 2 СO 3 , Nа 2 SiO 3 , СН 3 СОONа; образование осадка Аg 3 РO 4 не идет в сильнокислой среде, так как сама кислота не дает этой реакции; глицерин образует комплекс с Сu(ОН) 2 , но не образует с (СuOН) 2 SO 4 , если нет избытка щелочи, и т. д. Реальная ситуация не все­гда согласуется с теоретическим прогнозом, и в этой главе таблицы-матрицы «идеала» и «реальности» иногда будут отличаться. А чтобы разбираться в том, что же происходит на самом деле, ищите всякую возможность работать руками экспериментально на уроке или факультативе (помните при этом о требо­ваниях техники безопасности).

Пример 1. В пронумерованных склянках содер­жатся растворы следующих веществ: нитрата сереб­ра, соляной кислоты, сульфата серебра, нитрата свинца, аммиака и гидроксида натрия. Не используя других реактивов, определите, в какой склянке рас­твор какого вещества находится.

Решение. Для решения задачи составим таблицу-матрицу, в которую будем заносить в соответствую­щие квадратики ниже пересекающей ее диагонали данные наблюдения результатов сливания веществ одних пробирок с другими.

Наблюдение результатов последовательного приливания содержимого одних пронумерованных про­бирок ко всем другим:

1+ 2- выпадает белый осадок;

1+ 3 - видимых изменений не наблюдается;

1+ 4 - в зависимости от порядка сливания растворов может выпасть осадок;

1+ 5 - выпадает осадок бурого цвета;

1+ 3 - выпадает осадок белого цвета;

2+4 - видимых изменений не наблюдается;

1+ 5 - видимых изменений не наблюдается;

3+4 - наблюдается помутнение;

Вещества	1. А gNO 2	2. НС1	3. Рb(NO 3 ) 2	4.NH 4 ОН	5. NaOH
1. А gNO 3				выпадающий осадок рас­творяется
2. НС1
3. РЬ(NO 3 ) 2				(помутнение)
4. NH 4 OH			↓ (помут-
5. N аОН

3+5 - выпадает белый осадок;

4+5 - видимых изменений не наблюдается.

Запишем далее уравнения протекающих реакций в тех случаях, когда наблюдаются изменения в реак­ционной системе (выделение газа, осадка, изменение цвета) и занесем формулу наблюдаемого вещества и соответствующий квадратик таблицы-матрицы выше пересекающей ее диагонали:

1+2: AgNO 3 + HCl → AgCl↓ +HNO 3 ;

1+5: 2AgNO 3 + 2NaOH → Ag 2 O↓ + 2NaNO 3 +H 2 O;

(2AgOH → 2NaNO 3 + H 2 O)

2+3: 2HCl + Pb(NO 2) 2 → PbCl 2 ↓+2HNO 3 ;

3+4: Pb(NO 3) 2 ↓ + 2NH 4 NO 3 →Pb(OH) 2 ↓+2NH 4 NO 3 ;

помутнение

3+5: Pb(NO 3) 2 +2NaOH →Pb(OH) 2 ↓+2NaNO 3 ;

(при приливании нитрата свинца в избыток щелочи осадок может сразу раствориться).

Таким образом, на основании пяти опытов разли­чаем вещества, находящиеся в пронумерованных про­бирках.

Пример 2. В восьми пронумерованных пробирках (от 1 до 8) без надписей содержатся сухие вещест­ва: нитрат серебра (1), хлорид алюминия (2), суль­фид натрия (3), хлорид бария (4), нитрат калия (5), фосфат калия (6), а также растворы серной (7) и соляной (8) кислот. Как, не имея никаких дополни­тельных реактивов, кроме воды, различить эти ве­щества?

Решение. Прежде всего растворим твердые веще­ства в воде и отметим пробирки, где они оказались. Составим таблицу-матрицу (как в предыдущем при­мере), в которую будем заносить данные наблюде­ния результатов сливания веществ одних пробирок с другими ниже и выше пересекающей ее диагонали. В правой части таблицы введем дополнительную графу «общий результат наблюдения», которую за­полним после окончания всех опытов и суммирова­ния итогов наблюдений по горизонтали слева напра­во (см., например, с. 178).

1+2: 3AgNO 3 + AlCl 3 → 3AgCl↓+Al(NO 3) 3 ;

1+3: 2AgNO 3 + Na 2 S → Ag 2 S↓+2NaNO 2 ;

1+4: 2AgNO 3 + BaCl 2 → AgCl↓+ Ba(NO 3) 2 ;

1+6: 3AgNO 3 + K 3 PO 4 → Ag 3 PO 4 ↓+ 3KNO 3 ;

1+7: 2AgNO 3 + H 2 SO 4 → Ag 2 SO 4 ↓+2HNO 3 ;

1+8: AgNO 3 +HCl → AgCl↓+ HNO 3 ;

2+3: 2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O →2Al(OH) 3 + 3H 2 S +6NaCl;

(Na 2 S + H 2 O) → NaOH + NaHS, гидролиз);

2+6: AlCl 3 + K 3 PO 4 →AlPO 4 ↓+3KCl;

3+7: Na 2 S +H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 +H 2 S;

3+8: Na 2 S +2HCl→ 2NaCl+H 2 S;

4+6: 3BaCl 2 + 2K 3 PO 4 → Ba 3 (PO 4) 2 + 6KCl;

4+7: BaCl 2 + H 2 SO 4 → BaSO 4 + 2KCl.

Видимых изменений не происходит только с нитра­том калия.

По тому, сколько раз выпадает осадок и выде­ляется газ, однозначно определяются все реагенты. Кроме того, ВаС1 2 и КзР0 4 различают по цвету вы­павшего осадка с AgNO 3: АgСl - белый, а Ag 3 Р04 - желтый. В данной задаче решение может быть более простым - любой из растворов кислот позволяет сразу выделить сульфид натрия, им определяются нитрат серебра и хлорид алюминия. Нитратом сереб­ра определяются среди оставшихся трех твердых веществ хлорид бария и фосфат калия, хлоридом бария различают соляную и серную кислоты.

Пример 3. В четырех пробирках без этикеток на­ходятся бензол, хлоргексан, гексан и гексен. Исполь­зуя минимальные количества и число реактивов, предложите метод определения каждого из указан­ных веществ.

Решение. Определяемые вещества между собой не реагируют, таблицу попарных реакций нет смыс­ла составлять.

Существует несколько методов определения дан­ных веществ, ниже приведен один из них.

Бромную воду обесцвечивает сразу только гексен:

С 6 Н 12 + Вr 2 = С 6 Н 12 Вr 2 .

Хлоргексан можно отличить от гексана, пропус­кая продукты их сгорания через раствор нитрата се­ребра (в случае хлоргексана выпадает белый оса­док хлорида серебра, нерастворимый в азотной кис­лоте, в отличие от карбоната серебра):

2С 6 Н 14 + 19O 2 = 12СO 2 + 14Н 2 O;

С 6 Н 13 Сl + 9O 2 = 6СO 2 +6Н 2 O + НСl;

НС1 + АgNО 3 = АgСl↓ + HNO 3 .

