ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЕРМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
КАФЕДРА АНАЛИТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
КУРСОВАЯ РАБОТА
КАЛИЯ БРОМИД
Выполнил(а): Шепер Марк 26 гр.
Проверил(а): к.ф.н, ст.преп. Буканова Екатерина Викторовна
Пермь 2019
Содержание
Общие сведения
Качественный химический анализ
Качественный химический анализ катиона K+
Качественный химический анализ аниона Br-
Количественный химический анализ
Титриметрический анализ
Осадительное титрование
Комплексиметрическое титрование
Меркуриметрия
Инструментальные методы анализа
Фотометрический метод анализа
Фотоколориметрия
Рефрактометрический метод
Потенциометрический метод
Хроматографический метод
Применение бромида калия
Список литературы
Общие сведения
Бромимд камлия (калий бромистый) -- бесцветное кристаллическое вещество, калиевая соль бромоводородной кислоты.
Систематическое наименование: Бромид калия
Химическая формула -- KBr.
Молярная масса: 119,01 г/моль
Химические свойства:
Растворим в воде, глицерине, метаноле, этаноле. Бромид калия является типичной ионной солью. При растворении в воде подвергается полной диссоциации, при этом не подвергается гидролизу, так как соль образована сильным основанием (гидроксид калия) и сильной кислотой (бромоводородная кислота). Не образует кристаллогидратов.
Молярная масса: 119,01 г/моль
Физические свойства:
Плотность: 2,75 г/смі
Термические свойства:
Температура плавления: 734 °C
Температура кипения: 1435 °C
Качественный химический анализ
Качественный химический анализ катиона K+
Катион калия (K+) относится к первой (растворимой) аналитической группе катионов.
Электронная формула K+ …3s23p6, радиус (0,098-0,143 нм), ионные потенциалы (0,07-0,102).
Вследствие малого заряда и слабой поляризующей способности ионы К+ не являются комплексообразователями. Обладая устойчивой и постоянной степенью окисления (+1), эти катионы не участвуют в реакциях окисления- восстановления.
Способы проведения аналитических реакций на катион - пробирочный, пирохимический и микрокристаллоскопический.
Аналитические реакции на катион калия
1) Реакция с виннокаменной кислотой H2C4H4O6 с образованием белого кристаллического осадка гидротартрата калия, растворимого в горячей воде, сильных кислотах и щелочах и нерастворимого в уксусной кислоте (ГФ).
KBr + H2C4H4O6 KHC4H4O6 + HBr
Реакцию проводят в присутствии ацетата натрия.
HBr + CH3COONa CH3COOH + NaBr
Условия проведения реакции: а) достаточно высокая концентрация К+ в растворе;
б) проведение реакции на холоду; в) слабокислая или нейтральная реакция раствора (рН 4-7);
г) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки.
Мешающие ионы: NH4+, катионы s2- и d-элементов.
2) Реакция с гексанитритокобальтатом(III) натрия Na3[Co(NO2)6] с образованием кристаллического осадка жёлтого цвета, растворимого в сильных кислотах, разлагающегося щелочами (ГФ).
2 KBr + Na3[Co(NO2)6] K2Na[Co(NO2)6] + 2 NaBr
Условия проведения реакции: а) использование свежеприготовленного реагента;
б) избыток реагента; в) слабокислая среда (рН 4-6); г) проведение реакции на холоде; д) потирание стеклянной палочкой о стенку пробирки.
Мешающие ионы: NH4+, катионы р- и d-элементов.
Реакция используется как дробная после удаления мешающих ионов действием гидроксида натрия или карбоната натрия.
3) Окрашивание бесцветного пламени горелки в фиолетовый цвет (ГФ).
4) Реакция с перхлоратом аммония NH4CIO4 с образованием кристаллов, имеющих вид многогранников с затемненными гранями (МКС).
KBr + NH4ClO4 KClO4 + NH4Br
Реакция дробная, специфичная, проводится при нагревании для повышения чувствительности реакции.
Качественный химический анализ аниона Br -
Анион брома (Br -) относится к третьей аналитической группе анионов.
Анион брома является восстановителем, окисляясь чаще всего до молекулярного брома.
