Способы объяснения разных цветов пламени. Окрашивание - пламя

Окрашивание пламени - фиолетовое, бб открытии калия по окраске пламени в присутствии натрия указано в главе о последнем.
Окрашивание пламени - карм и ново-красное.
Окрашивания пламени не дает.
Окрашивание пламени обусловлено перескоком электронов с орбит, более удаленных от ядра соответствующего атома, на более близкие к нему. Возбуждение осуществляется в данном случае за счет тепловой энергии пламени.
Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутствие в веществе натрия.
Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутствие в соли А натрия.
Окрашивание пламени в желтый цвет указывает на присутствие в веществе натрия.
Например, за счет теплоты пламени атомы натрия поглощают 200 8 кДж / моль теплоты, при этом происходит возбуждение атома и переход электронов на более высокие энергетические уровни.
Окрашивание пламени при внесении в него щелочных металлов или их соединений вызвано электронными переходами предварительно возбужденных атомов. При обратном переходе электронов возникает излучение, которое воспринимается в виде окраски пламени.
Окрашивание пламени применяется как проверочный способ для обнаружения бария. Соли бария и их растворы окрашивают пламя в желто-зеленый цвет.
Окрашивание пламени при внесении в него щелочных металлов или их соединений вызвано электронными переходами предварительно возбужденных атомов. При обратном переходе электронов возникает излучение, которое воспринимается в виде окраски пламени.
Окрашивание пламени солями кальция, стронция и бария производят с помощью чистой платиновой проволочки, смоченной растворами летучих солей этих металлов и внесенной в пламя спиртовки, поочередно.
Окрашивание пламени солями стронция и бария используется для получения сигнальных, или так называемых бенгальских огней.
Окрашивание пламени открытие ионов 58 прямые и обратные 80 разделение ионов 58 скорость 111 ел.

Окрашивание пламени газовой горелки соединениями металлов используется в качественном анализе для открытия катионов металлов, дающих излучение в видимой области спектра.
Если окрашивание пламени не обнаруживает присутствия натрия, то отделение от магния не является необходимым. Для открытия магния и калия при совместном их присутствии часть раствора испытывают на Mg посредством Na.
Для окрашивания пламени в составы вводят соединения некоторых металлов. При высокой температуре, развиваемой при горении составов, соединения металлов частично или полностью диссоциируют и, перейдя в парообразное состояние, дают спектр излучения. Каждый металл дает спектр особого, характерного для него цвета.
Наблюдается окрашивание пламени в фиолетовый цвет.
Реакции окрашивания пламени не дают возможности делаяъ подобных заключений, а сделать их бывает очень важно для того, чтобы выбрать наиболее подходящие методы количественного анализа вещества.
Реакции окрашивания пламени и получение окрашенных перлов проводят с небольшим количеством вещества, которое вносят на платиновой или нихромовой проволоке в пламя газовой горелки или паяльной трубки. Реакции разложения соли или возгонку проводят в пробирках из тугоплавкого стекла, в фарфоровых и металлических чашках или тиглях.
Реакции окрашивания пламени не дает.
Реакция окрашивания пламени не дает.
Реакция окрашивания пламени является высокочувствительной реакцией открытия натрия. Реакцию окрашивания пламени проводят так: вносят маленький кристаллик соли натрия на платиновой петле в бесцветное пламя горелки, которое при этом окрашивается в желтый цвет.
Реакции окрашивания пламени и получение окрашенных перлов проводят с небольшим количеством вещества, которое вносят на платиновой или нихромовой проволоке в пламя газовой горелки или паяльной трубки.
Причины окрашивания пламени до сих пор не выяснены. Однако это явление не вызывается горением SnH4, который, как полагали прежде, образуется в процессе восстановления соединений олова металлическим цинком.
Реакции окрашивания пламени и получение окрашенных перлов проводят с небольшим количеством вещества на платиновой или нихромовой проволоке, вносимой в пламя газовой горелки или паяльной трубки.
Причины окрашивания пламени до сих пор не выяснены. Однако это явление не вызывается горением SnH4, который, как полагали прежде, образуется в процессе восстановления соединений олова металлическим цинком.
По окрашиванию пламени в оранжево-красный цвет, если соединение кальция летучее.

По интенсивно-желтому окрашиванию пламени, которое исчезает при рассмотрении его через кобальтовое (синее) стекло.
Чем объясняется окрашивание пламени при введении солей ряда металлов.
Выполняя реакцию окрашивания пламени, на петле платиновой (или нихромовой) проволоки исследуемое вещество вносят в бесцветное пламя горелки.
Испытывают образец на окрашивание пламени, так как некоторые элементы, образующие летучие соединения, окрашивают пламя в характерный для них цвет, например барий - в желто-зеленый, натрий - в желтый.
Испытывают образец на окрашивание пламени, так как некоторые элементы, образующие летучие соединения, окрашивают пламя в характерный для них цвет, например барий - в желто-зеленый, натрий - в желтый.
При испытаниях на окрашивание пламени может случиться, что окраска, происходящая от одного из анализируемых элементов, присутствующего в большом количестве, будет маскировать окраску от других элементов.
Продукты разложения и химический состав исследуемого вещества. Для испытания на окрашивание пламени рекомендуется брать проволоку длиной 60 мм, диаметром 0 3 мм. Один конец этой проволоки сгибают в петлю диаметром 2 - 3 мм, другой ее конец тщательно впаивают в стеклянную палочку, которая служит ручкой. Проволока должна быть хорошо очищена многократным прокаливанием в наиболее горячей части несветящегося пламени горелки. Прокаливание чередуют с опусканием конца проволоки в концентрированную соляную кислоту.
Таллий открывают по окрашиванию пламени и спектральным методом, а также по образованию характерных кристаллов при действии на соли одновалентного таллия иодида калия, хлороплатината, хромата 13 ], тиосульфата , иодовисмутита [ 5J, мочевой кислоты , пикролоновой кислоты 17 ], по появлению характерной окраски при действии бензидина (или о-толуидина) на соли трехвалентного таллия.
Какие цветные реакции на окрашивание пламени могут быть выполнены для IV группы элементов.
Внешне проявляющееся в виде окрашивания пламени испускание нагретыми атомами щелочных металлов световых лучей обусловлено перескоком электронов с более высоких на более низкие энергетгческне уровни.

Пламя бывает разного цвета. Посмотрите в камин. На поленьях пляшут желтые, оранжевые, красные, белые и синие языки пламени. Его цвет зависит от температуры горения и от горючего материала. Чтобы наглядно себе это представить, вообразите спираль электрической плитки. Если плитка выключена - витки спирали холодные и черные. Допустим, вы решили подогреть суп и включили плитку. Сначала спираль становится темно-красной. Чем выше поднимается температура, тем ярче красный цвет спирали. Когда плитка разогревается до максимальной температуры, спираль становится оранжево-красной.

Естественно, спираль не горит. Вы же не видите пламени. Она просто очень горячая. Если нагревать ее дальше, то будет меняться и цвет. Сначала цвет спирали станет желтым, затем белым, а когда она раскалится еще больше, от нее будет исходить голубое сияние.

От чего зависит цвет пламени

Нечто подобное происходит и с пламенем. Возьмем для примера свечу. Различные участки пламени свечи имеют разную температуру. Огню нужен кислород. Если свечу накрыть стеклянной банкой, огонь погаснет. Центральный, прилегающий к фитилю участок пламени свечи, потребляет мало кислорода, и выглядит темным. Верхушке и боковым участкам пламени достается больше кислорода, поэтому эти участки ярче.

По мере того как пламя продвигается по фитилю, воск тает и потрескивает, рассыпаясь на мельчайшие частички углерода. (Каменный уголь тоже состоит из углерода.) Эти частички увлекаются пламенем кверху и сгорают. Они очень горячие и светятся, как спираль вашей плитки. Но частички углерода намного горячее, чем спираль самой жаркой плитки (температура сгорания углерода примерно 1 400 градусов Цельсия). Поэтому свечение их имеет желтый цвет. Около горящего фитиля пламя еще горячее и светится синим цветом.

Пламя камина или костра в основном пестрого вида. Дерево горит при более низкой температуре, чем фитиль свечи, поэтому основной цвет костра - оранжевый, а не желтый. Некоторые частички углерода в пламени костра имеют довольно высокую температуру. Их немного, но они добавляют пламени желтоватый оттенок. Остывшие частички раскаленного углерода - это копоть, которая оседает на печных трубах. Температура горения дерева ниже температуры горения свечи. Кальций, натрий и медь, нагретые до высокой температуры, светятся разными цветами. Их добавляют в порох ракет для расцвечивания огней праздничных фейерверков.

