Реактив Несслера

Министерство образования  и науки Республики Казахстан

Казахский Национальный Университет  имени аль-Фараби

 

 

 

 

По предмету Неорганическая химия

  На тему: «Реактив Несслера»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подготовила: Файзиева М. ХТНВ 101 р/о

Приняла: Романова С.М.

 

 

 

Алматы 2011 год.

Содержание.

 

I. Введение…………………………………………………………………2

II. Литературный обзор…...……………………………………………..3

2.1. Свойства, применение  и получение KI……………………………..3

2.2 Свойства, применение и  получение HgI₂.........................................4

III. Экспериментальная часть…………………………………………….5

3.1 Методические требования  синтеза…………………………………..6

3.2 Результаты работы……………………………………………………6

3.2.1 Уравнения……………………………………………………………7

3.2.2 Расчеты……………………………………………………………….7

3.2.3 Выход продукта……………………………………………………..7

IV. Заключение…………………………………………………………….9

V. Литература……………………………………………………………..9

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

Всем известно, что состояние  экологии на сегодняшний день во всем мире стоит остро. Сейчас человек  не может просто закрыть глаза  на дым в небе или запах воды. Состояние воды на сегодняшний день в самом приниженном состоянии. Стоит ли напоминать, что вода –  это наша жизнь? Люди довольно поздно задумались о том, что будет, если поступить именно так. Когда же открыли глаза, недоумевать о случившемся было бы просто безответственно по отношению к самим же себе. Загрязнение воды, в то же время, что и нехватка природных ресурсов, настоящая расточительность своей же жизни.

  В наше время в воде можно найти все, что угодно. Не считая бытовых отходов, в ней много химических соединений, крайне вредных для организма. Не все соли, растворенные воде, приносят пользу. Некоторые могут быть высокотоксичными, приводящие к отравлениям и даже летальному исходу. Известно, что соли подвержены гидролизу. Катионы и анионы хорошо определяют среду воды, ее жесткость и применимость в быту. Одним из распространенных катионов, присутствующих в воде, является катион аммония. В виде некоторых солей он применим в пище, медицине, быту, но в виде свободного радикала он приносит большой ущерб здоровью. В основном, попадая в организм через воду, может повредить желудочно-кишечный тракт.

С учетом состояния нынешней экологии, содержание этого катиона  в воде довольно высоко. Многие исследования позволили выявлять его и извлекать  из раствора. Но в мельчайших количествах  он все же остается. А так как несет вред организму встала необходимость извлекать и мельчайшие доли иона аммония. В этом хорошую роль сыграли исследования Несслера. Этот реактив способен обнаружить ион аммония в очень малых количествах.

Вопрос питьевой воды в  нашей стране стоит остро. Количество пресной, чистой воды ограниченно. И  уже нельзя так смело называть «чистые источники» по-настоящему «чистыми». Теперь воду нужно очищать химическим способом и от разных радикалов. Моя работа направлена на способ очищения воды непосредственно от иона аммония. В своей работе предлагаю рассмотреть «реактив Несслера».

Литературный  обзор.

Реактив Несслера (предложенный Несслером в 1868 году) предусматривает рассмотрение двух важнейших в его составе соединений, при взаимодействии друг с другом которых становится возможным получение самого реактива  и использование его по требованию. Это KI и HgI₂. Они и образуют щелочной раствор калия тетраиодомеркурата (II) дигидгата (K₂[HgI₄(H₂O)₂]). Рассмотрим каждый из них по отдельности.

 

Свойства, применение и получение KI.

Иодид калия, иодистый калий, KI — калиевая соль иодоводородной кислоты. Бесцветная кристаллическая соль, широко используемая в качестве источника иодид-ионов. Менее гигроскопична чем иодид натрия. На свету или при нагревании на воздухе желтеет из-за окисления кислородом воздуха иодид-ионов до элементарного иода.

Свойства

Бесцветные кристаллы. Растворимость 144,5 г в 100 г H₂O при 20 °C и 209 г при 100 °C. Иодид калия является мягким восстановителем и легко может быть окислен таким окислителем как хлор:

2KI(aq)+ Cl₂(aq) → 2KCl + I₂(aq)

Регирует с иодом, образуя раствор Люголя, содержащий трииодид анион, который обладает лучшей растворимостью в воде чем элементарный иод:

KI(aq) + I₂(тв.) → KI₃(aq)

Получение

Получают взаимодействием иода с гидроксидом калия или восстановлением иодата калия углем.