Бензол отличается от гексана по замерзанию в ледяной воде (у С 6 Н 6 т. пл.= +5,5°С, а у С 6 Н 14 т. пл.= - 95,3°С).

Задачи

В два одинаковых химических стакана налиты равные объемы: в один воды, в другой - разбавлен­ного раствора серной кислоты. Как, не имея под ру­кой никаких химических реактивов, различить эти жидкости (пробовать растворы на вкус нельзя)?

В четырех пробирках находятся порошки окси­да меди(П), оксида железа(III), серебра, железа. Как распознать эти вещества, используя только один химический реактив? Распознавание по внешнему виду исключается.

В четырех пронумерованных пробирках нахо­дятся сухие оксид меди (II), сажа, хлорид натрия и хлорид бария. Как, пользуясь минимальным количе­ством реактивов, определить, в какой из пробирок находится какое вещество? Ответ обоснуйте и под­твердите уравнениями соответствующих химических реакций.

В шести пробирках без надписей находятся безводные соединения: оксид фосфора (V), хлорид натрия, сульфат меди, хлорид алюминия, сульфид алюминия, хлорид аммония. Как можно определить содержимое каждой пробирки, если имеется только набор пустых пробирок, вода и горелка? Предложи­те план анализа.

В четырех пробирках без надписей находятся водные растворы гидроксида натрия, соляной кис­лоты, поташа и сульфата алюминия. Предложите способ определения содержимого каждой пробирки, не применяя дополнительных реактивов.

В пронумерованных пробирках находятся рас­творы гидроксида натрия, серной кислоты, сульфата натрия и фенолфталеин. Как различить эти раство­ры, не пользуясь дополнительными реактивами?

В банках без этикеток находятся следующие индивидуальные вещества; порошки железа, цинка, карбоната кальция, карбоната калия, сульфата нат­рия, хлорида натрия, нитрата натрия, а также рас­творы гидроксида натрия и гидроксида бария. В Ва­шем распоряжении нет никаких других химических реактивов, в том числе и воды. Составьте план опре­деления содержимого каждой банки.

В четырех пронумерованных банках без этике­ток находятся твердые оксид фосфора(V) (1), оксид кальция (2), нитрат свинца (3), хлорид кальция (4). Определить, в какой из банок находится каждое из указанных соединений, если известно, что вещества (1) и (2) бурно реагируют с водой, а вещества (3) и (4) растворяются в воде, причем полученные рас­творы (1) и (3) могут реагировать со всеми осталь­ными растворами с образованием осадков.

В пяти пробирках без этикеток находятся рас­творы гидроксида, сульфида, хлорида, йодида нат­рия и аммиака. Как определить эти вещества при помощи одного дополнительного реактива? Приведи­те уравнения химических реакций.

Как распознать растворы хлорида натрия, хлорида аммония, гидроксида бария, гидроксида нат­рия, находящиеся в сосудах без этикеток, используя лишь эти растворы?

В восьми пронумерованных пробирках нахо­дятся водные растворы соляной кислоты, гидроксида натрия, сульфата натрия, карбоната натрия, хлорида аммония, нитрата свинца, хлорида бария, нитрата се­ребра. Используя индикаторную бумагу и проводя любые реакции между растворами в пробирках, установить, какое вещество содержится в каждой из них.

В двух пробирках имеются растворы гидро­ксида натрия и сульфата алюминия. Как их разли­чить, по возможности, без использования дополни­тельных веществ, имея только одну пустую пробирку или даже без нее?

В пяти пронумерованных пробирках находят­ся растворы перманганата калия, сульфида натрия, бромная вода, толуол и бензол. Как, используя толь­ко названные реактивы, различить их? Используйте для обнаружения каждого из пяти веществ их ха­рактерные признаки (укажите их); дайте план про­ведения анализа. Напишите схемы необходимых ре­акций.

В шести склянках без наименований находят­ся глицерин, водный раствор глюкозы, масляный альдегид (бутаналь), гексен-1, водный раствор аце­тата натрия и 1,2-дихлорэтан. Имея в качестве до­полнительных химических реактивов только безвод­ные гидроксид натрия и сульфат меди, определите, что находится в каждой склянке.

Исследуемые вещества химики-аналитики подвергают воздействию других веществ, состав которых известен.

Вещества, вызывающие химические превращения исследуемых веществ с образованием новых соединений, отличающихся характерными свойствами, называют химическими реактивами. В настоящее время синтезировано очень большое число химических реактивов.

Значение химических реактивов. Химические реактивы широко применяются для всех видов химического анализа. Химические реактивы в руках химика-аналитика являются средством исследования не только химического состава, но и строения анализируемых соединений.

Классификация химических реактивов. В зависимости от состава реактивы могут быть неорганическими и органическими.

По степени чистоты реактивы делят на «химически чистые» , «чистые для анализа» (ч. д. а.), «чистые» и «технические», применяемые в лабораториях и на производстве. Для подавляющего большинства анализов, проводимых в аналитических лабораториях, вполне пригодны реактивы «чистые для анализа». Наименьшее количество примесей содержится в реактивах марки , применяемых для точных аналитических работ и специальных целей.

Абсолютно чистых реактивов не существует, но количество содержащихся в них примесей может быть настолько ничтожным, что практически оно не отражается на аналитических определениях. Работа с сильно загрязненными реактивами может привести к совершенно искаженным результатам анализа.

Понятия и т. п. довольно относительные. В одних случаях (применительно для одних целей) «сильно загрязненные реактивы» оказываются вполне удовлетворяющими предъябляемым требованиям. В других случаях (применительно для других целей) даже реактивы марки оказываются неудовлетворительными. Дело в том, что для анализа сверхчистых веществ, применяемых в атомной и полупроводниковой технике, или при решении проблем создания генераторов микроволн и светового излучения, счетно-решающих устройств и т. п., требуются и реактивы сверхвысокой чистоты, без которых невозможно решать актуальнейшие проблемы современной науки и новой техники.

Насколько эти требования высоки можно судить по тому, что и работа с такими сверхчистыми веществами должна проводиться в специализированных помещениях, снабжаемых абсолютно чистым воздухом, свободным от примесей посторонних веществ и в том числе микропримесей, со специальным лабораторным оборудованием, особой тарой для хранения реактивов (обычная стеклянная посуда в этом случае непригодна) и т. д. Отсутствие в лабораторных помещениях, где производятся работы с сверхчистыми веществами, надлежащей «сверхчистоты», ведет к загрязнению как самих анализируемых объектов, так и применяемых для них особо чистых реактивов. Вследствие чего совершенно искажаются данные результатов анализа, имеющие огромное значение для производства и применения особо чистых материалов.

Некоторые реактивы известны в аналитической практике по имени их авторов. Например, реактив Л. А. Чугаева на ионы никеля - диметил глиоксим:

Реактив Несслера, представляющий собой щелочной раствор тетра-иодомеркуриата калия и др.

Реактивы, применяемые в аналитических, лабораториях, подразделяют на специфические, избирательные, или селективные, и групповые.