Цвет пламени и химический состав

Цвет пламени может меняться в зависимости от химических примесей, содержащихся в поленьях или другом горючем веществе. В пламени может находиться, например, примесь натрия. Натрий - это составная часть поваренной соли. Если натрий раскалить, он окрашивается в ярко - желтый цвет. В огонь может попасть кальций.

Мы все знаем, что кальция много в молоке. Это металл. Раскаленный кальций окрашивается в яркий красный цвет. Если в огне горит фосфор, то пламя окрасится в зеленоватый цвет. Все эти элементы или содержатся в дереве, или попадают в огонь с другими веществами. Смешение цветов пламени, как и смешение цветов радуги, может дать белый цвет, поэтому в пламени костра или камина видны белые участки.

GD Star Rating
a WordPress rating system

Вопрос №1

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Аналитическая химия- это раздел химической науки, разрабатывающий на основе фундаментальных законов химии и физики принципиальные методы и приёмы качественного и количественного анализа. Под химическим анализом понимают совокупность действий, которые имеют своей целью получение информации о химическом составе объекта. В зависимости от поставленной задачи определяют элементный, молекулярный, фазовый, изотопный, вещественный состав и т.д. В зависимости от вида идентифицируемых частиц различают: элементный, молекулярный, функциональный, изотопный и фазовый анализы.

Элементный анализ – это качественный и (чаще всего) количественный химический анализ, в результате которого определяют, какие химические элементы и в каких количественных соотношениях входят в состав анализируемого вещества.

^ Функциональный анализ – открытие и определение различных функциональных групп, например, аминогруппы NH 2 , нитрогруппы NO 2 , карбонильной С=О, карбоксильной СООН, гидроксильной ОН, нитрильной СN групп и др.

^ Молекулярный анализ – открытие молекул и определение молекулярного состава анализируемого вещества, т.е. выяснение того, из каких молекул и в каких количественных соотношениях состоит данный анализируемый объект.

^ Фазовый анализ – открытие и определение различных фаз (твердых, жидких, газообразных), входящих в данную анализируемую систему

В зависимости от массы сухого вещества или объема раствора анализируемого вещества методы анализа подразделяются на: макро-, полумикро-, микро-, ультрамикро- и субмикрометод идентификации.
^

Характеристика методов анализа по величине навески

Для химической идентификации чаще всего используют реакции образования окрашенных соединений, выделение или растворение осадков, газов, образование кристаллов характерной формы, окрашивание пламени газовой горелки образование соединений, люминесцирующих в растворах.
^

Окрашивание пламени соединениями некоторых элементов

Окрашивание пламени газовой горелки соединениями металлов используется в качественном анализе для открытия катионов металлов, дающих излучение в видимой области спектра.

Про аналитическую химию говорят, что это наука о методах и средствах химического анализа и в известной мере установления химического строения. Под средствами подразумевают приборы, реактивы, стандартные образцы, программы для компьютеров и т.д.

Методы и средства постоянно изменяются: привлекаются новые подходы, используются новые принципы явления из разных областей знаний. Аналитическая химия это сфера научного поиска, так за создание многих методов анализа присуждены Нобелевские премии (органический микроанализ, полярография, разные виды хроматографического анализа, фотоэлектронная спектроскопия и д. д.). Следует различать метод и методику анализа.

Метод анализавещества – это краткое определение принципов положенных в основу анализа вещества

Методика анализа – это подробное описание всех условий и операций, которые обеспечивают правильность, воспроизводимость и другие регламентированные характеристики результатов анализа.

Правильность анализа характеризует качество анализа, отражающее близость к нулю систематической погрешности результатов.

Воспроизводимость анализа – показывает степень близости друг к другу результатов отдельных измерений (определений) при анализе проб.

Вообщем, под анализом подразумевают получение опытным путем данных о химическом составе и количестве вещества любыми методами – физическими, химическими, и физико-химическими .

Современная аналитическая химия включает в себя три раздела: качественный химический анализ, количественный химический анализ и инструментальные, т.е. физические и физико-химические методы. Выделение инструментальных методов в самостоятельный раздел до некоторой степени условно, поскольку с помощью этих методов решаются задачи как качественного, так и количественного анализа.

Качественный химический анализ – это определение (открытие) химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе.

Количественный химический анализ – это определение количественного состава, т.е. установление количества химических элементов, ионов, атомов, атомных групп, молекул в анализируемом веществе.

При проведении качественного и количественного анализов используют аналитические признаки веществ и аналитические реакции.

Аналитические признаки – это свойства анализируемого вещества или продуктов его превращения, которые позволяют судить о наличии в нём тех или иных компонентов.

Характерные аналитические признаки – цвет, запах, угол вращения плоскости поляризации света, радиоактивность, способность к взаимодействию с электромагнитным излучением и др.Аналитическая реакция – это хим. превращение анализируемого вещества при действии аналитического реагента с образованием продуктов с заметными аналитическими признаками.

Чаще всего используют реакции:

• 
  Образования окрашенных соединений
• 
  Выделение или растворение осадков
• 
  Выделение газов
• 
  Образование кристаллов характерной формы
• 
  Окрашивание пламени газовой горелки
• 
  Образование соединений, люминесцирующих в растворах

На результаты проведения аналитических реакций влияют температура, концентрация растворов, pH среды, присутствие других веществ (мешающих, маскирующих, катализирующих процессы)

Пример:

1.
Ион меди Cu ­ 2+ в водных растворах существует в форме аквокомплексов [Сu(H 2 O) m ], при взаимодействии с аммиаком обретает растворимый комплекс ярко сине-голубого цвета:

[Сu(H 2 O) m ] + 4 NH 3 = 2+ + n H 2 O

2.
Ион Ва 2+ можно осадить, прибавляя раствор, содержащий сульфат-ионы , в форме малорастворимого белого осадка сульфата Ва:

Ва 2+ + SO 4 2- → ВаSO 4 ↓

Белый осадок карбоната Са 2+ растворяется при действии кислот, при этом выделяется диоксид углерода:

СаСО 3 + 2НСl → CаСl 2 + СО 2 + Н 2 О

3.
Если к раствору какой-либо соли аммония прибавить щелочь, то выделяется газообразный аммиак. Его можно легко определить по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой бумаги:

NН 4 + + ОН - = NН 3 . Н 2 О → NН 3 + Н 2 О

Сульфиды при действии кислот выделяют газообразный сероводород:

S 2- + 2Н + = Н 2 S

4.
Ионы Nа + в капле раствора при взаимодействии с гексагидроксостибат (V) – ионами

Образуют белые кристаллы гексагидроксостибата (V) натрия Nа характерной формы:

Nа + + - = Nа

Форма кристалла хорошо видна при рассмотрении под микроскопом.

Эта реакция используется для открытия катиона Nа +

5.
Окрашивание пламени газовой горелки соединениями металлов используются для открытия катионов металлов, дающих излучение в видимой области спектра. Окрашивание пламени в тот или иной цвет зависит от природы металла.

6.
Иногда проводят аналитические реакции, продукты которых обладают свойствами люминесценции в растворах. Так при взаимодействии катиона c уранилацетатом цинка наблюдается зелёное свечение раствора, а с уранилацетатом натрия в уксусно-кислой среде даёт жёлто-зелёную люминесценцию.

Вопрос №2

Применение потенциометрического и кулонометрического методов анализа вфармации и аналитической химии. Потенциометрический метод – это методкачественного и количественного анализа, основанный на измерениипотенциалов, возникающих между испытуемым раствором и погруженным внего электродом. Данный метод рекомендуется для установлениядоброкачественности и количественного анализа некоторых фармакопейныхпрепаратов. Использую потенциометрическое титрование, можноболее объективно устанавливать точку эквивалентности, поэтому метод находитширокое практическое применение. Одним из направления потенциометрическогометода является хронопотенциометрия. Сущность этого метода заключается втом, что потенциал одного их электродов записывают как функцию времени. Помимоаналитических целей метод может быть использован для изучения кинетикихимических процессов. Потенциометрический метод также можетбыть использован при исследовании процессов разрушения лекарственныхвеществ при хранении. Кулонометрический метод весьма перспективен для анализалекарственных веществ: некоторых местноанестезирующих средств,сульфаниламидов, алкалоидов. Кулонометрический метод основан назаконе Фарадея, устанавливающем связь между количеством вещества,выделившегося на электродах, и затраченным на этот процесс количеством электричества. Фармацевтический анализ – определение качества лекарств и лекарственных средств, изготавливаемых промышленностью и аптеками. Фармацевтический анализ включает: анализ лекарственных препаратов, лекарственного сырья, контроль производства лекарств, токсикологический анализ в объектах растительного и животного происхождения, судебно-химический анализ. Для контроля качества качества лекарственных средств используют фармакопейные методы анализа – методы, описанные в утвержденных на государственном уровне фармакопейных статьях или включенные в Государственную Фармакопею – сборник общегосударственных стандартов и положений, нормирующих качество лекарственных средств. Фармакопейный анализ – это контроль качества лекарственного сырья, субстанций, лекарственных форм, проводимый в соответствии с требованиями Фармакопеи или отдельных фармакопейных статей, не включенных в Фармакопеи.

