Ovaj Praktikum namenjen je studentima ll godine na Tehnološko-metalurškom fakultetu u Beogradu za izvođenje eksperimentalnih vežbi iz kvalitativne hemijske analize u okviru predmeta Analitička hemija.
Praktikum predstavlja novo, prošireno i dopunjeno izdanje pomoćnog udžbenika „Praktikum za kvalitativnu semimikro hemijsku analizu“ autora O. Vitorović, M. Dragojević i Lj. Rajaković štampanog na TMF-u 1977, 1981 i 1988. godine. Sadržaj Praktikuma prilagođen je novom nastavnom planu i programu eksperimentalne nastave iz predmeta Analitička hemija, pri čemu je oko 25% od ukupnog fonda časova, posvećeno kvalitativnoj hemijskoj analizi.
Osnovni cilj Praktikuma je da se studentima pruži što potpuniji uvid u klasične metode kvalitativne semimikro hemijske analize katjona i anjona. Uz detaljne postupke razdvajanja i dokazivanja elemenata i jedinjenja data su i neka teorijska objašnjenja sa ciljem da se student osposobi za samostalno izvođenje i razumevanje hemijske analize.
Za savladavanje teorijskih znanja, koje prethode postupcima i principima eksperimentalnog rada, preporučuje se korišćenje udžbenika: „Kvalitativna hemijska analiza – principi i postupci“, autora B. Vučurović, Lj. Rajaković i M, Rajković,
S posebnim poštovanjem se zahvaljujem kolegama sa Katedre za analitičku hemiju koji su svojim korisnim sugestijama, komentarima i kritikom uticali na bolji kvalitet ovog izdanja. Takođe se unapred zahvaljujem svim korisnicima ovog Praktikuma, kolegama i studentima na uočenim propustima i greškama, koje će biti usvojene i korigovane u narednim izdanjima.
Prof. dr Ljubinka V. Rajaković
Beograd, TMF, 1995.
Sadržaj
I UVOD: Praktični aspekti kvalitativne hemijske analize
1. Pravila o radu u laboratoriji
2. Pribor, hemikalije i tehnika kvalitativne hemijske analize semikro metodom
2.1. Opis radnog mesta
2.2. Hemikalije i reagensi
2.3. Tehnika kvalitativne hemijske analize semimikro metodom
II UPUTSTVO ZA KVALITATIVNU ANALIZU KATJONA SEMIMIKRO METODOM
3. Dokazne reakcije katjona l-V analitičke grupe
3.1. Dokazne reakcije katjona I analitičke grupe
3.2. Dokazne reakcije katjona II analitičke grupe
3.3. Dokazne reakcije katjona III analitičke grupe
3.4. Dokazne reakcije katjona IV analitičke grupe
3.5. Dokazne reakcije katjona V analitičke grupe
4. Razdvajanje i dokazivanje katjona I analitičke grupe
4.1. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona I analitičke grupe
4.2. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona I analitičke grupe
4.3. Primedbe i napomene uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona I analitičke grupe
5. Razdvajanje i dokazivanje katjona II analitičke grupe
5.1. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona II analitičke grupe
5.2. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona li analitičke grupe
5.3. Primedbe i napomene uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona II analitičke grupe
6. Razdvajanje i dokazivanje katjona III analitičke grupe
6.1. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona III analitičke grupe
6.2. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona III analitičke grupe
6.3. Primedbe i napomene uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona III analitičke grupe
6.4. Razdvajanje i dokazivanje katjona III analitičke grupe alternativnim postupkom (amonijum-sulfidna metoda)
Šematski prikaz razdvajanje i dokazivanja katjona III analitičke grupe amonijum-sulfidom kao zajedničkim taložnim reagensom
6.5. Postupak za razdvajanje i dokazivanja katjona III analitičke grupe amonijum-sulfidom kao zajedničkim taložnim reagensom
6.6. Primedbe i napomene uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona III analitičke grupe
7. Razdvajanje i dokazivanje katjona IV analitičke grupe
7.1. Šematski prikaz razdvajanja i dokazivanja katjona IV analitičke grupe
7.2. Postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona IV analitičke grupe