Специфические реактивы предназначаются для обнаружения искомых ионов в присутствии других ионов. Например, является специфическим реактивом на железо (III), с которым он образует синий осадок берлинской лазури; является специфическим реакг тивом на железо (II), реагируя с которым, он образует синий осадок турнбулевой сини; диметилглиоксим (реактив Л. А. Чугаева) является наиболее специфическим реактивом на ионы никеля и образует с в аммиачной среде кристаллический осадок диметилглиоксимата никеля розово-красного цвета.

Избирательные, или селективные, реактивы реагируют с ограниченным числом индивидуальных ионов, иногда принадлежащих к разным группам. Например, -оксихинолин

образует с различными ионами при определенных условиях малорастворимые соединения, в которых водород гидроксильной группы оксихино-лина замещается на ионы металла, как, например, или . Из буферных уксуснокислых растворов -оксихинолин количественно осаждает ионы меди, висмута, кадмия, ванидия (V), алюминия, цинка и некоторые другие; из аммиачных растворов он осаждает ионы магния, бериллия, кальция, стронция, бария и олова.

Особое значение в аналитической практике имеют избирательные (селективные) растворители, представляющие собой преимущественно жидкие органические соединения, растворяющие (или извлекающие) один или несколько компонентов из сложной смеси веществ.

Групповые реактивы реагируют с целой группой ионов.

Требования, предъявляемые к реактивам. Ценность и практическое значение аналитических реактивов определяется рядом требований, предъявляемых к ним. К числу этих требований относятся главным образом чистота, чувствительность и специфичность. При пользовании загрязненными реактивами, содержащими вредные примеси (или определяемые ионы), получаются неверные результаты. Поэтому реактивы должны быть прежде всего чистыми.

Предельное содержание допустимых примесей в реактивах регламентируется техническими требованиями, приводимыми в ГОСТ или ТУ (т. е. в государственных стандартах или в технических условиях). Следует, однако, иметь в виду, что реактивы марки ч. д. а. или . не всегда требуются для проведения аналитической реакции. В исходном реактиве обычно недопустимо присутствие только таких примесей, которые затрудняют ход анализа или искажают его результаты. Во всех остальных случаях посторонние примеси не имеют значения.

Решение качественных задач по определению веществ, находящихся в склянках без этикеток, предполагает проведение ряда операций, по результатам которых можно определить, какое вещество находится в той или иной склянке.

Первым этапом решения является мысленный эксперимент, представляющий собой план действий и их предполагаемые результаты. Для записи мысленного эксперимента используется специальная таблица-матрица, в ней обозначены формулы определяемых веществ по горизонтали и вертикали. В местах пересечения формул взаимодействующих веществ записываются предполагаемые результаты наблюдений: - выделение газа, - выпадение осадка, указываются изменения цвета, запаха или отсутствие видимых изменений. Если по условию задачи возможно применение дополнительных реактивов, то результаты их использования лучше записать перед составлением таблицы - число определяемых веществ в таблице может быть таким образом сокращено.
Решение задачи будет, следовательно, состоять из следующих этапов:
- предварительное обсуждение отдельных реакций и внешних характеристик веществ;
- запись формул и предполагаемых результатов попарных реакций в таблицу,
- проведение эксперимента в соответствии с таблицей (в случае экспериментальной задачи);
- анализ результатов реакций и соотнесение их с конкретными веществами;
- формулировка ответа задачи.

Необходимо подчеркнуть, что мысленный эксперимент и реальность не всегда полностью совпадают, так как реальные реакции осуществляются при определенных концентрации, температуре, освещении (например, при электрическом свете AgCl и AgBr идентичны). Мысленный эксперимент часто не учитывает многих мелочей. К примеру, Br 2 /aq прекрасно обесцвечивается растворами Na 2 CO 3 , На 2 SiO 3 , CH 3 COONa; образование осадка Ag 3 PO 4 не идет в сильнокислой среде, так как сама кислота не дает этой реакции; глицерин образует комплекс с Сu (ОН) 2 , но не образует с (CuOH) 2 SO 4 , если нет избытка щелочи, и т. д. Реальная ситуация не всегда согласуется с теоретическим прогнозом, и в этой главе таблицы-матрицы"идеала" и "реальности" иногда будут отличаться. А чтобы разбираться в том, что же происходит на самом деле, ищите всякую возможность работать руками экспериментально на уроке или факультативе (помните при этом о требованиях техники безопасности).

Пример 1. В пронумерованных склянках содержатся растворы следующих веществ: нитрата серебра, соляной кислоты, сульфата серебра, нитрата свинца, аммиака и гидроксида натрия. Не используя других реактивов, определите, в какой склянке раствор какого вещества находится.

Решение. Для решения задачи составим таблицу-матрицу, в которую будем заносить в соответствующие квадратики ниже пересекающей ее диагонали данные наблюдения результатов сливания веществ одних пробирок с другими.

Наблюдение результатов последовательного приливания содержимого одних пронумерованных пробирок ко всем другим:

1 + 2 - выпадает белый осадок; ;
1 + 3 - видимых изменений не наблюдается;

Вещества	1. AgNO 3 ,	2. НСl	3. Pb(NO 3) 2 ,	4. NH 4 OH	5. NaOH
1. AgNO 3	X	AgCl белый	-	выпадающий осадок растворяется	Ag 2 O бурый
2. НСl	белый	X	PbCl 2 белый,	-	_
3. Pb(NO 3) 2	-	белый PbCl 2	X	Pb(OH) 2 помутнение)	Pb(OH) 2 белый
4. NH 4 OH	-	-	(помутнение)		-
S. NaOH	бурый	-	белый	-	X

1 + 4 - в зависимости от порядка сливания растворов может выпасть осадок;
1 + 5 - выпадает осадок бурого цвета;
2+3- выпадает осадок белого цвета;
2+4- видимых изменений не наблюдается;
2+5 - видимых изменений не наблюдается;
3+4 - наблюдается помутнение;
3+5 - выпадает белый осадок;
4+5 - видимых изменений не наблюдается.

Запишем далее уравнения протекающих реакций в тех случаях, когда наблюдаются изменения в реакционной системе (выделение газа, осадка, изменение цвета) и занесем формулу наблюдаемого вещества и соответствующий квадратик таблицы-матрицы выше пересекающей ее диагонали:

I. 1 + 2:	AgNO 3 + НСl		AgCl + HNO 3 ;
II. 1 + 5:	2AgNO 3 + 2NaOH		Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O;
			бурый(2AgOH Ag 2 O + H 2 O)
III. 2 + 3:	2НСl + Рb(NO 3) 2		РbСl 2 + 2НNO 3 ;
			белый
IV. 3 + 4:	Pb(NO 3) 2 + 2NH 4 OH		Pb(OH) 2 + 2NH 4 NO 3 ;
			помутнение
V. 3 + 5:	Pb(NO 3) 2 + 2NaOH		Pb(OH) 2 + 2NaNO 3
			белый

(при приливании нитрата свинца в избыток щелочи осадок может сразу раствориться).
Таким образом, на основании пяти опытов различаем вещества, находящиеся в пронумерованных пробирках.