Вопрос № 3

Аналитический признак - визуально наблюдаемое, инструментально фиксируемое изменение свойств веществ, вступающих в аналитические реакции. К аналитическим признакам относят следующие. 1. Образование (или растворение) осадка с определенными свойствами: цвет, растворимость в определенных растворителях, форма кристалла. Это может быть образование осадка типичной кристаллической формы, характерного цвета или вида (например, белый творожистый осадок AgCl). При отделении, например, фосфата цинка от фосфата алюминия исследуют способность осадка фосфата цинка растворяться в водном растворе аммиака с образованием КС. 2. Получение при действии реактива окрашенного рас- творимого соединения, например Cu(OH)2+4NH3=Cu(NH3)42 - синий аммиакат меди. 3. Выделение газа с известными свойствами. При растворении в хлороводородной кислоте СаСОз и CaSO4 в обоих случаях выделяется газ, который при пропускании через баритовую воду образует внешне одинаковые осадки соответственно карбоната и сульфита бария. Следовательно, с помощью баритовой воды нельзя различить СО2 и SO2. Если же пропустить каждый из газов через подкисленный серной кислотой разбавленный раствор перманганата калия, то СО2 никаких изменений в окраске раствора не вызовет, a SO2 с перманганатом калия будет реагировать как восстановитель: 2KMnO4 + 5S02 + 2H20 = 2MnS04 + K2S04 + 2H2S04, что приведет к исчезновению малиновой окраски раствора перманганата калия. Для открытия или обнаружения ионов или молекул вещества используют качественные аналитические реакции. Химическую реакцию, сопровождающуюся аналитическим признаком (или аналитическим сигналом), по которому можно судить о наличии определяемого вещества, называют аналитической реакцией. Аналитическая реакция должна обладать низким пределом обнаружения. Предел обнаружения - наименьшее количество вещества, которое может быть определено данной реакцией с заданной вероятностью Р. Качественные аналитические реакции проводят, добавляя к раствору анализируемого вещества другие вещества, называемые реагентами. Аналитические реакции могут протекать между жидкими, твердыми и газообразными веществами. Химические аналитические реакции классифицируют на на реакции общие, групповые, селективные и специфичные. Общие реакции - реакции, аналитические сигналы которых одинаковы для многих ионов. Применяемый реагент также называют общим. Групповые реакции - это частный случай общих реакций, используемых в конкретных условиях для выделения определенной группы ионов, обладающих близкими свойствами. Общие и групповые реакции применяют для выделения и разделения ионов сложной смеси. Селективными, или избирательными, называют реакции, позволяющие в смеси ионов обнаруживать ограниченное число катионов или анионов. Так, при действии NH.SCN на смесь катионов только два катиона образуют растворимые окрашенные комплексные соединения: 3_ и (Co(SCN),]2-. Специфическими называют аналитические реакции, аналитический эффект которых характерен только для одного иона в присутствии других ионов. Селективные и специфические реакции в качественном анализе называют качественными характерными (или частными) реакциями

Аналитическая реакция должна отвечать определенным требованиям. Она должна протекать не слишком медленно и быть достаточно простой по выполнению. Для аналитических реакций важнейшими требованиями являются специфичность и чувствительность. Чем меньшее количество ионов вступает в реакцию с данным реактивом, тем более специфична данная реакция. Чем меньшее количество вещества может быть определено с помощью данного реактива, тем более чувствительна эта реакция. Чувствительность реакции можно охарактеризовать количественно при помощи двух показателей: открываемого минимума и предельного разбавления. Открываемым минимумом называется наименьшее количество вещества или иона, которое может быть открыто данным реактивом при данных условиях. Предельное разбавление характеризует наименьшую концентрацию вещества (или иона), при которой еще возможно открыть его данным реактивом.

Вопрос №4

Подготовка образца к анализу. Если количественные измерения проводят в растворе, образец растворяют в подходящем растворителе; при этом концентрацию образца подбирают так, чтобы она находилась в пределах применимости метода. Иногда приходится выделять определяемое вещество из смеси, поскольку многие методы анализа неспецифичны и даже неселективны. Специфичным называют метод, при помощи которого определяется только конкретное вещество, а селективным - предпочтительный для данного вещества метод, пользуясь которым можно определять и другие вещества. Специфичных методов очень мало, селективных - значительно больше. Например, высоко-селективны масс-спектрометрия и иммунологический анализ.

«Растворение пробы»), или переводя образец в растворимое вещество, например, сплавлением с содой, поташом, гидросульфатом натрия, щелочами и т.

Если растворитель не найден, то анализируемый осадок переводят нагреванием либо сплавлением с тем или иным реагентом в растворимые продукты реакций и растворяют эти продукты в воде или в кислотах.

Когда анализируемый образец содержит сульфаты свинца и катионов третьей аналитической группы, нерастворимые в кислотах, их можно перевести в растворимые в кислотах карбонаты кипячением с насыщенным водным раствором соды Na2CO3 и поташа К2С03 или же сплавлением со смесью Na2CO3 и К2СО3.

б) Сплавление со смесью соды и поташа.

При сплавлении сульфаты превращаются в карбонаты, как и при кипячении (см.

Сплавление твердого вещества с реагентами.

При таком сплавлении компоненты твердого анализируемого образца, нерастворимые в воде и в кислотах, превращаются в продукты реакций, растворяющиеся в кислотах.

Так, например, диоксид кремния и нерастворимые силикаты при сплавлении (лучше - в платиновом тигле) со смесью соды и поташа превращаются в растворимые силикаты натрия или калия и соответствующие карбонаты:

можно превратить в растворимые продукты реакции сплавлением с KHSO4 или K2S2O7 (в кварцевых тиглях с крышками), например:

Некоторые оксиды металлов превращаются в растворимые соли также при сплавлении с содой, например:

Во многих других случаях описаны способы и методики перевода нерастворимых образцов в растворимые продукты реакций сплавлением твердых фаз с различными реагентами.

Если твердая проба не растворяется ни в одном из использованных растворителей, то в ряде случаев ее переводят в растворимое состояние обработкой при нагревании (обычно - повторной) насыщенными растворами соды Na2C03, поташа К2С03 или же сплавлением части пробы с этими солями, гидросульфатами щелочных металлов (ЫаНЗОД пиросульфатом калия K2S207, с щелочами и другими веществами.

Вопрос №5

В литературе отсутствуют точные данные о времени зарождения в России токсикологической (судебной)химии как науки. Имеются лишь сведения, согласно которым первые химические исследования, имеющие судебно-химический характер, проводились в России еще в XV столетии. В то время еще не было химических лабораторий для исследования различных объектов на наличие ядов. Судебно-химические исследования имели случайный характер и выполнялись в аптеках.

В конце XVI - начале XVII в. в России был учрежден Аптекарский приказ (данные о точной дате учреждения Аптекарского приказа противоречивы), являющийся высшим медицинским административным учреждением допетровской Руси. Аптекарский приказ руководил врачебным и аптечным делом в России. В его ведении находилась лаборатория, в которой изготовлялись лекарственные препараты, напитки, водка и др. В той же лаборатории и в аптеках изредка производились и отдельные судебно-химические исследования. Однако и в период Аптекарского приказа судебно-медицинские и судебно-химические экспертизы не были узаконены.

Первым документом, узаконившим судебно-медицинскую экспертизу в России, был Воинский устав, изданный Петром I к 1716 г. Как указывает М. Д. Швайкова, судебно-химическая экспертиза в России была, вероятно, узаконена вместе с судебно-медицинской. Однако и после издания Воинского устава вскрытие трупов производилось не повсеместно. Трупы вскрывались в Московском и Петербургском госпиталях, а затем вскрытия постепенно начали производить и в других городах России.

В 1797 г во многих губерниях были учреждены врачебные управы, осуществлявшие руководство всей медицинской деятельностью, в том числе и обеспечивающие проведение судебно-медицинских исследований. При этих управах была учреждена должность штатного фармацевта, который должен был производить химические исследования и обнаружение ядов. Лабораторий при врачебных управах не было. Поэтому штатные фармацевты производили исследование ядов в частных лабораториях или в аптеках.

Создание М. В. Ломоносовым в 1748 г. первой русской химической лаборатории явилось важным событием в развитии русской науки. Лаборатория оказала большое влияние на развитие химии вообще, в том числе и на развитие аналитической химии, методы которой широко использовались при судебно-химических анализах.