7.3. Primedbe i napomene uz postupak za razdvajanje i dokazivanje katjona IV analitičke grupe
8. Postupak za dokazivanje katjona V analitičke grupe – frakciona analiza
8.1. Primedbe i napomene uz postupak dokazivanja katjona V analitičke grupe
III UPUTSTVO ZA KVALITATIVNU ANALIZU ANJONA SEMIMIKRO METODOM
9. Praktični aspekti kvalitativne analize anjona frakcionom analizom
10. Uputstvo za frakciono dokazivanje anjona
10.1. Sulfidi
10.2. Tiosulfati
10.3. Sulfati
10.4. Hloridi, bromidi, jodidi
10.4.1. Hloridi
10.4.2. Jodidi
10.4.3. Bromidi
10.5. Nitrati
10.6. Oksalati
10.7. Fosfati
10.8. Karbonati
10.9. Acetati
10.10. Tartarati
IV UPUTSTVO ZA KVALITATIVNU ANALIZU ČVRSTOG UZORKA
11. Kvalitativna analiza čvrstih soli
11.1. Analiza smeše različitih čvrstih soli
11.2. Tok kvalitativne analize smeše različitih čvrstih soli
11.3. Boja čvrstih soli i njihovih rastvora
11.4. Rastvorljivost soli
11.5. Reakcije sa specifičnim i selektivnim reagensima
12. Tok kvalitativne analize čvrstog uzorka
12.1. Postupak
12.2. Formulari
V PRILOG
13. Raspored laboratorije za analitičku hemiju
14. Oprema laboratorije za kvalitativnu hemijsku analizu
15. Podaci o proizvodu rastvorljivosti i konstantama disocijacije
LITERATURA
I Uvod: Praktični aspekti kvalitativne hemijske analize
Hemija je eksperimentalna nauka, Rad u laboratoriji je osnova i potvrda hemijskog znanja. I.M. Kolthoff, čuveni američki analitičar imao je devizu: “Teorija vodi, eksperiment odlučuje”, koja adekvatno odražava prirodu analitičke hemije kao naučne discipline.
Analitička hemija je nauka koja izučava teorijske i praktične osnove hemijske analize. Analiza (grč. avaAvaii, analizis − rasčlanjivati, razrešavati) predstavlja srž analitičke hemije i ima višeznačni smisao. Praktičan zadatak analitičke hemije je dokazivanje i određivanje hemijskog sastava nekog uzorka, te se na osnovu toga analitička hemija deli na kvalitativnu i kvantitativnu hemijsku analizu.
KVALITATIVNA HEMIJSKA ANALIZA (lat. qualitas − svojstvo, odlika, vrednost) se bavi dokazivanjem (“otkrivanjem”, identifikacijom) hemijskihelemenataijedinjenja. Onadajeodgovore od čega se sastoji neki uzorak.
KVANTITATIVNA HEMIJSKA ANALIZA (lat. quantitas − količina) se bavi određivanjem količine elemenata i jedinjenja u uzorku. Ona daje odgovore koliko ima ispitivanog sastojka u uzorku.
Praktičan program eksperimentalnog rada u okviru predmeta “Analitička hemija” prati logiku podele analitičke hemije. Prvo se radi kvalitativna, a zatim kvantitativna hemijska analiza.
U ovom PRAKTIKUMU biće data osnovna uputstva za izvođenje KVALITATIVNE HEMIJSKE ANALIZE. Osnovni zadatak kvalitativne hemijske analize je da dokaže elementarni sastav ispitivanog uzorka. Za pouzdano i potpuno dokazivanje kvalitativnog sastava nekog uzorka, primenjuju se sledeće metode:
- HEMIJSKE,
- FIZIČKE i
- FIZIČKO-HEMIJSKE.
Hemijske metode analize zasnivaju se na praćenju hemijskih reakcija i pojava, koje nastaju pod dejstvom poznatog reagensa na ispitivanu supstancu, pri čemu nastaje novo jedinjenje koje ima karakteristične osobine. Da bi se utvrdio hemijski sastav neke supstance, supstanca mora da pretrpi fizičko-hemijske promene. Te promene su praćene efektima koji upućuju na odgovarajući zaključak. Hemijska promena se izaziva tako da se u ispitivani uzorak dodaje poznati HEMIJSKI REAGENS. Izbor hemijskog reagensa vrši se na osnovu teorijskih znanja. Hemijska promena je posledica interakcije supstanca-supstanca za razliku od energetskih promena koje se zasnivaju na interakciji supstanca-energija (toplota, elektricitet, svetlost). Hemijska promena je osnova hemijskog određivanja, jer je u direktnoj ili indirektnoj vezi s određivanom komponentom u ispitivanom uzorku. Hemijska promena može da bude praćena:
- stvaranjem ili rastvaranjem taloga,
- promenom boje rastvora i
- izdvajanjem gasovitog proizvoda.