Пример 2. В восьми пронумерованных пробирках (от 1 до 8) без надписей содержатся сухие вещества: нитрат серебра (1), хлорид алюминия (2), сульфид натрия (3), хлорид бария (4), нитрат калия (5), фосфат калия (6), а также растворы серной (7) и соляной (8) кислот. Как, не имея никаких дополнительных реактивов, кроме воды, различить эти вещества?

Решение. Прежде всего растворим твердые вещества в воде и отметим пробирки, где они оказались. Составим таблицу-матрицу (как в предыдущем примере), в которую будем заносить данные наблюдения результатов сливания веществ одних пробирок с другими ниже и выше пересекающей ее диагонали. В правой части таблицы введем дополнительную графу"общий результат наблюдения", которую заполним после окончания всех опытов и суммирования итогов наблюдений по горизонтали слева направо (см., например, с. 178).

1+2:	3AgNO 3 + A1C1,		3AgCl белый	+ Al(NO 3) 3 ;
1 + 3:	2AgNO 3 + Na 2 S		Ag 2 S черный	+ 2NaNO 3 ;
1 + 4:	2AgNO 3 + BaCl 2		2AgCl белый	+ Ba(NO 3) 2 ;
1 + 6:	3AgN0 3 + K 3 PO 4		Ag 3 PO 4 желтый	+ 3KNO 3 ;
1 + 7:	2AgNO 3 + H 2 SO 4		Ag,SO 4 белый	+ 2HNO S ;
1 + 8:	AgNO 3 + HCl		AgCl белый	+ HNO 3 ;
2 + 3:	2AlCl 3 + 3Na 2 S + 6H 2 O		2Al (OH) 3 ,	+ 3H 2 S + 6NaCl;
		(Na 2 S + H 2 O NaOH + NaHS, гидролиз);
2 + 6:	AlCl 3 + K 3 PO 4		A1PO 4 белый	+ 3KCl;
3 + 7:	Na 2 S + H 2 SO 4		Na 2 SO 4	+ H 2 S
3 + 8:	Na 2 S + 2HCl		-2NaCl	+ H 2 S;
4 + 6:	3BaCl 2 + 2K 3 PO 4		Ba 3 (PO 4) 2 белый	+ 6KC1;
4 + 7	BaCl 2 + H 2 SO 4		BaSO 4 белый	+ 2HC1.

Видимых изменений не происходит только с нитратом калия.

По тому, сколько раз выпадает осадок и выделяется газ, однозначно определяются все реагенты. Кроме того, ВаС1 2 и К 3 РО 4 различают по цвету выпавшего осадка с AgNO 3: AgCl - белый, a Ag 3 PO 4 - желтый. В данной задаче решение может быть более простым - любой из растворов кислот позволяет сразу выделить сульфид натрия, им определяются нитрат серебра и хлорид алюминия. Нитратом серебра определяются среди оставшихся трех твердых веществ хлорид бария и фосфат калия, хлоридом бария различают соляную и серную кислоты.

Пример 3. В четырех пробирках без этикеток находятся бензол, хлоргексан, гексан и гексен. Используя минимальные количества и число реактивов, предложите метод определения каждого из указанных веществ.

Решение. Определяемые вещества между собой не реагируют, таблицу попарных реакций нет смысла составлять.
Существует несколько методов определения данных веществ, ниже приведен один из них.
Бромную воду обесцвечивает сразу только гексен:

С 6 Н 12 + Вr 2 = С 6 Н 12 Вr 2 .

Хлоргексан можно отличить от гексана, пропуская продукты их сгорания через раствор нитрата серебра (в случае хлоргексана выпадает белый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте, в отличие от карбоната серебра):

2С 6 Н 14 + 19O 2 = 12СO 2 + 14Н 2 О;
С 6 Н 13 Сl + 9O 2 = 6СO 2 + 6Н 2 O + НС1;
HCl + AgNO 3 = AgCl + HNO 3 .

Бензол отличается от гексана по замерзанию в ледяной воде (у С 6 Н 6 т. пл.= +5,5°С, а у С 6 Н 14 т. пл. = -95,3°С).

1. В два одинаковых химических стакана налиты равные объемы: в один воды, в другой - разбавленного раствора серной кислоты. Как, не имея под рукой никаких химических реактивов, различить эти жидкости (пробовать растворы на вкус нельзя)?

2. В четырех пробирках находятся порошки оксида меди(II), оксида железа (III), серебра, железа. Как распознать эти вещества, используя только один химический реактив? Распознавание по внешнему виду исключается.

3. В четырех пронумерованных пробирках находятся сухие оксид меди (II), сажа, хлорид натрия и хлорид бария. Как, пользуясь минимальным количеством реактивов, определить, в какой из пробирок находится какое вещество? Ответ обоснуйте и подтвердите уравнениями соответствующих химических реакций.

4. В шести пробирках без надписей находятся безводные соединения: оксид фосфора(V), хлорид натрия, сульфат меди, хлорид алюминия, сульфид алюминия, хлорид аммония. Как можно определить содержимое каждой пробирки, если имеется только набор пустых пробирок, вода и горелка? Предложите план анализа.

5 . В четырех пробирках без надписей находятся водные растворы гидроксида натрия, соляной кислоты, поташа и сульфата алюминия. Предложите способ определения содержимого каждой пробирки, не применяя дополнительных реактивов.

6 . В пронумерованных пробирках находятся растворы гидроксида натрия, серной кислоты, сульфата натрия и фенолфталеин. Как различить эти растворы, не пользуясь дополнительными реактивами?

7. В банках без этикеток находятся следующие индивидуальные вещества: порошки железа, цинка, карбоната кальция, карбоната калия, сульфата натрия, хлорида натрия, нитрата натрия, а также растворы гидроксида натрия и гидроксида бария. В Вашем распоряжении нет никаких других химических реактивов, в том числе и воды. Составьте план определения содержимого каждой банки.

8 . В четырех пронумерованных банках без этикеток находятся твердые оксид фосфора (V) (1), оксид кальция (2), нитрат свинца (3), хлорид кальция (4). Определить, в какой из банок находится каждое из указанных соединений, если известно, что вещества (1) и (2) бурно реагируют с водой, а вещества (3) и (4) растворяются в воде, причем полученные растворы (1) и (3) могут реагировать со всеми остальными растворами с образованием осадков.

9 . В пяти пробирках без этикеток находятся растворы гидроксида, сульфида, хлорида, йодида натрия и аммиака. Как определить эти вещества при помощи одного дополнительного реактива? Приведите уравнения химических реакций.

10. Как распознать растворы хлорида натрия, хлорида аммония, гидроксида бария, гидроксида натрия, находящиеся в сосудах без этикеток, используя лишь эти растворы?

11. . В восьми пронумерованных пробирках находятся водные растворы соляной кислоты, гидроксида натрия, сульфата натрия, карбоната натрия, хлорида аммония, нитрата свинца, хлорида бария, нитрата серебра. Используя индикаторную бумагу и проводя любые реакции между растворами в пробирках, установить, какое вещество содержится в каждой из них.

12. В двух пробирках имеются растворы гидроксида натрия и сульфата алюминия. Как их различить, по возможности, без использования дополнительных веществ, имея только одну пустую пробирку или даже без нее?