Несмотря на определенные успехи в области судебной химии, до начала XIX ст. она развивалась медленно. Научно-теоретический уровень методик, применяемых в экспертной практике, был низким. В то время не было квалифицированных кадров судебных химиков. Судебная химия не преподавалась в университетах и в других учебных заведениях. Из-за низкого уровня развития аналитической химии отсутствовали методики обнаружения многих ядов. Не было учебников и руководств по судебной химии.

XIX ст. характеризуется значительным улучшением состояния судебно-химических исследований. В 1808 г. при медицинском факультете Московского университета было открыто фармацевтическое отделение. В учебный план этого отделения был включен предмет «фармация». При изучении этого предмета особое внимание уделялось токсикологии и обнаружению ядов. Такое же отделение было открыто и в Петербурге при Медико-хирургической академии. Несколько позднее фармацевтические отделения были открыты и в других университетах.

С развитием фармацевтического образования в России выросли кадры ученых, труды которых обогатили судебную химию новыми методами анализа. Появились учебники и руководства по судебной химии.

Одним из первых русских ученых, обогативших судебную химию новыми реакциями и методами анализа, был А. П. Нелюбин (1785-1858), который по образованию был врачом и фармацевтом. Он заведовал кафедрой фармации в Медико-хирургической академии. А. П. Нелюбин выполнил большое количество анализов на наличие ядов. Он первый предложил метод разрушения биологического материала, содержащего «металлические яды», азотной кислотой. Им предложен способ обнаружения соединений мышьяка путем переведения их в мышьяковистый водород. Богатый опыт в области судебно-химического анализа А. П. Нелюбин обобщил в работе «Правила для руководства судебного врача при исследовании отравления», опубликованной в 1824 г. в Военно-медицинском журнале. В этой работе ученый уделил большое внимание исследованию ядов.

А. П. Нелюбин был автором руководства «Общая и частная судебно-медицинская и полицейская химия с присовокупле нием общей токсикологии или науки о ядах и противоядных средствах». В то время под полицейской химией понимали сани-тарно-химический анализ (анализ пищевых продуктов).

Видным ученым в области судебной химии был проф. А. А. Иовский (1796-1857). В Московском университете он читал лекции по общей и аналитической химии, фармакологии и токсикологии. А. А. Иовский был автором около 40 работ, посвященных различным разделам фармации. В 1834 г. вышла его книга «Руководство к распознаванию ядов, противоядий и важнейшему определению первых как в организме, так и вне оного посредством химических средств, названных реактивами».

Большой вклад в развитие фармации и судебной химии внес проф. Ю. К. Трапп (1814-1908), который был учеником А. П. Нелюбина. Во время работы в Медико-хирургической академии Ю. К. Трапп проводил анализы различных объектов на наличие ядов, занимался исследованием фальшивых подписей, чернильных пятен, обугленных ассигнаций и др.

Ю. К. Трапп был автором книг по судебной химии. В 1863 г. вышла его книга «Руководство для первых пособий при отравлении и для химического исследования ядов», а в 1877 г. - книга «Наставление к судебно-химическому исследованию».

Определенный вклад в развитие судебной химии внес профессор Дерптского (в настоящее время Тартуского) университета Г. Драгендорф (1836-1898). Он предложил реактив для обнаружения алкалоидов, разработал метод выделения алкалоидов из биологического материала, основанный на изолировании этих веществ водой, подкисленной серной кислотой. Г. Драгендорф издал учебник «Судебно-химическое открытие ядов» и был первым ученым, который из фармации выделил судебную химию и читал ее как самостоятельную дисциплину.

Ряд работ в области судебной химии выполнил Г. В. Струве (1822-1908), который был специалистом широкого профиля. Его работы посвящены развитию судебной, аналитической и биологической химии. Г. В. Струве предложил реакции обнаружения соединений мышьяка и фосфора с молибдатом, усовершенствовал способы обнаружения цианидов, морфина, стрихнина и некоторых других алкалоидов. Он выполнил ряд сложных экспертиз в области обнаружения ядов в биологическом материале. Часть его работ посвящена исследованию фальсификации пищевых продуктов и т. ц.

В XIX ст. ряд важных исследований в области судебной химии выполнили ученые, которые работали в других областях химии. К ним относятся: Т. Е. Ловиц, Η. Η. Зинин, Д. И. Менделеев и др. Т. Е. Ловиц (1757-1804) выполнил ряд экспертиз для установления причин отравлений. Н. Н. Зинин (1812-1880) производил экспертизы, целью которых было установление недоброкачественности вин, определение наличия пятенкрови

На некоторых предметах, определение примесей в китайском чае и т. д. Он выполнил ряд экспертиз для установления причин отравлений.

Д. И. Менделеев (1834-1907) выполнил ряд экспертиз по заданию судебно-следственных органов. При медицинском департаменте Министерства внутренних дел много лет он был членом медицинского совета, являвшегося в то время высшей судебной экспертной инстанцией в России.

Большая роль в проведении исследований в области судебной химии принадлежит проф. С. П. Дворниченко, который обобщил данные собственных исследований и литературные данные в области судебно-химического анализа и в 1900 г. издал руководство по судебной химии.

Большая роль в развитии отечественной судебной химии принадлежит проф А. П. Дианилу (1851 -1918). Более тридцати лет он работал в Медико-хирургической академии. За это время А. П. Дианин выполнил около 5000 анализов. Работу в академии он совмещал с работой в Медицинском департаменте Министерства внутренних дел. В 1904 г. А. П. Дианин был назначен главным судебно-химическим экспертом.

Великая Октябрьская социалистическая революция внесла коренные изменения во все области общественной жизни и в развитие науки в нашей стране. Изменилась организация судебно-медицинской и судебно-химической экспертизы. Судебно-медицинская экспертиза стала надежным помощником органов советского правосудия в укреплении социалистической законности.

В 1918 г. при Наркомате здравоохранения РСФСР был учрежден отдел медицинской экспертизы. Аналогичные отделы были созданы и при губернских органах здравоохранения. Через некоторое время были введены должности губернских и городских судебно-медицинских экспертов, а также были организованы губернские судебно-медицинские лаборатории.

В 1924 г. в Москве была создана центральная судебно-медицинская лаборатория, преобразованная в 1932 г. в Государственный научно-исследовательский институт судебной медицины. Для руководства судебно-медицинской и судебно-химической экспертизой в нашей стране в 1937 г. при Наркомздраве СССР была введена должность главного судебно-медицинского эксперта.

В 1934 г. Наркомздравом РСФСР по согласованию с прокуратурой РСФСР были утверждены «Правила судебно-медицинского и судебно-химического исследования вещественных доказательств». В 1939 г. Совет Народных Комиссаров СССР принял постановление «О мерах укрепления и развития судебно-медицинской экспертизы». В 1952 г. Министерством здравоохранения СССР но согласованию с Прокуратурой СССР, Министерством юстиции и Министерством государственной безопасности СССР утверждена «Инструкция о производстве судебно-медицинской экспертизы в СССР».

В 1957 г. Министерством здравоохранения СССР по согласованию с Прокуратурой СССР и Министерством внутренних дел СССР были утверждены новые правила судебно-химической экспертизы вещественных доказательств в судебно-химических отделениях судебно-медицинских лабораторий.

В 1962 г. был издан приказ министра здравоохранения СССР «О мерах улучшения судебно-медицинской экспертизы в СССР». В 1978 г. Министерством здравоохранения СССР утверждены новая инструкция о производстве судебно-медицинской экспертизы, положение о бюро судебно-медицинской экспертизы и о его должностных лицах. За последнее время кроме перечисленных выше документов утвержден ряд положений, направленных на улучшение качества судебно-медицинской и судебно-химической экспертизы в СССР.

Большая роль в дальнейшем развитии судебной химии принадлежит ряду отечественных ученых и высшим фармацевтическим учебным заведениям.

В 1920 г. на химико-фармацевтическом факультете Второго Московского университета и в Петроградском химико-фармацевтическом институте были созданы первые кафедры судебной химии, которые стали центром научных исследований в области судебно-химического анализа и центром подготовки экспертов-химиков. Несколько позже кафедры судебной химии были созданы и в других институтах.

Кафедру судебной химии в Ленинградском химико-фармацевтическом институте на протяжении ряда лет возглавлял проф. Л. Ф. Ильин (1872-1937). Он автор ряда работ по судебной химии. Под его руководством выполнено несколько диссертаций.

