Witaj :)
Naszym zadaniem jest określenie barwy fenoloftaleiny w roztworze octanu amonu, oraz jaką analizę należy przeprowadzić, aby wykryć kation niklu w próbce.
Octan amonu to sól pochodząca od słabego kwasu octowego CH₃COOH i słabej "zasady" NH₃·H₂O. Słowo zasada użyłem w tym przypadku w cudzysłowie, ponieważ określenia takie jak "wodorotlenek amonu", lub "zasada amonowa" są wysoce niepoprawne dla wodnego roztworu amoniaku. Jako że jest to sól pochodząca od słabego kwasu i słabej zasady, możemy zapisać równanie hydrolizy tej soli:
[tex]CH_3COONH_4+H_2O\rightleftarrows CH_3COOH+NH_3\cdot H_2O[/tex]
Octan amonu jak każda sól amonowa jest dobrze rozpuszczalna w wodzie, więc możemy zapisać reakcję w sposób jonowy:
[tex]CH_3COO^-+NH_4^++H_2O\rightleftarrows CH_3COOH+NH_3\cdot H_2O[/tex]
Dochodzimy do wniosku, że mamy do czynienia z hydrolizą typu kationowo-anionowego, a odczyn takiego roztworu będzie obojętny. Czy aby na pewno? Aby to sprawdzić, musimy z tablic chemicznych odczytać stałe dysocjacji dla kwasu octowego oraz wodnego roztworu amoniaku:
[tex]K_a=1,75\cdot 10^{-5}\implies dla\ kwasu\ octowego \\K_b=1,75\cdot 10^{-5}\implies dla\ amoniaku[/tex]
Możemy mieć trzy przypadki:
Jeżeli stała dysocjacji kwasu jest większa od stałej dysocjacji zasady, od której pochodzi dana sól, wówczas odczyn roztworu będzie lekko kwasowy.
Jeżeli stała dysocjacji kwasu jest równa stałej dysocjacji zasady, od której pochodzi dana sól, wówczas odczyn roztworu będzie obojętny.
Jeżeli stała dysocjacji kwasu jest mniejsza od stałej dysocjacji zasady, od której pochodzi dana sól, wówczas odczyn roztworu będzie lekko zasadowy.
Dochodzimy do wniosku, że mamy do czynienia z przypadkiem II. Odczyn będzie obojętny. Fenoloftaleina nie zmienia swojego zabarwienia w roztworach o odczynie kwasowym i obojętnym.
Odpowiedź.: Roztwór nie zmieni swojego zabarwienia (będzie bezbarwny).
Kationy zostały podzielone na 5 grup analitycznych. Podziału tego dokonał Fressenius. Każda grupa ma swój własny odczynnik grupowy (jest to taki odczynnik, który reaguje z daną grupą kationów). Kation niklu(II) znajduje się w 3 grupie analitycznej obok takich kationów jak: żelaza(II) i żelaza(III), kobaltu(II), manganu(II), cynku oraz chromu(III). Odczynnikiem grupowym jest AKT (amid kwasu tiooctowego) w środowisku buforu amonowego i dodany do roztworów soli tych kationów powoduje wytrącenia siarczków lub wodorotlenków.
Z treści zadania wiemy, że po dodaniu do roztworu zawierającego jony niklu(II) wodorotlenku sodu strącił się zielony osad, który nie rozpuścił się w nadmiarze odczynnika:
[tex]Ni^{2+}+2OH^-\riightarrow Ni(OH)_2\downarrow\\Ni(OH)2\downarrow + OH^-\rightarrow X[/tex]
Aby potwierdzić w próbce obecność jonów niklu(II) należy zastosować reakcję charakterystyczną. Taką reakcją będzie reakcja Czugajewa. Reakcja ta polega na dodaniu do próbki zawierającej jony niklu(II) roztworu odczynnika Czugajewa (dimetyloglioksym) w środowisku amoniakalnym. W przypadku obecności tych jonów następuje wytrącenie różowego osadu soli kompleksowej. Reakcji tej nie ulegają inne kationy z tej grupy analitycznej i dzięki temu możemy potwierdzić obecność jonów niklu(II) ze 100% prawdopodobieństwem. Reakcję te możemy zapisać w formie uproszczonej:
[tex]Ni^{2+}+2Hdmg\xrightarrow {NH_3\cdot H_2O} [Ni(dmg)_2]\downarrow+2H^+[/tex]
lub w formie pełnej, która znajduje się w załączniku.