13. В пяти пронумерованных пробирках находятся растворы перманганата калия, сульфида натрия, бромная вода, толуол и бензол. Как, используя только названные реактивы, различить их? Используйте для обнаружения каждого из пяти веществ их характерные признаки (укажите их); дайте план проведения анализа. Напишите схемы необходимых реакций.

14. В шести склянках без наименований находятся глицерин, водный раствор глюкозы, масляный альдегид (бутаналь), гексен-1, водный раствор ацетата натрия и 1,2-дихлорэтан. Имея в качестве дополнительных химических реактивов только безводные гидроксид натрия и сульфат меди, определите, что находится в каждой склянке.

1. Для определения воды и серной кислоты можно использовать различие в физических свойствах: температурах кипения и замерзания, плотности, электропроводности, показателе преломления и т. п. Самое сильное различие будет в электропроводности.

2. Прильем к порошкам в пробирках соляную кислоту. Серебро не прореагирует. При растворении железа будет выделяться газ: Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
Оксид железа (III) и оксид меди (II) растворяются без выделения газа, образуя желто-коричневый и сине-зеленый растворы: Fe 2 O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2 O; CuO + 2HCl = CuCl 2 + H 2 O.

3. CuO и С - черного цвета, NaCl и ВаВr 2 - белые. Единственным реактивом может быть, например, разбавленная серная кислота H 2 SO 4:

CuO + H 2 SO 4 = CuSO 4 + H 2 O (голубой раствор); BaCl 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HCl (белый осадок).
С сажей и NaCl разбавленная серная кислота не взаимодействует.

4 . Небольшое количество каждого из веществ помещаем в воду:

CuSO 4 +5H 2 O = CuSO 4 5H 2 O	(образуется голубой раствор и кристаллы);
Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 S	(выпадает осадок и выделяется газ с неприятным запахом);
AlCl 3 + 6H 2 O = A1C1 3 6H 2 O + Q AlCl 3 + H 2 O AlOHCl 2 + HCl AlOHC1 2 + H 2 0 = Al (OH) 2 Cl + HCl А1(ОН) 2 С1 + Н 2 О = А1(ОН) 2 + НСl	(протекает бурная реакция, образуются осадки основных солей и гидроксида алюминия);
P 2 O 5 + H 2 O = 2HPO 3 HPO 3 +H 2 O = H 3 PO 4	(бурная реакция с выделением большого количества тепла, образуется прозрачный раствор).

Два вещества - хлорид натрия и хлорид аммония- растворяются, не реагируя с водой; их можно различить, нагревая сухие соли (хлорид аммония возгоняется без остатка): NH 4 Cl NH 3 + HCl; или по окраске пламени растворами этих солей (соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет).

5. Составим таблицу попарных взаимодействий указанных реагентов

Вещества	1. NaOH	2 НСl	3. К 2 СО 3	4. Аl 2 (SO 4) 3	Общий результат наблюдения
1, NaOH		-	-	Al(OH) 3	1 осадок
2. НС1	_		CO 2	__	1 газ
3. К 2 СО 3	-	CO 2		Al(OH) 3 CO 2	1 осадок и 2 газа
4. Al 2 (S0 4) 3	А1(ОН) 3	-	А1(ОН) 3 CO 2		2 осадка и 1 газ
NaOH + HCl = NaCl + H 2 O
К 2 СO 3 + 2HC1 = 2КС1 + Н 2 O + СO 2

3K 2 CO 3 + Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 O = 2 Al(OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4 ;

Исходя из представленной таблицы по числу выпадения осадка и выделения газа можно определить все вещества.

6. Попарно смешивают все растворы Пара растворов, дающая малиновую окраску, - NaOH и фенолфталеин Малиновый раствор прибавляют в две оставшиеся пробирки. Там, где окраска исчезает, - серная кислота, в другой - сульфат натрия. Остается различить NaOH и фенолфталеин (пробирки 1 и 2).
А. Из пробирки 1 прибавляют каплю раствора к большому количеству раствора 2.
Б. Из пробирки 2 - каплю раствора прибавляют к большому количеству раствора 1. В обоих случаях- малиновое окрашивание.
К растворам А и Б прибавляют по 2 капли раствора серной кислоты. Там, где окраска исчезает, содержалась капля NaOH. (Если окраска исчезает в растворе А, то NaOH - в пробирке 1).

Вещества	Fe	Zn	СаСО 3	К 2 СО 3	Na 2 SO 4	NaCl	NaNO 3
Ва(ОН) 2				осадок	осадок	раствор	раствор
NaOH		возможно выделение водорода		раствор	раствор	раствор	раствор
Осадка нет в случае двух солей у Ва(ОН) 2 и в случае четырех солей У NaOH	темные порошки (раствсворяющийся в щелочах - Zn, нерастворяющийся в щелочах - Fe)		СаСО 3 дает осадок с обеими щелочами	дают по одному осадку, различаются по окрашиванию пламени: К + - фиолетовое, Na+ - желтое		осадков не дают; различаются поведением при нагревании (NaNO 3 плавится, а потом разлагается с выделением О 2 , затем NО 2

8 . Бурно реагируют с водой: Р 2 О 5 и СаО с образованием соответственно H 3 PO 4 и Са(ОН) 2:

Р 2 O 5 + 3Н 2 О = 2Н 3 РO 4 , СаО + Н 2 О = Са(ОН) 2 .
Вещества (3) и (4) -Pb(NO 3) 2 и СаСl 2 - растворяются в воде. Растворы могут реагировать друг с другом следующим образом:

Вещества	1. Н 3 РО 4	2. Са(ОН) 2 ,	3. Pb(NO 3) 2	4. CaCl 2
1. Н 3 РО 4		CaHPO 4	PbHPO 4	CaHPO 4
2. Са(ОН) 2	СаНРО 4		Pb(OH) 2	-
3. Pb(NO 3) 2	РbНРО 4	Pb(OH) 2		РbСl 2
4. СаС1 2	CaHPO 4		PbCl 2

Таким образом, раствор 1 (H 3 PO 4) образует осадки со всеми другими растворами при взаимодействии. Раствор 3 - Pb(NO 3) 2 также образует осадки со всеми другими растворами. Вещества: I -Р 2 O 5, II -СаО, III -Pb(NO 3) 2 , IV-СаСl 2 .
В общем случае выпадение большинства осадков будет зависеть от порядка сливания растворов и избытка одного из них (в большом избытке Н 3 РО 4 фосфаты свинца и кальция растворимы).

9. Задача имеет несколько решений, два из которых приведены ниже.
а. Во все пробирки добавляем раствор медного купороса:
2NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 (голубой осадок);
Na 2 S + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + CuS (черный осадок);
NaCl + CuSO 4 (в разбавленном растворе изменений нет);
4NaI+2CuSO 4 = 2Na 2 SO 4 + 2CuI+I 2 (коричневый осадок);
4NH 3 + CuSO 4 = Cu(NH 3) 4 SO 4 (синий раствор или голубой осадок, растворимый в избытке раствора аммиака).