В развитии судебной химии определенная роль принадлежит проф. Н. И. Кромеру (1866-1941), преподававшему в Пермском фармацевтическом институте, и проф. Н. А. Валяшко (1871 - 1955). В течение 15 лет Н. А. Валяшко был консультантом химического отделения Харьковского научно-исследовательского института судебной экспертизы Министерства юстиции. За это время он опубликовал ряд работ, посвященных судебно-хими-ческому анализу. Под руководством проф. Н. А. Валяшко выполнила и защитила кандидатскую диссертацию Т. В. Марченко, которая долгие годы была заведующей кафедрой судебной химии Харьковского фармацевтического института.

Проф. А. В. Степанов (1872-1946) создал и возглавил кафедру судебной химии в Московском фарминституте. Он был одним из организаторов этого института.

Научная и педагогическая деятельность А. В. Степанова относится к судебной и органической химии. Он разработал метод определения хлорпроизводных органических соединений, который и в настоящее время широко используется при анализе органических галогенсодержащих веществ. А. В. Степанов предложил методминерализации

Биологического материала смесью нитрата аммония и серной кислоты. Совместно с М. Д. Швайковой он разработал скоростной метод выделения алкалоидов из пищевых продуктов растительного происхождения. Им были опубликованы работы, посвященные судебно-химическому анализу, издан учебник по судебной, органической и аналитической химии. Его учебник «Судебная химия» издавался четыре раза.

С 1937 по 1978 г. кафедру судебной химии в Московском фармацевтическом институте (затем на факультете Первого Московского мединститута) возглавляла профессор М. Д. Швайкова (1905-1978) -ученица проф. А. В. Степанова.

Область научных исследований М. Д. Швайковой велика. Совместно с проф. А. В. Степановым она предложила скоростной метод выделения алкалоидов из пищевых продуктов растительного происхождения. М. Д. Швайкова является основоположником применения метода микрокристаллоскопии в судебно-химическом анализе, под ее руководством выполнены также исследования в области судебно-химического анализа «металлических ядов», алкалоидов, барбитуратов и многих других токсических соединений. Это является большим вкладом в судебно-химический анализ.

Большая роль в развитии судебной медицины и судебной химии принадлежит Научно-исследовательскому институту судебной медицины МЗ СССР, который был организован в 1932 г. Институт руководит научно-исследовательской работой в области судебной медицины и судебной химии, а также выполняет сложные и повторные экспертизы по заданию судебно-следственных органов.

Сотрудниками химического отдела этого института разработан метод количественного определения ртути в биологическом материале, метод выделения алкалоидов из биологического материала, основанный на изолировании их водой, подкисленной щавелевой кислотой, разработан и внедрен в практику дробный метод судебно-химического исследования" «металлических ядов», разработаны методы судебно-химического анализа ряда гликозидов; выполняются исследования по анализу ядохимикатов и других токсических веществ, производных фенотиазина.

Сотрудниками химического отдела Научно-исследовательского института судебной медицины издан ряд методических писем и методических указаний, посвященных исследованию ядовитых веществ в трупном материале. Методики, изложенные в этих письмах, широко используются в судебно-химических лабораториях СССР.

Определенный вклад в развитие токсикологической химии внесли кафедры Львовского медицинского института, Ташкентского и Пятигорского фармацевтических институтов, а также другие учебные заведения.

В 1939 г. на фармацевтическом факультете Львовского мединститута была организована кафедра судебной (токсикологической) химии. С 1948 г. кафедру возглавил проф. В. Ф. Крама-ренко. Научным направлением кафедры является разработка методов химико-токсикологического анализа алкалоидов, их синтетических аналогов и барбитуратов. В. Ф. Крамаренко является

автором около 200 научных работ, посвященных применению химических, физических и физико-химических методов анализа (фотоколориметрия, спектрофотометрия, хроматография в тонких слоях сорбентов, гель-хроматография, газожидкостная хроматография и др.) в токсикологической химии. Им предложен метод выделения алкалоидов из биологического материала, основанный на изолировании их водой, подкисленнойсерной кислотой

Большая роль в развитии токсикологической химии в нашей стране принадлежит химическому отделу (зав. отделом А. Ф. Рубцов) Государственного научно-исследовательского института судебной медицины Минздрава СССР. В этом институте разработан ряд новых методик исследования токсических веществ. Изданы методические указания по исследованию нескольких ядов в объектах, подвергаемых химико-токсикологическому анализу.

В послевоенные годы достигнуты успехи в подготовке научных кадров по токсикологической (судебной) химии. Так, в Московском фармацевтическом институте, а затем на фармфакультете Первого Московского медицинского института под руководством проф. М. Д. Швайковой выполнено и защищено шесть докторских и сорок кандидатских диссертаций. На этой же кафедре под руководством доц. Б. Н. Изотова выполнено и защищено 12 кандидатских диссертаций.

Во Львовском медицинском институте под руководством проф. В. Ф. Крамаренко подготовлено и защищено пять докторских и 31 кандидатская диссертация. На той же кафедре под руководством проф. В. И. Поповой защищено четыре кандидатские диссертации. Под руководством доцента А. Ф. Рубцова защищено девять кандидатских диссертаций. Такое же количество диссертаций защищено в Ташкентском фармацевтическом институте под руководством проф. Л. Т. Икрамова.

На кафедре токсикологической химии Ташкентского фармацевтического института выполнен ряд исследований, посвященных в основном анализу ядохимикатов.

Исследования в области анализа токсических веществ выполняются на кафедрах токсикологической химиифармацевтических и других институтов.

Результаты химико-токсикологического анализа зависят от правильного выбора объектов исследования, соблюдения правил химико-токсикологического анализа биологического материала на наличие токсическихвеществ, правильного выбора методов исследования и некоторых других факторов.

Лабораторная работа 1-2

Качественный анализ катионов

Na +

Реакция окрашивания пламени

Чистую накалённую проволоку опустите в раствор хлорида натрия или наберите на неё немного твёрдой соли . Внесите проволоку вместе с капельками или частицами натриевой соли в бесцветное пламя горелки – пламя окрасится в жёлтый цвет.

K +

Реакция окрашивания пламени

Летучие соединения калия окрашивают бесцветное пламя в характерный фиолетовый цвет . Фиолетовая окраска пламени в присутствии солей натрия становится незаметной, так как соединения натрия окрашивают пламя горелки в жёлтый цвет.

Реакции с гексанитрокобальтатом (ΙΙΙ) натрия

Поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли калия, прибавьте к нему 3-5 капель раствора гексанитрокобальтата (ΙΙΙ) натрия, добавьте несколько капель 6 М уксусной кислоты и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. При этом выпадет жёлтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (ΙΙΙ) дикалия-натрия

:

или в ионной форме:

Реакцию следует проводить в присутствии разбавленной уксусной кислоты.

Реакция с гидротартратом натрия

Поместите в пробирку 2-3 капли раствора какой-либо соли калия, прибавьте 0,5 мл раствора гидротартрата натрия и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. Через некоторое время выпадет белый кристаллический осадок:

или в ионной форме:

Условия проведения реакции.

NH 4 +

Реакция с реактивом Несслера

Прибавьте к капле разбавленного раствора соли аммония 1-2 капли раствора реактива. В присутствии

- ионов образуется характерный красно-бурый осадок; при наличии следов раствор окрашивается в жёлтый цвет:

или в ионной форме:

Другие катионы Ι аналитической группы не мешают обнаружению ионов аммония реактивом Несслера.

Реакция со щелочами

Поместите в пробирку несколько капель раствора соли аммония

и добавьте 5 капель водного раствора какого-либо из сильных оснований -

- и подогрейте содержимое пробирки в пламени газовой горелки. Вследствие разложения соли аммония выделится аммиак :

или в ионной форме:

Выделяющийся аммиак может быть обнаружен различными способами:

по запаху;

по посинению универсальной индикаторной бумаги, смоченной дистиллированной водой и внесённой в пары над раствором;

по образованию дыма хлорида аммония при поднесении к отверстию пробирки стеклянной палочки, смоченной каплей концентрированной хлороводородной (соляной) кислоты.

Кипячение с едкими щелочами или карбонатами натрия или калия

При действии едких щелочей или карбонатов натрия или калия, а также при длительном нагревании аммониевые соли в растворах разлагаются с выделением газообразного аммиака.

Mg ++

Действие сильных оснований.

При добавлении сильных оснований к растворам солей магния выпадает белый осадок

. При добавлении слабого основания (гидроксида аммония) осаждение неполное, а в присутствии солей аммония осадок не выпадает совсем. Поэтому соли аммония нужно предварительно удалить из раствора.

Поместите в пробирку несколько капель раствора MgCl 2 , добавьте несколько капель водного раствора какого-либо из сильных оснований - . Выпадет осадок Mg (ОН) 2 . В другую пробирку к раствору MgCl 2 вместо

прилейте раствор гидроксида аммония. Отметьте, в какой из пробирок образуется больше осадка.