Osnovnitipovi hemijskih reakcijau kvalitativnoj analizi su: taloženje, rastvaranje, neutralizacija, kompleksiranje, oksido-redukcija, razlaganje. Reakcije kojima se dokazuju elementi, nazivaju se ANALITIČKE ili DOKAZNE REAKCIJE, kao i REAKCIJE IDENTIFIKACIJE.
Fizičke i fizičko-hemijske metode su zasnovane na merenju fizičkih parametara sistema koji su funkcija sastava tog sistema. To su instrumentalne metode: elektroanalitičke, optičke (kolorimetrijske,fotometrijskeispektrofotometrijskemetode),hromatografske,termometrijskei radiohemijske metode.
Metode kvalitativne analize se mogu podeliti i po količni ispitivane supstance. Razlikuju se MAKRO ANALIZA (oko 0,5 g čvrstog uzorka ili oko 50 cm3rastvora), SEMIMIKRO ANALIZA (oko 0,05 g čvrstog uzorka ili oko 5 cm3 rastvora), MIKRO ANALIZA (manje od 0,01 g čvrstog uzorka ili oko 0,5 cm3 rastvora) i ULTRAMIKRO ANALIZA (oko 10’6 g čvrstog uzorka). Ove metode se međusobno razlikuju i po tehnici rada, na primer, kod makroanalize se za razdvajanje taloga od rastvora koristi ceđenje kroz filter hartiju, kod semimikro analize se koristi centrifuga, a kod mikro i ultramikro analize odvajanje se i ne vrši, već se rade tzv. kolorimetrijski spot testovi. U ovom PRAKTIKUMU biće dati osnovni principi, tehnika i uputstvo za eksperimentalno izvođenje kvalitativne hemijske analize semimikro metodom.
Metode hemijske analize mogu se podeliti i na osnovu karakterističnih postupaka i sredine u kojima se odigravaju hemijske reakcije. Razlikuje se tzv. SUVI I MOKRI POSTUPAK za izvođenje analize. Suvi postupak se odnosi na rad sa čvrstim uzorcima. Čvrsti reagens se dodaje u uzorak, pomeša se, a zatim se analiziraju hemijske promene usled topljenja, isparavanja, bojenja plamena ili na osnovu boje staklenih perli dobijenih u plamenu na platinskoj igli.
Mokri postupak se odnosi na rad u vodenom rastvoru. Najčešće se izvođenje hemijskih reakcija vrši u rastvorima soli, kiselina i baza. Ove supstance su elektroliti i u vodenim rastvorima se nalaze uglavnom u obliku jona, te se može smatrati da se ove metode bave analizom jona.
Metode hemijske analize mogu se podeliti i na osnovu prirode uzorka na NEORGANSKU i ORGANSKU HEMIJSKU ANALIZU. U analizi neorganskih jedinjenja pretežno se određuju elementi i joni, a u analizi organskih supstanci nastoje se dokazati jedinjenja. S obzirom na ogromnu raznovrsnost organskih jedinjenja izgrađenih od svega nekoliko elemenata: ugljenika, vodonika, kiseonika i manje, azota, fosfora, halogena i drugih elemenata, poznavanje njihovog elementarnog sastava ima samo ograničenu vrednost. Pored toga, postoji vrlo mnogo organskih jedinjenja koja su međusobno slična po sastavu (izomeri, homolozi,…) pa su zbog toga i analitički pristup, problemi i cilj analize organskih i neorganskih jedinjenja različiti. Dokazivanje organskih jedinjenja zasniva se na utvrđivanju strukture, dokazivanju specifičnihfunkcionalnih grupa i određivanju karakteraveze, ato jezadatakfizičko-hemijskih, odnosno instrumentalnih metoda analize. U ovom PRAKTIKUMU biće date samo metode određivanja jona i neorganskih jedinjenja.
Osnovni tipovi analize u kvalitativnoj hemijskoj analizi su: FRAKCIONA i SISTEMATSKA ANALIZA. Frakciona analiza se zasniva na primeni jednog ili više specifičnih reagenasa, reakcije se izvode pojedinačno. Tipičan primer frakcione analize su reakcije za dokazivanje amonijum-jona i reakcije za dokazivanje anjona.
Sistematska analiza se zasniva na primeni selektivnih reagenasa kojima se talože, rastvaraju i dele elementi na karakteristične grupe, unutar kojih se dalje vrše pojedinačna dokazivanja. Tipičan primer ove analize je sistematska analiza katjona u kojoj su svi katjoni podeljeni na pet analitičkih grupa, na osnovu zajedničkih taložnih reagenasa.