б. Во все пробирки добавляем раствор нитрата серебра:
2NaOH + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Н 2 О + Ag 2 O (коричневый осадок);
Na 2 S + 2AgNO 3 = 2NaNO 3 + Ag 2 S (черный осадок);
NaCl + AgNO 3 = NaN0 3 + AgCl (белый осадок);
NaI + AgNO 3 = NaNO 3 + AgI(желтый осадок);
2NH 3 + 2AgNO 3 + H 2 O = 2NH 4 NO 3 + Ag 2 O (коричневый осадок).
Ag 2 O растворяется в избытке раствора аммиака: Ag 2 0 + 4NH 3 + H 2 O = 2OH.

10 . Для распознавания этих веществ следует провести реакции всех растворов друг с другом:

Вещества	1. NaCl	2. NH 4 C1	3. Ba(OH),	4. NaOH	Общий результат наблюдения
1. NaCl		___	_	_	взаимодействия не наблюдается
2. NH 4 Cl	_	X	NH 3	NH 3	в двух случаях выделяется газ
3. Ва(ОН) 2	-	NH 3	X	-
4. NaOH	-	NH 3	-	X	в одном случае выделяется газ

NaOH и Ва(ОН) 2 можно различить по разному окрашиванию пламени (Na+ окрашивают в желтый цвет, а Ва 2 + - в зеленый).

11. Определяем кислотность растворов с помощью индикаторной бумаги:
1) кислая среда -НСl, NH 4 C1, Pb(NO 3) 2 ;
2) нейтральная среда - Na 2 SO 4 , ВаС1 2 , AgNO 3 ;
3) щелочная среда - Na 2 CO 3 , NaOH. Составляем таблицу.

Работа в химической лаборатории неразрывно связана с применением различных реактивов, поэтому каждая лаборатория обязательно имеет определенный запас их.

По своему назначению реактивы могут быть разделены на две основные группы: общеупотребительные и специальные.

Общеупотребительные реактивы имеются в любой лаборатории, и к ним относится сравнительно небольшая группа химических веществ: кислоты (соляная, азотная и серная), щелочи (раствор аммиака, едкие натр и кали), окиси кальция и бария, ряд солей, преимущественно неорганических, индикаторы (фенолфталеин, метиловый оранжевый и др.).

Специальные реактивы применяются только для определенных работ.

По чистоте реактивы делятся на химически чистые (х. ч.), чистые для анализа (ч. д. а.), чистые (ч.).

Кроме того, имеются реактивы кондиций: технический (техн.), очищенный (оч.), особой чистоты (ос. ч.), высшей очистки (в. оч.) и спектрально чистый (сп. ч-.).

Для реактивов каждой из этих категорий установлено определенное допустимое содержание примесей.

Наиболее употребительные реактивы, расход которых может быть значительным, особенно на крупных предприятиях, покупаются в крупной расфасовке, в банках или бутылях, содержащих иногда по нескольку килограммов вещества.

Мало употребительные и редкие реактивы обычно имеют мел-кую расфасовку от 10 до 1 г и даже мельче.

Наиболее дорогие и редкие реактивы, как правило, хранят отдельно.

Работающие в лаборатории должны знать основные свойства применяемых ими реактивов, особенно же степень их ядовитости и способность к образованию взрывоопасных и огнеопасных смесей с другими реактивами.

С" целью экономии реактивов (особенно наиболее ценных) приготовлять растворы нужно в таком количестве, какое необходимо для работы. Приготовление избытка раствора - бесполезная трата реактива. Раствор, стоящий без употребления, обычно портится, кроме того, бутыли, содержащие ненужные растворы, загромождают лабораторию.

Твердые реактивы при хранении в банках могут слежаться в плотные комки, которые трудно извлекать. Поэтому прежде чем брать твердый реактив из банки, нужно (при закрытой пробке) потрясти байку, ударяя ее, например, ладонью по боку. Если слежавшийся реактив при этом не рассыпается, тогда, открыв пробку, разрыхляют верхний слой при помощи чистого рогового или фарфорового шпателя или стеклянной палочки. Металлический шпатель применять для этой цели не рекомендуется.

Перед взятием реактива из банки нужно осмотреть ее горло и удалить с него все, что может попасть в пересыпаемое вещество и загрязнить его (пыль, парафин, всякие замазки и пр.). Очень удобно брать реактивы из банки при помощи фарфоровой ложки, фарфорового шпателя или же пересыпать их через воронку для порошков (рис. 1). Воронку вставляют в горло банки, в которую пересыпают то или иное вещество; этой же воронкой можно пользоваться при переливании очень густых, вязких жидкостей.

Воронки для порошков бывают нескольких размеров, с диаметром широкой части от 50 до 200 мм к с диаметром конца от 20 до 38 мм при высоте от 55 до 180 мм.

Просыпавшийся на стол реактив (неизбежно при этом загрязняющийся) нельзя высыпать обратно в ту же банку, где он хранится. Забота о сохранении чистоты реактивов- самое главное правило при работе с ними.

Если в банке остается очень мало реактива, остатки следует пересыпать в более мелкую тару - это освободит место в шкафу и сократит потери при взятии реактива.

Необходимо следить, чтобы на всех банках с реактивами обязательно были или этикетки с обозначением , что находится в банке, или надписи, сделанные восковым карандашом для стекла. Место, на котором будет надпись, нужно слегка подогреть хотя бы ладонью руки. По нагретому месту восковой карандаш пишет легче и надпись получается заметнее. Если на банке с реактивом нет этикетки или надписи, такой реактив применять нельзя. В подобном случае нужно установить точно, что находится в банке, так как ошибки могут привести к серьезным последствиям.

Особую осторожность нужно проявлять при обращении с ядовитыми веществами (см. гл. 18 «Работа с вредными и ядовитыми веществами»).

Перед тем как насыпать реактив в банку, ее нужно хорошо вымыть и высушить, предварительно подобрав к ней пробку. В непросушенные банки пересыпать реактив нельзя.

При взвешивании сухих реактивов нельзя насыпать их прямо на чашку весов, так как при этом возможна порча весов (см. гл. 5 «Весы и взвешивание»).

При хранении гигроскопических веществ или таких, которые могут изменяться при соприкосновении с воздухом, банки должны быть герметизированы, для этого пробки их заливают парафином, менделеевской замазкой или сургучом.

При обращении с реактивами, хранящимися в стеклянной таре большой емкости, требуется особая осторожность, так как эту тару очень легко разбить. При «заедании» стеклянных пробок склянку с реактивом открывают одним нз способов, указанных в гл. 3 «Пробки И обращение с ними».

Рис. 1. Воронка

Рис 2. Сифонирование жидкости

Некоторые реактивы продаются и сохраняются в запаянных ампулах разного размера. Такую ампулу вскрывают следующим образом. На расстоянии 1 см от конца оттянутой части ампулы очень осторожно делают царапину напильником или специальным ножом. Полезно место надреза предварительно смочить водой. Когда надрез еделан, обтирают оттянутый конец ампулы чистой ватой н, держа ампулу в левой руке так, чтобы открываемый конец ее был направлен в сторону от работающего и от соседей, правой рукой отламывают надрезанную часть быстрым рывком. Если оттянутый конец имеет сравнительно толстые стенки, к царапине нужно прикоснуться раскаленным докрасна концом оттянутой стеклянной палочки или же раскаленной железной проволокой.