Реакция с моногидрофосфатом натрия

Микрокристаллоскопическая реакция.

Для микрокристаллоскопического обнаружения

- ионов в виде

поместите каплю раствора

на предметное стекло . Затем к нему прибавьте из капиллярной пипетки сначала каплю раствора

, затем каплю концентрированного водного раствора аммиака. Наконец, внесите в раствор кристаллик

(гидрофосфат натрия). Предметное стекло рекомендуется нагреть. В непосредственной близости от кристалла фосфата натрия появляются дендритные кристаллы, на более дальнем расстоянии – правильно образованные кристаллы в виде шестилучевых звёзд. - фосфат магний-аммония

или в ионной форме

Рассмотрите кристаллы под микроскопом.

Ca ++

Реакция с оксалатом аммония.

Поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли кальция, например

, и добавьте 1-2 капли уксусной кислоты, чтобы реакция среды была кислой (в случае индикатора метилового красного цвет должен стать оранжевым). Прилейте несколько капель раствора оксалата аммония

При этом из концентрированного раствора сразу, а из разбавленного постепенно выпадает белый мелкокристаллический осадок

. В присутствии

оксалат кальция осаждается количественно:

или в ионной форме:

Микрокристаллоскопическая реакция с серной кислотой .

Поместите каплю раствора хлорида кальция на предметное стекло, затем прибавьте каплю разбавленной

и слегка упарьте смесь. При этом образуются красивые характерные пучки игл – кристаллы гипса

, легко различаемые под микроскопом.

Реакция окрашивания пламени

Ионы кальция окрашивают бесцветное пламя в кирпично-красный цвет.

Ba ++

Реакция с хроматом (или бихроматом) калия .

Поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли бария, например

, и прибавьте несколько капель раствора

или

. Нагрейте пробирку на пламени горелки. При этом выпадает жёлтый кристаллический осадок:

или в ионной форме:

или в ионной форме:

2



Капельная реакция с родизонатом натрия.

На фильтровальную бумагу поместите каплю нейтрального анализируемого раствора и затем каплю водного раствора родизоната натрия. Образуется красно-бурый осадок родизоната бария :

+



+

Родизонат бария на холоде в соляной кислоте превращается в ярко-красный гидрородизонат бария:

Реакция окрашивания пламени.

Бесцветное пламя окрашивается ионами бария в жёлто-зелёный цвет .

Реакция с серной кислотой или сульфатом аммония.

Поместите в пробирку несколько капель растворимой в воде соли бария, например,

хлорида бария, прибавьте 1 мл разбавленной серной кислоты или раствора сульфата аммония. При этом выпадает белый кристаллический осадок сульфата бария

.

Al +++

Реакция с гидроксидом аммония.

Поместите в пробирку 1 мл раствора соли алюминия, например,

, прибавьте к нему несколько капель раствора гидроксида аммония и нагрейте. При этом выпадает белый жел е образный осадок гидро ксида алюминия :

или в ионной форме:

Осадок гидроксида алюминия вместе с раствором перенесите в центрифужную пробирку и отцентрифугируйте. Прозрачный раствор слейте, а осадок разделите на две части.

Проведите следующие проверочные реакции:



Следовательно, - типичное амфотерное соединение.

Реакция с ализарином (1,2-диоксиантрахиноном)

Пробирочная реакция. Поместите в пробирку 2 капли раствора какой-либо соли алюминия и прилейте 5 капель

. При этом образуется осадок . К полученному осадку прибавьте несколько капель свежеприготовленного раствора ализарина и прокипятите. Ализарин образует с гидроокисью алю­миния соединение интенсивно красного цвета, называемое алюминиевым лаком. Алюминиевый лак не растворяется в разбавленной уксусной кислоте. Поэтому после охлаждения содержимого пробирки добавляют немного уксусной кислоты до слабокислой реакции (рН~4-5). В присутствии ионов алюминия красный осадок не исчезает.

Условия проведения реакции .

При проведении пробирочной реакции значение pH в начале осаждения должно превышать 7, соответствуя слабоаммиачному раствору, а после осаждения pH может быть меньше 7, соответствуя разбавленному уксуснокислому раствору (pH = 4-5).

Реакцию ведут при кипячении.

Присутствие осадков других гидроокисей, хотя бы в небольших количествах, нежелательно, а в больших количествах недопустимо.

Cr +++

Окисление С r +3 хрома в Cr +6

Поместите в пробирку 2-3 капли раствора сульфата или нитрата хрома (III), прибавьте к нему 5 капель пероксида водорода

, 3-5 капель гидроксида калия КОН. Нагрейте смесь до кипения.

При этом происходит окисление

-ионов до

-ионов и окраска из сине-зеленой переходит в желтую.

C полученным раствором проделайте следующие проверочные реакции, подтверждающие образование -ионов.

Fe +++

Реакция с

Поместите в пробирку или на предметное стекло 1-2 капли раствора

, подкислите раствор 1-2 каплями хлороводородной кислоты, прибавьте 2-3 капли желтой кровяной соли - раствора гексацианоферрата (II) калия

При этом выпадает темно-синий осадок берлинской лазури:

Реакция с роданидом аммония.

Поместите в пробирку 1 мл раствора , разбавьте его пятью каплями дистиллированной воды и добавьте 3-5 капель раствора роданида аммония

. При этом появляется кроваво-красное окрашивание :

или в ионной форме:

Реакция с гидроксидом натрия, калия или аммония.

При действии растворов

и на ионы

образуется буро-красный осадок Fe(ОН)з, растворимый в кислотах:

Fe ++

Реакция с

Поместите в пробирку или на предметное стекло 1-2 капли раствора FeSO 4 , прибавьте 2-3 капли красной кровяной соли - раствора гексацианоферрата (III) калия При этом наблюдается образование турнбулевой сини:

Zn ++

Реакция с гидроксидом натрия, калия и аммония.

При действии гидроксида натрия или калия на хлорид цинка образуется белый осадок Zn (OH ) 2 , растворимый в избытке и .

Получите осадок гидроксида цинка в пробирке, отделите его от раствора с помощью центрифуги. Осадок разделите на две части. Растворите одну часть осадка в растворе кислоты, другую – в растворе основания. Напишите уравнения реакций, подтверждающих амфотерность гидроксида цинка.

Реакции Mn ++ -ионов

Реакция с гидроксидом натрия и перекисью водорода.

Для ионов марганца характерны реакции окисления - восстановления.

Одной из характерных реакций окисления

в щелочной среде является взаимодействие его с. При действии перекиси водорода в щелочной среде бесцветные ионы марганца (II) окис­ляются в нерастворимые соединения марганца (IV)

или

, окрашенные в бурый цвет:

или в ионной форме

Проведите окисление -ионов до. Для этого поместите в пробирку 1-3 капли раствора какой-либо соли марганца и прилейте несколько капель раствора NaOH. Образуется белый осадок гидроокиси марганца, медленно буреющий вследствие окисления на воздухе:

Прилейте к полученному осадку несколько капель . Осадок моментально становится буро-чёрным вследствие быстрого окисления ионов марганца (II) в .

Условия проведения реакции.

Окисление -ионов до

- -ионов кислой среде.

Соединения марганца (II) окисляются в кислой среде сильными окислителями в марганцовую кислоту. Одной из важнейших реакций окисления в азотнокислой или сернокислой среде является взаимодействие -ионов с

или

. При этом бесцветные соединения двухвалентного марганца () окисляются до соединений марганца со степенью окисления +7 (

), окрашенных в фиолетово-красный цвет:

или в ионной форме:

В присутствии восстановителей, в том числе и

, происходит восстановление окислителей и . Поэтому нельзя подкислять растворы хлористоводородной кислотой.

Проведите окислениё -ионов до -ионов. Для этого поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли марганца (нитрата или сульфата, но не хлорида !), прилейте 5 капель разбавленной (1:1) азотной кислоты, добавьте небольшое количество окислителя (двуокиси свинца) и нагрейте смесь до кипения. Прилейте в пробирку 1-2 мл дистиллированной воды, не перемешивая, содержимого пробирки, и дайте смеси немного постоять. Появляется малиново-красная окраска, вызываемая образовавшейся марганцовой кислотой. Так как может содержать соединения марганца в виде примеси, рекомендуется ставить холостой опыт, соблюдая те же условия, но без добавления в пробирку испытуемого раствора. В отсутствие примесей окраска не появляется.

Описанная реакция окисления в марганцовую кислоту является весьма чувствительной реакцией.