6KOH + 3I₂ = 5KI + KIO₃ + 3H₂O

2KIO₃ + 3C = 2KI + 3CO₂

Применение

Используется для окислительно-восстановительного титрования в аналитической химии (иодометрия) . В малых количествах, наряду с иодатом калия, добавляется в поваренную соль (иодированная соль). Также иодид калия применяют для приготовления светочувствительных фотоматериалов и в медицине.

Применяется как индикатор для  обнаружения некоторых окислителей, например, хлора и озона. Для этого используют бумагу, смоченную раствором иодида калия и крахмала.

Cl₂+2KI→2KCl+I₂

При этом крахмал синеет.

Свойства, применение и получение HgI_2.

Устойчивы комплексы ртути (II) с галоген- и сульфид-ионами. Нерастворимый в воде йодид ртути (II) легко растворяется в йодиде калия с образованием тетрайодомеркурата (II) калия:

Hg(NO₃)₂ + 2KI = HgI₂ + 2KNO₃;

HgI₂ + 2KI = K₂[HgI₄]

Желтая ртутная  мазь, глазная мазь — желто-оранжевого цвета, без запаха вязкой консистенции.  Применяется главным образом в глазной практике при воспалении век и конъюнктивы.  Красная окись ртути, получаемая при легком прокаливании, — очень мелкий кристаллический, желтовато-красный порошок, нерастворимый в воде.  Применяется, как предыдущий.  Амидохлорная, или белая осадочная ртуть — белые кусочки или белый аморфный порошок без запаха. Нерастворим в воде и спирте.  Применяется только снаружи в виде мази (2—10%) в кожной и глазной практике.  Белая ртутная мазь, или мазь амидохлорной ртути — желтоватая мазь, однообразной консистенции, приготовляемая из 10 частей амидохлорной ртути, 50 частей белого вазелина и 40 частей безводного ланолина.  Применяется при паразитарных болезнях кожи, лобковых вшах, изъязвлениях кожи и пр.  Йодид ртути, двуйодистая ртуть — мелкий ярко-красный порошок без запаха, почти нерастворимый в воде, легко-растворяющийся в растворе йодида калия (образуя бесцветные растворы); растворим приблизительно в 250 частях спирта и 40 частях кипящего спирта.

Применяется внутрь в микстурах с йодидом калия  по 0,01 на прием, в мышцу в смеси  с йодидом натрия. Микстура бесцветная, так как образуются двойные или  комплексные соли. Высшие дозы: 0,02—(0,06).

 

Экспериментальная часть.

Экспериментальная часть  была проведена с соответствиями со всеми требованиями выполнения данной работы и соблюдением всех правил техники безопасности, т.к. исследуемый  продукт содержит ртуть и очень  ядовит. Работа была выполнена для  подтверждения теории об основном свойстве качественного реактива. По теоретическим  данным я должна была получить бесцветный раствор, при взаимодействии с ионом  аммония который, должен был приобрести характерную бурую окраску. Перейдем к описанию самого опыта.

Методические  требования синтеза.

Для проведения работы необходимо: химический стакан на 50 мл, спиртовка, цилиндр на 10 мл, нагревательный прибор, технические весы, склянка из темного стекла, пробирки, капельница, 0,1н растворы нитрата ртути и йодида калия, йодид калия кристаллический, 10% раствор гидроксида натрия, 1н раствор аммиака.

В стакан емкостью 50 мл налила 5 мл 0,1н раствора нитрата ртути (II), нагрела его до 80⁰С. Прилила 5 мл 0,1н раствора йодида калия. Смесь охладила, дала отстояться осадку в течении 40 минут, раствор над осадком слила. Далее провела промывание осадка методом декантации трижды. К осадку прибавила 0,2г йодида калия, растворенного в 5 мл воды. Перемешала до растворения осадка. Прилила 3 мл 10% раствора гидроксида натрия. Содержимое перенесла в темную склянку с пробкой. Для проверки в пробирку налила 2 мл полученного раствора, при помощи пипетки внесла несколько капель 1н раствора аммиака.

