$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Trends in de oplosbaarheidseigenschappen van ionische verbindingen kunnen worden gebruikt voor de kwalitatieve analyse van ionische oplossingen. Wanneer een verbinding wordt toegevoegd aan een mengsel van ionische oplossingen, kunnen er vele producten ontstaan, elk met verschillende oplosbaarheidseigenschappen. Als slechts één product onoplosbaar is, zal het alleen uit de oplossing vertrekken. Door sequentiële reacties uit te voeren, kunnen ionen in een oplossing systematisch worden geïdentificeerd en geïsoleerd.
Hoewel er verschillende analytische instrumenten bestaan voor elementanalyse, zijn de technieken vaak tijdrovend of vereisen ze het transporteren van monsters tussen laboratoria. Kwalitatieve analytische technieken zoals het onderzoeken van oplosbaarheidseigenschappen zijn snelle, toegankelijke pre-screeningsmethoden voor analyse.
Deze video introduceert de oplosbaarheidseigenschappen van ionische verbindingen, demonstreert procedures voor het selectief precipiteren van ionische verbindingen en introduceert enkele toepassingen van kwalitatieve analyse met behulp van oplosbaarheidstrends in industriële omgevingen.
Ionische verbindingen zijn samengesteld uit een kation en een anion. Wanneer een reactie plaatsvindt tussen twee verschillende ionische verbindingen, wordt het kation van de ene verbinding elektrostatisch aangetrokken door het anion van de andere, waardoor een nieuwe verbinding ontstaat. De ionen die niet deelnemen aan de reactie worden toeschouwersionen genoemd en worden weggelaten uit de netto ionische reactie. Wanneer een ionische verbinding oplost, interageren ze omkeerbaar met oplosmiddelmoleculen en de ionen dissociëren. Als de interactie tussen een ion en het nieuwe tegen-ion sterker is dan tussen het ion en de oplosmiddelmoleculen, zal het gunstiger zijn voor het product om in de vaste fase te zijn. De vorming van een vast product uit oplossing staat bekend als precipitatie, en het vaste product wordt de neerslag genoemd.
Ionen kunnen selectief uit de oplossing worden geïsoleerd door reacties te induceren met onoplosbare neerslagen. Om deze reacties te ontwerpen, worden kationen en anionen ingedeeld in brede categorieën op basis van oplosbaarheidstrends. Kationen worden gegroepeerd door de anion te identificeren die gemeenschappelijk is voor hun onoplosbare reactieproducten, en anionen worden op dezelfde manier gegroepeerd door gemeenschappelijke kationen. Oplossingen van deze gemeenschappelijke ionen worden gebruikt om deze groepen te testen.
Wanneer scheiding gewenst is voor ionen die tot dezelfde groep behoren, kunnen gespecialiseerde reagentia of geconcentreerde oplossingen worden gebruikt om selectieve reacties te induceren nadat de ionen in die groep zijn geïsoleerd. Deze gespecialiseerde reagentia kunnen ook worden gebruikt om de identiteit van een geïsoleerd ion te bevestigen. Nu u de principes achter de kwalitatieve analyse van ionen begrijpt, laten we een techniek doorlopen voor het analyseren van een oplossing op fosfaat, gevolgd door een procedure voor het scheiden van een mengsel van metaalkationen.
Om een oplossing op fosfaat te analyseren, bereidt u eerst verdunde testoplossingen van waterig calcium, ammoniumorthomolybdaat en geconcentreerd salpeterzuur. Plaats vervolgens 5 ml van de onbekende oplossing in een testbuis.
Voeg de calciumoplossing druppelsgewijs toe aan de onbekende oplossing. Het ontstaan van een witte neerslag kan wijzen op de aanwezigheid van calciumfosfaat of calciumcarbonaat. Om de aanwezigheid van fosfaat te verifiëren, voegt u langzaam salpeterzuur toe aan de testbuis. Oplossing van de neerslag geeft aan dat waterstoffosfaat is gevormd. Het ontbreken van gasbellen geeft aan dat er geen carbonaat aanwezig is, omdat carbonaat zou hebben gereageerd met het zuur om koolstofdioxide en water te vormen.
Voeg ten slotte langzaam het ammoniumorthomolybdaat toe aan de testbuis. Ammoniumfosfomolybdaat vormt een gele neerslag, wat de aanwezigheid van fosfaat in de oplossing bevestigt.
Bereid eerst verdunde testoplossingen zoals vermeld in het protocol in de tekst. Verkrijg vier testbuizen en doppen die geschikt zijn voor gebruik in een centrifuge. Plaats een mengsel van waterige zink-, nikkel-, zilver- en ijzernitraten in een testbuis. Om de scheiding te beginnen, voegt u eerst langzaam verdund zoutzuur toe aan het mengsel, terwijl u voorzichtig zwaait. De witte neerslag die zich vormt is zilverchloride. Blijf chlooridiooplossing toevoegen totdat er geen neerslag meer ontstaat.
Schei het vloeibare, of supernatant, en het vaste zilverchloride door centrifugatie. Decanteer het supernatant in de tweede testbuis. Was het zilverchloride drie keer met water en decanteer elke wassing in de tweede testbuis. Voeg vervolgens druppelsgewijs de natriumhydroxideoplossing toe aan de tweede testbuis. Er zullen drie neerslagen ontstaan: wit zinkhydroxide, geel ijzerhydroxide en groen nikkelhydroxide. Blijf natriumhydroxide toevoegen totdat de vaste witte zinkverbinding oplost en het oplosbare zinkaation vormt. Schei de zink-oplossing en de vaste nikkel- en ijzerverbindingen door centrifugatie, en decanteer vervolgens de oplossing in de derde testbuis. Was de vaste stoffen drie keer met water en decanteer elke wassing in de zink-oplossing.
Voeg langzaam zoutzuur toe aan de zink-oplossing in de derde testbuis totdat zinkhydroxide neerslaat en vervolgens oplost.
Voeg vervolgens druppelsgewijs kaliumhexacyanoferraat toe aan de zink-oplossing om kaliumzinkhexacyanoferraat als een witte neerslag te vormen. Voeg nu langzaam ammoniak toe aan de testbuis met vast nikkelhydroxide en ijzerhydroxide om het oplosbare blauwe nikkelhexammine-ion te vormen. Schei de nikkel-oplossing van het vaste ijzerhydroxide door centrifugatie en decanteer de nikkel-oplossing in de vierde testbuis. Was het ijzerhydroxide drie keer met water en decanteer de wassingen in de nikkel-oplossing. Voeg vervolgens langzaam dimethylglyoxiem toe aan de nikkel-oplossing om nikkeldimethylglyoxiem als een rode neerslag te vormen. Voeg voorzichtig geconcentreerd zoutzuur toe aan het vaste ijzerhydroxide om een oplossing van ijzerchloride te vormen.