Условия проведения реакции

Качественный анализ анионов

Cl -

Реакция c нитратом серебра

K 1-2 мл раствора хлорида натрия или калия добавьте несколько капель азотной кислоты и раствора

. B присутствии Cl - -ионов выпадает белый творожистый оса­док AgCl:

На свету осадок темнеет. Чтобы убедиться, что полученный осадок действительно содержит AgCl, так как похожие осадки дают и другие ионы, осадок промойте дистиллированной водой, отцентрифугируйте. Воду слейте. К полученному осадку прибавьте раствор аммиака. При этом AgCl растворяется, образуя комплексный катион

.

К раствору комплексного соединения прилейте раствор разбавленной

. Комплексный ион разрушается и вновь выпадает осадок AgCl. Появление осадка служит доказательством присутствия в анализируемом веществе Cl - ионов. Описанные реакции протекают согласно следующим уравнениям:



Реакция окисления

-ионов до свободного хлора

Поместите в пробирку 5 капель раствора, содержащего -ионы, добавьте 0,5 мл

концентрированного раствора

, 5 капель концентрированной и нагрейте (под тягой!). При этом наблюдается частичное или полное обесцвечивание раствора и выделение газообразного хлора, который открывают при помощи иодкрахмальной бумаги (синее окрашива­ние).

Реакция протекает согласно уравнению:

Для обнаружения выделяющегося С1 2 поднесите к отверстию пробирки влажную

иодкрахмальную бумагу. B присутствии хлора появляется синее окрашивание вследствие выделения элементарного иода:

Окисляющее действие на окaзывают манганиты, манганаты, перманганаты, двуокиси марганца и свинца, хромовый ангидрид, хлорноватистая, хлорноватая и aзотная кислоты и т. П

Условия проведения реакций.



или в ионной форме:



Br -

Реакция с нитратом серебра

K 1-2 мл раствора бромида натрия или калия добавьте несколько капель азотной кислоты и раствора . B присутствии

-ионов выпадает желтоватый творожистый осадок AgBr . Проверьте его растворимость в растворе тиосульфата натрия

, в растворе аммиака и в растворе карбоната аммония

.

Реакция окисления -ионов хлорной водой до свободного брома

Поместите в пробирку 5 капель раствора KBr, 1-2 капли разбавленной ,

0,5 мл бензола и 2-3 капли хлорной воды. Встряхните пробирку. В присутствии -ионов бензол окрашивается в желто-бурый цвет.

Реакция применима для обнаружения -ионов в присутствии - и

-ионов.

Условия проведения реакции.

J -

Реакция с нитратом серебра.

Ионы (в отличие от и -ионов) с ионами серебра образуют желтый творожистый осадок, растворимый только в растворах цианида калия и .

K 1-2 мл раствора иодида натрия или калия добавьте несколько капель азотной кислоты и раствора . Проверьте растворимость полученного осадка в растворе .

Реакция окисления - ионов хлорной водой до свободного иода

Реакцию проводят аналогично реакции окисления бромидов хлорной водой. Поместите в пробирку 5 капель раствора иодида калия KJ, 1-2 капли разбавленной серной кислоты, 0,5 мл

бензола и 1-2 капли хлорной воды. Встряхните содержимое пробирки. В присутствии -ионов слой бензола окрашивается в красно-фиолетовый цвет:

При избытке Cl 2 свободный иод не выделяется и слой бензола не окрашивается:

В качестве окислителей можно также пользоваться всеми окислителями, применяемыми для окисления HCl и HBr.

Условия проведения реакции .

Реакция окисления -ионов перманганатом калия

Поместите в пробирку 3-5 капель испытуемого раствора, содержащего -ионы, подкислите раствор несколькими каплями разбавленной и добавьте к нему 1-2 капли раствора .

В присутствии -ионов наблюдается обесцвечивание раствора на холоду и выделение иода. Умеренное нагревание способствует протеканию реакции:

Условия проведения реакции.

Как только появляется красное окрашивание, добавление раствора прекращают и его

избыток восстанавливают 1-2 каплями перекиси водорода. Избыток перекиси водорода разлагают кипячением раствора.

Иодат может быть легко обнаружен при добавлении к полученному раствору иодида калия. При этом происходит выделение иода в большем количестве, чем при окислении непосредственно перманганатом:

N0 3 -

Реакция восстановления нитратов до аммиака цинком или алюминием

Поместите в пробирку 5 капель раствора нитрата калия или натрия, прилейте к нему 0,5 мл раствора NaOH или КОН и затем добавьте 25-50 мг цинковой пыли или алюминиевого порошка. Для ускорения реакции смесь подогрейте на газовой горелке.

Цинковая пыль (или алюминиевый порошок) в щелочных растворах восстанавливает нитраты до аммиака:

Выделяющийся при этом аммиак обнаруживают, как описано ранее.

Взаимодействие с дифениламином

Поместите на предметное стекло 3 капли раствора дифениламина

в серной кислоте и 2 капли рас­твора нитрата натрия. В присутствии

-ионов появляется темно-синее окрашивание , вызываемое продуктами окисления дифениламина азотной кислотой.

SO 3 --

Реакция восстановления сернистой кислоты

Поместите в пробирку 3-5 капель раствора соли сернистой кислоты (например,

), 3-5 капель свежеприготовленного хлористоводородного концентрированного раствора

и содержимое пробирки нагрейте. При этом

Поместите на листок фильтровальной бумаги 1 каплю раствора

и 1 каплю раствора родизоната натрия или родизоновой кислоты. При этом образуется красное пятно родизоната бария. Красное пятно смочите 1-2 каплями раствора сульфата натрия. В присутствии сульфатов окраска родизоната бария тотчас исчезает. Ионы бария с родизонатом натрия или родизоновой кислотой дают красно-бурый осадок, не разлагающийся разбавленной НС1. Родизонат бария моментально обесцвечивается сульфатами и серной кислотой вследствие образования нерастворимого сульфата бария. Рассматриваемая реакция является специфичной и применяется только для обнаружения сульфатов.

СО 3 --

Реакция образования двуокиси углерода (углекислого газа)

В пробирку поместите 1 мл раствора карбоната натрия Nа 2 СО 3 , прилейте к нему 2 М раствор НС1 и быстро закройте пробирку пробкой, в которую вставлена отводная трубка. Другой конец этой трубки опустите в пробирку с известковой водой (рис.).

Двуокись углерода, проходя через раствор Са(ОН) 2 , образует белый осадок или муть СаСО 3 .

Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

РО 4 ---

Реакция с молибдатом аммония

В пробирку налейте 1 мл раствора фосфата натрия

или калия, добавьте несколько капель 6М HNO 3 и немного твердой соли – молибдата аммония (NH 4) 2 MoO 4 . Содержимое пробирки нагрейте. Появляется желтый осадок фосфоромолибдата аммония.

PO 4 3- + 3NH 4 + + 12 MoO 4 2- + 24 H + = (NH 4 ) 3 PO 4 ∙12 MoO 3 ∙2H 2 O↓ + 10 H 2 O

Осадок легко растворяется в водном растворе аммиака.

Контрольная задача.

Дана соль. Определить, какой катион и анион входят в её состав.

Анализ соли

1. Предварительные испытания

а) Окрашивание пламени.

Na + - желтый

Ca 2+ - кирпично-красный

K + - фиолетовый

Ba 2+ - желто-зеленый

Cu 2+ - зеленый.

в) Проверка рН водных растворов.

Если рН > 7, то в состав соли входит катион сильного основания (щелочного или щелочноземельного металла)

Если рН = 7, следовательно, это соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой.

г) Действие разбавленной серной кислоты – только карбонат-ионы СО 3 2 – разлагаются разбавленными кислотами с выделением CO 2 .

д) Действие концентрированной серной кислоты – разлагает Cl - , Br – , J - , NO 3 - , MnO 4 - с выделением Cl 2, HCl, HBr, Br 2 , J 2 , NO 2 , O 2 и т.д.

е) Обнаружение некоторых катионов.

NH 4 +

К капле пробы прилить раствор реактива Несслера. Появление красно-коричневого осадка доказывает наличие иона аммония в соли.

К пробе прилить раствор гидроксида натрия, нагреть. При наличии в соли иона аммония появляется запах аммиака, а на палочке, смоченной раствором концентрированной соляной кислоты – белый налет хлорида аммония.

Fe 3+

К пробе прилить раствор K 4 . Образуется осадок берлинской лазури.

К пробе прилить несколько капельКСNS. Появляется красное окрашивание.

Fe 2+ К пробе прилить раствор K 3 . Отмечается появление турнбулевой сини.

2. Ход анализа .

1. Cначала в пробе определяют катионы.

2. На втором этапе анализа в пробе определяют анионы. Перед этим проводят предварительные испытания на содержание ионов Cl - , SO 4 -2 . Для этого к отдельным порциям пробы приливают растворы AgNO 3 и Ba(NO 3) 2 . Выпадение творожистого осадка Ag Cl и кристаллического Ba SO 4 свидетельствуют о наличии указанных ионов в пробе.