Результаты работы.

При нагревании исходного  раствора окраска раствора поменялась с желтого до бесцветного, что  говорит о разложении нитрата  ртути до ее оксида, с сопровождавшимся выделением газа. Далее, при добавлении к оксиду ртути йодида калия произошло  выпадение осадка черного цвета  – йодида ртути. При последующем  добавлении йодида калия, т.е. при избыточном его содержании, осадок растворился  с преобразованием раствора в  бесцветную жидкость. Основность раствора увеличили добавлением гидроксида натрия. Для полного приготовления реактива, он был помещен в темную склянку. Настоявшийся раствор был исследован на качественность реакционного состава. При добавлении аммиака раствор приобрел характерную бурую окраску, что свидетельствует об обнаружении ионов аммония в растворе. Что и требовалось в работе, направленной на выявление ионов аммония.

 

Уравнения.

Теоретические данные и наблюдаемы явления доказываются свойственными  уравнениями реакций.

Получение оксида ртути:

2Hg(NO₃)₂            2HgO + 4NO₂ + O₂

Получение черного осадка йодида ртути:

HgO + KI           HgI₂  + K₂O

Получение комплексной соли избытком йодида калия:

HgI₂ + KI          K₂[HgI₄]

Выход продукта дигидрата тетраиодомеркурата(II) калия:

K₂[HgI₄] + 2NaOH        K₂[HgI₄(H₂O)₂] + 2NaH

Обнаружение иона аммония  в растворе, осадок красно-бурого цвета:

K₂[HgI₄(H₂O)₂] + NH₃             (Hg₂N)I ∙ H₂O

Расчеты.

2Hg(NO₃)₂            2HgO + 4NO₂ + O₂

Было взято 5 мл нитрата ртути, что при нормальных условиях равно 143 г. Согласно уравнению реакции масса оксида ртути, по недостатку, составляет 95,48 г, по этой массе можно найти массу йодида ртути:

HgO + KI           HgI₂  + K₂O

Масса йодида ртути по недостатку составила 66,8 г. Найденная масса  дает возможность определить массу  комплекса, которая, согласно уравнению  реакции, составила 115,5 г.

HgI₂ + KI          K₂[HgI₄]

Найденная масса позволяет  определить массу дигидрата тетраиодомеркурата(II) калия, которая составила 120 г. Т.к. продукт получила в растворе, переведем массу вещества в объем, который соответствует 3,36 мл.

K₂[HgI₄] + 2NaOH        K₂[HgI₄(H₂O)₂] + 2NaH

 

 

 

Выход продукта.

В ходе проделанной работы получили препарат, общим объемом 3,27 мл. Теоретически, объем должен был составить 3,36 мл. Выход продукта составляет:

 

 

 

Заключение.

В ходе проделанной работы удалось экспериментально лабораторным путем получить качественный реактив на ион аммония под общим названием «реактив Несслера» или дигидрата тетраиодомеркурата(II) калия. Установить его действие на ион аммония, убедились в качественности этой реакции. Бесцветный раствор приобрел бурую окраску при взаимодействии с NH₄⁺, как свидетельство присутствия этого иона в водном растворе. Реактив Несслера играет очень важную роль в промышленном очищении воды от аммонийных солей, позволяя обнаруживать их в растворе. Но не стоит забывать о том, что реактив приготовлен на основе солей ртути, которые также приносят не малый вред здоровью, поэтому использовать его нужно продуманно и аккуратно, во избежание несчастных случаев.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература.

 

1. Буркитбаев М.М., Бекишев К.Б. Практикум по неорганической химии «Казак университеты», 2005 г., 230 стр.
2. Глинка Н.Л. Общая химия, «Интегралл-пресс», 2006 г., 728 стр.
3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия, «Высшая школа», 2005 г., 743 стр.
4. Спицын В.И., Мартыненко Л.И., Неорганическая химия, «МГУ», 1994 г., 624 стр.
5. Химический энциклопедический словарь, «Советская энциклопедия», 1983 г., 375 стр.
6. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%
7. www.himik.ru
8. www.na-ura.ru/