Когда в ампуле находится жидкость, нужно быть особенно осторожным при вскрывании; при отламывании кончика ампулу нельзя перевертывать или сильно наклонять. Если после взятия реактива часть его остается в ампуле, последнюю нужно снова запаять на паяльной горелке.

Вылить из ампулы немного жидкости (0,5-1 см3) бывает очень трудно. Чтобы добиться этого, можно пользоваться сифоном из тонко вытянутого стеклянного капилляра диаметром около 0,2-0,25 мм. У ампулы отрезают кончик и в нее погружают капилляр, как показано на рис. 2. Жидкость, поднимаясь по трубке капилляра, вытекает из нее каплями.

Обращаться с ампулами следует очень осторожно; их лучше всего хранить в картонных коробках завернутыми в гофрированный картон или же переложенными чем-либо мягким.

Реактивы, изменяющиеся под действием света, хранят в желтых или темных склянках, иногда вставленных в картонную коробку.

Реактивы, которые нельзя хранить в стеклянной -таре, помещают в тару из материалов, устойчивых к действию данного реактива. Например, раствор фтористоводородной кислоты хранят в сосудах из чистого парафина, церезина, эбонита или полиэтилена. Однако парафиновые и церезиновые бутыли имеют ряд недостатков: они не термостойки, обладают малой механической прочностью, хрупки на холоду, непрозрачны и т. д. Для хранения фтористоводородной кислоты в основном применяют бутыли из полиэтилена.

Иногда парафином покрывают внутреннюю поверхность стеклянных бутылей и склянок. Так, пергидроль (30%-ный раствор перекиси водорода) и растворы щелочей лучше всего хранить именно в таких бутылях.

Некоторые реактивы при продолжительном хранении изменяются или даже разлагаются, например анилин при хранении желтеет. Такие реактивы перед употреблением следует очистить или перегонкой, или фильтрованием через адсорбенты (активированный уголь, силика-гель, отбеливающие земли и т. д.), или другими. приемами, в зависимости от свойств вещества.

Некоторые реактивы обладают способностью самовоспламеняться, к" иим относятся белый или желтый фосфор, пирофорные металлы, металлорганические соединения (например, этилат алюминия), К огнеопасным реактивам, хранение которых требует особых условий, относятся эфиры (диэтиловый, амиловый и др.), спирты (метиловый, этиловый, бутиловый и др.), углеводороды [(бензин, газолин, петролейный эфир, керосин и др.),ароматические соединения (бензол, толуол, ксилол), сероуглерод, ацетон и др.

Нельзя совместно хранить реактивы, способные при взаимодействии возгораться или выделять большое количество тепла. Например, металлические натрий, калий и литий, а также перекись натрия и белый фосфор нельзя хранить с огнеопасными веществами; металлические натрий, калий, литий и кальций, а также фосфор - с элементарными бромом и иодом.

Рис. 3. Стояки для бутылей, металлические

Бертолетову соль, марганцовокислый калий, перекись натрия, перекись водорода, концентрированную хлорную кислоту и другие окислители нельзя хранить вместе с восстановителями - углем, серой, крахмалом, фосфором и др.

Самовоспламеняющиеся и огнеопасные вещества следует хранить только в соответствующей таре.

Совершенно недопустимо смешивать и растирать бертолетову соль, марганцевокислый калий, перекись натрия и другие окислители с органическими веществами. Очень осторожно следует обращаться с хлорной кислотой, так как пары ее взрываются при соприкосновении с органическими веществами и легко окисляющимися соединениями, например с солями трехвалентной сурьмы и др. Соли хлорной кислоты также способны взрываться, иногда даже без видимой причины. Все эти вещества требуют особых условий хранения. В лаборатории не должно быть большого запаса таких веществ.

Рис. 4. Приспособлеиие для наклонения крупных бутылей.

Рис. 5. Деревянный стояк для крупных бутылей

Взрывоопасны также ацетилениды серебра и меди, азиды тяжелых металлов, соли гремучей кислоты, некоторые нигросоединегшя и др.

Не следует путать пробки от склянок, содержащих разные реактивы, во избежание загрязнения последних.

При переливании жидкостей из больших бутылей возможно, особенно при небрежной работе, проливание жидкости и попадание ее на одежду и руки. Поэтому в лаборатории или на складе нужно обязательно иметь специальные металлические стояки (рис. 3), которые дают возможность легко наклонять бутыли. Для наклонения бутылей емкостью 5-15 л удобен стояк, изображенный на рис. 4.

Приспособление из дерева (рис. 5) для бутылей емкостью 20 л и больше может быть изготовлено в любой столярной мастерской. Для переливания жидкостей удобно применять насадки (рис. 6) на горло больших бутылей. Для этой же цели применяют сифоны.

При переливании жидкостей нужно обязательно пользоваться воронками.

О реактивах* и обращении с ними надо помнить следующее:

1. Реактивы необходимо предохранять от загрязнения.

2. Реактивы следует расходовать экономно.

3. На всех склянках с реактивами всегда должны быть этикетки с указанием названия реактива и степени его чистоты.

4. Реактивы, изменяющиеся под действием света, следует хранить только в желтых или темных склянках.

5. Особую осторожность следует соблюдать при обращении с ядовитыми, огнеопасными или вредными веществами, с концентрированными кислотами и щелочами.

6. С огнеопасными реактивами следует работать вдали от огня и включенных нагревательных приборов.

Лекция 3. Химические реактивы.

1. Химические реактивы: определение понятия, классификация по различным признакам.

2. Марки химических реактивов: Х., Ч.Д.А., Х.Ч.

3. Техника безопасности при работе с едкими, легковоспламеняющимися, токсичными веществами.

4. Правила хранения реактивов.

5. Различные способы очистки химических реактивов: физические, химические, с помощью ионообменных смол.

6. Методы очистки химических реактивов: перекристаллизация, перегонка и дистилляция, возгонка; обезвоживание (абсолютирование) спирта, бензола, эфира.

Д.з. по уч. Пустоваловой стр. 101-109.

1. Химические реактивы: определение понятия, классификация по различным признакам.

Химическими реактивами называются вещества, которые используются для проведения различных синтезов, а также для количественного и качественного анализа в лабораторных условиях, другими словами, помогают качественно выявить отдельные элементы, их группы или целые молекулы, которые входят в состав исследуемого вещества. Часто реактивы химические, участвующие в химич-х р-циях при анализе и синтезе различных вещ-в, называют реагентами.

Химические реактивы - вещества, применяемые в лабораториях для анализа, научных исследований при изучении способов получения, свойств и превращений различных соединений. Обычно к химическим реактивам относят как индивидуальные вещества, так и некоторые смеси веществ (например, петролейный эфир). Также химическими реактивами называются растворы довольно сложного состава специального назначения (например, реактив Несслера - для определения аммиака).

Химреактивы разделяют на группы и в зависимости от их состава: неорганические реактивы, органические реактивы, реактивы, содержащие радиоактивные изотопы, и др. Из числа химических реактивов по назначению выделяют, прежде всего, аналитические реактивы, а также индикаторы химические и органические растворители.