В химическом анализе используют восстановительные свойства бромид-иона по отношению к ряду реагентов:
1. К перманганату калия в сернокислой среде:
10 NaBr+ 2KMnO4 + 8H2SO4 - 5Br2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 5Na2SO4 + 8H2O
Аналитический сигнал: появление характерного окрашивания
Аналитические реакции на бромид-ион
1. С групповым реагентом - раствором AgNO3 (ГФ).
AgNO3+KBr = AgBr + KNO3
Методика: к 2-3 каплям раствора бромида, подкисленного HNO3, прибавляют 1-2 капли раствора нитрата серебра. Выпадает желтоватый творожистый осадок, трудно растворимый в водном растворе аммиака, нерастворимый в (NH4)2CO3.
2. С хлорамином Б или хлорной водой (ГФ) (экстракционный способ).
Методика: к 2 каплям раствора, содержащего бромид-ион, прибавляют 2 капли разбавленной HCl, 3-5 капель хлороформа и 3-5 капли хлорамина, взбалтывают. Слой хлороформа окрашивается в жёлто-бурый цвет.
Иодид- ионы должны отсутствовать или их предварительно окисляют до йодноватой кислоты (см. реакции с хлорной водой или KMnO4).
Количественный химический анализ
Количественный анализ осуществляется различными методами анализа по определённым методикам.
В основе количественного химического анализа лежит измерение интенсивности аналитического сигнала (масса, объёма), по которой рассчитывают массовое содержание (Q) или массовую долю (щ, %) вещества или его составных частей в анализируемом объекте.
Аналитическую навеску для проведения анализа берут в виде точного объёма (V) жидкого или газообразного вещества, или в виде точной массы (а) твёрдого материала.
|
метод |
принцип метода |
|
|
1. Гравиметрический (весовой) |
Измерение массы определяемого вещества или его составных частей, выделяемых в виде соответствующих соединений |
|
|
2. Титриметрический (объёмный) |
Измерение объёма раствора реагента точной концентрации, израсходованного на реакцию с определённым количеством анализируемого вещества |
|
|
3. Газовый |
Измерение объёма газа, поглощённого специальным поглотителем |
Титриметрический метод анализа
Осадительное титрование.
Аргентометрия
Методы осадительного титрования основаны на образовании труднорастворимых соединений.
Метод Фольгарда - представляет собой вариант обратного титрования.
Определение основано на осаждении бромид-ионов избытком раствора нитрата серебра в азотнокислой среде, непрореагировавшая часть которого оттитровывается раствором тиоцианата аммония в присутствии комплексообразующего индикатора железоаммониевых квасцов.
KBr + AgNO3 > 2AgBrv + KNO3+ (AgNO3)
AgNO3 + NH4SCN > AgSCNv + NH4NO3
в конечной точке титрования:
FeNH4(SO4)2 + 3NH4SCN > Fe(SCN)3 + 2(NH4)2SO4
fэ = 1
М (KBr) = 119,02 г/моль
Методика: Определённый точный объём раствора бромида калия в колбу для титрования, прибавляют 3-5 см3 0,05 моль/дм3 раствора нитрата серебра, 10 капель раствора железо-аммонийных квасцов и титруют 0,05 М раствором тиоцианата аммония до красноватой окраски раствора.
Индикатор: железо-аммонийные квасцы - FeNH4(SO4)2·12H2O.
Q = CэAgNO3ЧМэKBrЧ(VAgNO3ЧКпAgNO3-VNH4SCNЧКпNH4SCN)/1000
щ = Q Ч 100% / а
Особенности титрования хлоридов:
1. Низкая скорость титрования [Ks(AgCl)>Ks(AgCNS)],
2. Очень слабое перемешивание,
3. Добавление толуола или бензола для экстракции AgCl.
Метод Мора - представляет собой вариант прямого титрования.
В основе метода лежат реакции:
KBr + AgNO3 > AgBrv + KNO3
K2CrO4 + 2AgNO3 > Ag2CrO4v + 2KNO3
fэ = 1
Q = СэAgNO3ЧMэKBrЧVAgNO3ЧКпAgNO3 / 1000
щ = Q Ч 100% / а
В ходе процесса титрования вначале образуется белый осадок хлорида серебра, при прибавлении избыточной капли титранта в присутствии индикатора приводит к красному окрашиванию Ag2CrO4.