Контрольная работа № 1 Качественный анализ . Гетерогенные равновесия ОБРАЗЕЦ РЕШЕНИЯ Качественный анализ Групповые и качественные реакции на катионы и анионы, необходимые...

Дылдина Юлия

Пламя может иметь разный цвет, все зависит лишь от соли металла, которую в нее добаляют.

Скачать:

Предварительный просмотр:

МАОУ СОШ № 40

Тема

Окрашивание пламени как один из методов аналитической химии.

Дылдина Юдия,

9г кл., МАОУ СОШ № 40

Руководитель:

Гуркина Светлана Михайловна,

Учитель биологии и химии.

Пермь, 2015

1. Введение.
2. Глава 1 Аналитическая химия.
3. Глава 2 Методы аналитической химии.
4. Глава 3 Реакции окрашивания пламени.
5. Заключение.

Введение.

С самого раннего детства меня завораживала работа ученых-химиков. Они казались волшебниками, которые познав какие-то скрытые законы природы, творили неведомое. В руках этих волшебников вещества меняли цвет, загорались, нагревали или охлаждались, взрывались. Когда я пришла на уроки химии, то занавеса начала приподниматься, и я начала понимать, как происходят химические процессы. Пройденного курса химии мне оказалось мало, поэтому я решила поработать над проектом. Хотелось, чтобы тема, над которой я работаю, была содержательной, помогла лучше подготовиться к экзамену по химии и удовлетворила мою тягу к красивым и ярким реакциям.

Окрашивание пламени ионами металлов в разные цвета мы изучаем еще на уроках химии, когда проходим щелочные металлы. Когда я заинтересовалась этой темой, оказалось, что в данном случае, она не раскрыта до конца. Я решила изучить ее более подробно.

Цель: с помощью данной работы я хочу научиться определять качественный состав некоторых солей.

Задачи:

1. Познакомиться с аналитической химией.
2. Изучить методы аналитической химии и выбрать наиболее приемлемый для моей работы.
3. С помощью эксперимента определить какой металл входит в состав соли.

Глава 1.

Аналитическая химия.

Аналитическая химия - раздел химии, изучающий химический состав и отчасти структуру веществ.

Цель данной науки заключается в определении химических элементов или групп элементов, входящих в состав веществ.

Предмет её изучения является совершенствование существующих и разработка новых методов анализа, поиск возможностей их практического применения, исследование теоретических основ аналитических методов.

В зависимости от задачи методов различают качественный и количественный анализ.

1. Качественный анализ - совокупность химических, физико-химических и физических методов, применяемых для обнаружения элементов, радикалов и соединений, входящих в состав анализируемого вещества или смеси веществ. В качественном анализе можно использовать легко выполнимые, характерные химические реакции, при которых наблюдается появление или исчезновение окрашивания, выделение или растворение осадка, образование газа и др. Такие реакции называют качественными и с помощью них можно с легкостью проверить состав вещества.

Качественный анализ чаще всего проводят в водных растворах. Он основан на ионных реакциях и позволяет обнаружить катионы или анионы веществ, которые там содержатся. Основоположником такого анализа считается Роберт Бойль. Он ввёл это представление о химических элементах как о не разлагаемых основных частях сложных веществ, после чего он систематизировал все известные в его время качественные реакции.

1. Количественный анализ - совокупность химических, физико-химических и физических методов определения соотношения компонентов, входящих в состав

анализируемого вещества. По результатам этого можно определить константы равновесия, произведения растворимости, молекулярные и атомные массы. Такой анализ выполнять сложнее, так как он требует аккуратного и более кропотливого подхода, в ином случае результаты могут давать высокие погрешности и работа будет сведена к нулю.

Количественному анализу обычно предшествует качественный анализ.

Глава 2.

Методы химического анализа.

Методы химического анализа делят на 3 группы.

1. Химические методы основаны на химических реакциях.

В данном случае для анализа можно использовать только такие реакции, которые сопровождаются наглядным внешним эффектом, например изменением окраски раствора, выделением газов, выпадением или растворением осадков и т. п. Эти внешние эффекты и послужат в данном случае аналитическими сигналами. Происходящие химические изменения называют аналитическими реакциями, а вещества, вызывающие эти реакции - химическими реагентами.

Все химические методы делят на две группы:

1. Реакцию проводят в растворе, так называемым «мокрым путем».
2. Способ выполнения анализа с твердыми веществами без использования растворителей, такой способ называют «сухим путем». Он делится на пирохимический анализ и анализ методом растирания. При пирохимическом анализе и сследуемое вещество нагревают в пламени газовой горелки. При этом летучие соли (хлориды, нитраты, карбонаты) ряда металлов придают пламени определенную окраску. Другой прием пиротехнического анализа-получение окрашенных перлов (стекол). Для получения перлов соли и оксиды металлов сплавляют с тетраборатом натрия (Na2 В4О7" 10Н2О) или гидрофосфатом натрия-аммония (NaNH4HP04 4Н20) и наблюдают окраску образующихся стекол (перлов).
3. Метод растирания был предложен в 1898 г. Ф. М. Флавицким. Твердое исследуемое вещество растирают с твердым реагентом, при этом наблюдают внешний эффект. Например, соли кобальта с тиоцианатом аммония могут дать синее окрашивание.

1. При анализе физическими методами изучают физические свойства вещества с помощью приборов, не прибегая к химическим реакциям. К физическим методам можно отнести спектральный анализ, люминесцентный, рентгеноструктурный и другие способы анализов.
2. С помощью физико-химических методов изучают физические явления, которые происходят в химических реакциях. Например, при колориметрическом методе измеряют интенсивность окраски в зависимости от концентрации вещества, в кондуктометрическом анализе измеряют изменение электрической проводимости растворов.

Глава 3.

Лабораторная работа.

Реакции окрашивания пламени.

Цель: Изучить окрашивания пламени спиртовки ионами металлов.

В своей работе я решила воспользоваться методом пиротехнического анализа окрашивания пламени ионами металлов.

Исследуемые вещества: соли металлов (фторид натрия, хлорид лития, сульфат меди, хлорид бария, хлорид кальция, сульфат стронция, хлорид магния, сульфат свинца).

Оборудование: фарфоровые чашки, этиловый спирт, стеклянная палочка, концентрированная соляная кислота.

Для проведения работы, я делала раствор соли в этиловом спирте, а затем поджигала. Свой опыт я провела несколько раз, на последнем этапе были отобраны наилучшие образцы, поле чего мы сделали видео.

Выводы:

Летучие соли многих металлов окрашивают пламя в различные цвета, характерные для этих металлов. Окраска зависит от раскаленных паров свободных металлов, которые получаются в результате термического разложения солей при внесении их в пламя горелки. В моем случае к таким солям относились, фторид натрия и хлорид лития, они дали яркие насыщенные цвета.

Заключение.

Химический анализ используется человеком в очень многих областях, на уроках же химии мы знакомимся лишь с небольшой областью этой сложной науки. Приемы, которые используются в пирохимическом анализе, используются в качественном анализе как предварительное испытание при анализе смеси сухих веществ или как проверочные реакции. В качественном анализе реакции «сухим» путем играют только вспомогательную роль, их используют обычно в качестве первичных испытаний и проведения проверочных реакций.

Кроме того, данные реакции используются человеком и в других отраслях, к примеру в фейерверках. Как мы знаем, фейерверк это декоративные огни разнообразных цветов и форм, получаемые при сжигании пиротехнических составов. Так вот в состав фейерверка пиротехники добавляют разнообразные горючие вещества, среди которых широко представлены неметаллические элементы (кремний, бор, сера). В процессе окисления бора и кремния выделяется большое количество энергии, но не образуются газовые продукты, поэтому эти вещества применяются для изготовления взрывателей замедленного действия (чтобы воспламенить другие составы в определенное время). Многие смеси включают органические углеродсодержащие материалы. Например, древесный уголь (применяется в дымном порохе, снарядах для фейерверков) или сахар (дымовые гранаты). Используются химически активные металлы (алюминий, титан, магний), чье горение при высокой температуре дает яркий свет. Это их свойство стали использовать для запуска фейерверков.

В процессе работы, я поняла насколько сложно и важно работать с веществами, не все удалось в полной мере, как бы хотелось. Как правило, на уроках химии не хватает практикой работы, благодаря которой отрабатываются теоретические навыки. Проект помог мне развить этот навык. Кроме того, я с большим удовольствием познакомила, своих одноклассников с результатами своей работы. Это помогло им закрепить теоретический знания.