Все химреактивы делятся на группы:

• Самовозгорающиеся химреактивы.
• Легко воспламеняющиеся жидкие химреактивы.
• Легковоспламеняющиеся твердые химреактивы.
• Воспламеняющие (окисляющие) химреактивы.
• Вещества, физиологически активные в сравнительно малых дозах.
• Прочие химреактивы, малоопасные и практически безопасные.

1. Марки химических реактивов: Х., Ч.Д.А., Х.Ч.

Зачастую различают следующие степени чистоты химических реактивов : особо чистые (с пометкой «о. ч.»), химически чистые («х. ч.»), чистые для анализа («ч. д. а.»), чистые («ч.»), очищенные («очищ.»), технические продукты, расфасованные в мелкую тару («технич.»). Многие химические реактивы специально производятся для лабораторного использования, но находят применение и очищенные химические продукты, выпускаемые для промышленных целей. Чистота химических реактивов в России регламентируется Государственными стандартами (ГОСТ) и техническими условиями (ТУ).

Существует даже такое широко применяемое выражение, как Reagents grade (реактивная чистота). Выражение «технический продукт» применяется как синоним определения «неочищенный». Но в большинстве случаев такое представление о технических продуктах давно устарело.
По степени чистоты химические реактивы делятся на следующие категории:

Технические продукты, которые расфасованы в мелкую тару («техн.»).
- очищенные («очищ.»);
- чистые («ч.»);

Квалификацию "чистый" (ч.) присваивают реактивам химическим с содержанием осн. компонента не ниже 98,0%. Для реактивов химических квалификации "чистый для анализа" (ч. д. а.) содержание осн. компонента м. б. выше или значительно ниже 98,0% в зависимости от области применения.
- чистые для анализа («ч.д.а.»), позволяющие успешно проводить большинство аналитических определений;
- химически чистые («х.ч.») и продукты особой чистоты (сверхвысокой очистки).

Химреактивы особой чистоты используются для специальных целей, например, в оптическом стекловарении или в волоконной оптике.
Для различия подклассов веществ особой чистоты введена маркировка. На таре с реактивом каждого подкласса имеется этикетка особого цвета:

Существуют и другие методы классификации веществ особой чистоты. Так, в научно-исследовательском институте химических реактивов и особо чистых веществ (ИРЕА) предложено характеризовать чистоту препарата по суммарному содержанию определенного числа микропримесей. Например, для особо чистого SiO 2 нормируется десять примесей (Al, B, Fe, Ca, Mg, Na, P, Ti, Sn, Pb), причем общее содержание их не превышает 1·10 -5 . Для такого препарата устанавливается индекс "ос. ч. 10-5". Для упаковки препаратов высокой чистоты необходимо полностью отказаться от стеклянной посуды, являющейся источником загрязнений. Поэтому чаше всего используют полиэтиленовые банки, еще лучше применять банки из тефлона (фторопласт-4).

Ценность и практическое значение аналитических химических реактивов определяются главным образом их чувствительностью и селективностью. Чувствительность химреактивов - это наименьшее количество или наименьшая концентрация вещества (иона), которые могут быть обнаружены или количественно определены при добавлении реактива. Специфическими химическими реактивами, в свою очередь, считаются такие реагенты, которые дают характерную реакцию с анализируемым веществом или ионом в известных условиях, независимо от присутствия других ионов.

Для контроля качества питьевой воды и воды источников водоснабжения применяют специальные наборы химических реактивов. В наборы химических реактивов включены эталонные растворы определяемых ионов для градуировки измерительных приборов и оценки точности измерений. Химреактивы в наборах расфасованы по принципу точных навесок (фиксаналов) и приготовление рабочих растворов сводится к разведению химических реактивов, входящих в набор, дистиллированной водой по прилагаемой к набору инструкции.

1. Техника безопасности – ТБ при работе с едкими, легковоспламеняющимися, токсичными веществами.

Многие химические вещества являются опасными не только для здоровья, но и для жизни людей. Их неправильное использование грозит необратимыми последствиями, поэтому крайне важно знать и применять на практике правила техники безопасности при работе с химреактивами.
Некоторые препараты, особо чувствительные к воздуху, например, металлические рубидий и цезий, сохраняют в запаянных стеклянных ампулах, которые заполнены инертным газом или водородом.
На любых ёмкостях, в которых содержатся химические препараты, должны быть наклеены этикетки с указанием веществ.

Сосуды с химреактивами следует брать одной рукой за горлышко, придерживая снизу за дно другой рукой.

Не заглядывать в открытые нагреваемые ёмкости сверху, чтобы избежать поражения в случае выброса горячей массы.
Категорически запрещается использовать любую химическую посуду для питья – это может привести к тяжелейшим отравлениям.

Любые эксперименты с веществами, опасными для здоровья, ядовитыми или имеющими неприятный запах, следует непременно проводить под тягой.

Ни в коем случае не пробовать никакие химические реактивы на вкус. Нельзя также ртом набирать в пипетку едкие или ядовитые жидкости, для этой цели следует использовать грушу.

Разбавление серной кислоты следует производить приливанием кислоты в воду и ни в коем случае не наоборот. В качестве посуды нужно использовать термостойкие стаканы, потому что в этом процессе выделяется значительное количество тепла.
Переливать агрессивные химреактивы HNO 3 , H 2 SO 4 и HCl следует лишь при включенной тяге в специальном вытяжном шкафу. Его дверцы по возможности должны быть прикрыты.

Для работы с крепкими кислотами обязательно нужно пользоваться защитными очками и, желательно, длинным резиновым фартуком.
Категорически запрещается проводить нагревание на сетке, на голом огне, в открытых сосудах или вблизи открытого пламени горючих и легковоспламеняющихся веществ, в частности, бензола, этилового спирта, ацетона, уксусно-этилового эфира и др.
Летучие жидкости органического происхождения могут легко воспламеняться даже при отсутствии открытого огня, просто при попадании на раскаленную поверхность. Легковоспламеняющиеся жидкости также нельзя выливать в банки или вёдра для мусора – это может привести к возгоранию от случайно брошенной спички.

Для слива отработанных жидкостей (агрессивных, ядовитых и легковоспламеняющихся) следует применять специально предназначенные ёмкости.

1. Правила хранения реактивов.

Обращение со многими химическими реактивами требует неукоснительного соблюдения правил по технике безопасности. Для обеспечения безопасности большое значение имеет правильное размещение, хранение и использование химических реактивов.

Химреактивы размещают согласно определенным схемам. Сухие неорганические и органические химреактивы хранят в разных шкафах. Кислоты хранят отдельно от других химических реактивов в нижней части вытяжного шкафа. Вещества ядовитые, огнеопасные и токсичные хранят в сейфе. Химреактивы, самовозгорающиеся при контакте с водой, следует хранить в шкафу под замком.

На каждой таре с химическим реактивом должна быть наклеена этикетка с полным названием и химической формулой препарата, кроме того, на склянке с огнеопасными веществами должно быть указано: «Огнеопасно» на этикетке. Хранение химических веществ без этикеток не разрешается.