Индикатор: K2CrO4, 5%
Метод Мора имеет широкое применение в фарманализе
Метод Фаянса-Ходокова - представляет собой вариант прямого титрования. Определение основано на осаждении бромид -ионов раствором AgNO3 в уксуснокислой среде в присутствии адсорбционного индикатора эозина.
В основе метода лежат реакции:
KBr + AgNO3 > AgBrv + KNO3
{(AgBr)n nBr-(n-x) NH4}x-· xNH4+
[(AgBr)n]0
в конечной точке титрования:
{(AgBr)n nAg+(n-x)NO3-}x+· xNO3-
fэ = 1 {(AgBr)n nAg+(n-x)Jnd-}x+· xNO3-
Индикатор: эозин
Q = СэAgNO3ЧMэFeCl2ЧVAgNO3ЧКпAgNO3 / 1000
щ = Q Ч 100% / а
Комплексиметрическое титрование
Методы комплексометрического титрования основаны на реакциях образования комплексных соединений определяемых компонентов с неорганическими и органическими лигандами.
Меркуриметрия - метод основан на образовании малодиссоциируемых солей ртути (II):
Hg2+ + 2Br? = [HgBr2]
Образующийся при титровании бромид ртути (II) очень мало диссоциирует и в растворе до точки эквивалентности отсутствуют ионы ртути(II).
Метод представляет собой вариант прямого титрования раствора бромида калия раствором Hg(ClO4)2 в азотнокислой среде. В основе метода лежит реакция:
Hg(ClO4)2 + 2KBr> [HgBr2] + 2KClO4
Индикаторы: дифенилкарбазон, дифенилкарбазид.
2MeX + Hg(ClO4)2 HgX2 + 2MeClO4
fэ = Ѕ, М KBr = 119, 01 г/моль
Методика 1. 1,00 смі анализируемого раствора бромида калия помещают в колбу для титрования, прибавляют 4 капли разведенной азотной кислоты (1:4), 4 капли спиртового насыщенного раствора дифенилкарбазона и титруют 0, 01 моль/дмі раствором перхлората ртути до розовато-фиолетовой окраски раствора.
Методика 2. 1,00 смі анализируемого раствора бромида калия помещают в колбу для титрования, прибавляют 2 смі этанола, 2 капли спиртового насыщенного раствора дифенилкарбазона и титруют 0, 01 моль/дмі раствором перхлората ртути до розовато-фиолетовой окраски раствора.
Q = СэHg(ClO4)2 ЧMэKBrЧV Hg(ClO4)2 ЧКп Hg(ClO4)2 / 1000
щ = Q Ч 100% / а
Инструментальный метод анализа
Фотометрический метод анализа
Фотоколориметрический метод
Определение ионов К+
Метод основан на измерении количества поглощенного полихроматического излучения окрашенным комплексным соединением красно-оранжевого цвета бромида калия с дипикриламином в слабокислой среде( определение по фотометрической реакции), лmax=500 нм, е= 0,8 103 моль-1дм3см-1.
KBr
HBr
Методика.1. Приготовление стандартного раствора
Массу навески бромида калия, необходимую для приготовления стандартного раствора с титром 3 мг/см3, вычисляют по формуле
MKBr= 119,00 г/моль;
Навеску бромида калия, взятую на аналитических весах количественно, переносят в мерную колбу объемом 100,00 см3, растворяют в дистиллированной воде, доводят водой до метки, перемешивают.
2. Приготовление эталонных растворов
В шесть мерных колб объемом 50,00 см3 вносят из бюретки 1,2,3,4,5 и 0 см3 приготовленного стандартного раствора бромида калия , прибавляют 0,5 см3 10%-ного раствора дипикриламина и 5 см3 0,1 моль/дм3 раствора CH3COOH. Доводят объем мерных колб дистиллированной водой до метки, перемешивают.
3. Выбор аналитической длины волны
Измеряют оптическую плотность эталонного раствора № 3 на фотоколориметре в кювете с толщиной 0,5 см относительно раствора сравнения при разных длинах волн (светофильтрах). В качестве раствора сравнения используют раствор № 6 с нулевым содержанием бромида калия. Проводят два параллельных измерения, результаты которых заносят в таблицу.