U tabeli 1 je prikazana sistematizacija katjona od I do V analitičke grupe. Sistematska kvalitativna analiza obuhvata metode razdvajanja i metode dokazivanja. Razdvajanje katjonaje zasnovano na različitoj rastvorljivosti hlorida, sulfida, hidroksida i karbonata ispitivanih katjona.
U okviru ovog PRAKTIKUMA biće dato uputstvo za dokazivanje katjona sistematskom hemijskom analizom i uputstvo za dokazivanje anjona frakcionom hemijskom analizom.
Tabela 1. Podela katjona u pet analitičkih grupa
Izostavljeno iz prikaza
- Grupa Grupni reagens
I Razblažena HCl
II H2S u prisustvu razblažene HCl
IIIa NH3 u prisustvu NH4CI
IIIb H2S u prisustvu NH3 i NH4CI
IV (NH4)2CO3 u prisustvu NH3 i NH4CI
V Nema grupnog reagensa - Grupa Katjoni
I Ag+, Pb2+, Hg22+
II Hg2+, Pb2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, Sn2+,Sn(IV), As3+, As(V), Sb3+, Sb(V)
IIIa Al3+, Cr3+, Fe3+, Mn2+
IIIb Ni2+,Co2+,Zn2+
IV Ca2+,Sr2+,Ba2+
V Mg2+,Na+,K+, Li+, NH4+ - Grupa Formula taloga
I AgCl, PbC12, Hg2Cl2
II HgS, PbS, Bi2S3, CuS, CdS, SnS, SnS2, As2S3, AS2S5, Sb2S3, Sb2S5
IIIa Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3, Mn(OH)2
IIIb NiS, CoS, ZnS
IV BaCO3, CaCO3, SrCO3 V – - Grupa Karakteristike taloga
I Hloridi su nerastvorni u vodi i u hladnoj razblaženoj HCl
II Sulfidi su nerastvorni u vodi i u razblaženoj HCL
IIIa Hidroksidi i sulfidi su nerastvorni u vodi, ali se rastvaraju u razblaženoj HCl, izuzev NiS i CoS.
IIIb i IV Karbonati su nerastvorni u vodi, rastvaraju se u razblaženoj sirćetnoj kiselini. V –
METODE RAZDVAJANJA jona koje se primenjuju u hemijskoj analizi su metode separacije i metode maskiranja. Najčešće korišćene separacione metode su: taloženje, ekstrakcija (rastvaranje u različitim organskim rastvaračima) i ređe destilacija, hromatografija i izmena jona.
Maskiranje je metoda stvaranja stabilnih kompleksa, npr. [Cu2CN)3]3″, koja onemogućava pojavu slobodnih jona u rastvoru, npr. Cu2+, te se na taj način bez fizičkog razdvajanja jona, otklanja ometanje nekog jona pri dokazivanju drugog jona koji ne gradi stabilne komplekse.
USLOVI u kojima se odigravaju hemijske reakcije su veoma bitni za uspešnost dokazivanja elemenata I pravilnu primenu postupaka hemijske analize. Osnovni parametri, kao što su pH rastvora, temperatura i koncentracija reagensa moraju da budu strogo kontrolisani u toku celokupnog toka analize.
Metode za dokazivanje zasnovane su na hemijskim reakcijama koje karakteriše OSETLJIVOST, SELEKTIVNOST I SPECIFIČNOST. Ove kategorije su od izuzetne važnosti u kvalitativnoj hemijskoj analizi.
Osetljivost neke reakcije se definiše kao najmanja masa («g) ilikoncentracijasupstance (mol/dmy) koja može da se dokaže nekom hemijskom reakcijom pod specifičnim uslovima.
Osetljivost može da se poveća, povećavanjem koncentracije analitičkog reagensa, produžavanjem reakcionog vremena ili ekstrakcijom elementa koji se određuje, iz vodenog u organski rastvor manje zapremine. Osetljivost hemijske reakcije mora da se proveri paralelno slepom probom.
Selektivnost reakcije je osobina nekih reakcija da daju karakterističan efekat samo sa malim brojem jona u rastvoru. Što je broj jona koji reaguju s nekim analitičkim reagensom manji, to je reagens selektivniji. Na selektivnost se može uticati maskiranjem, podešavanjem pH rastvora, razblaživanjem i slično. Primer je taloženje hlorida srebra, jednovalentne žive i olova, rastvorom razblažene hlorovodonične kiseline iz rastvora u kome su prisutni svi katjoni l-V analitičke grupe. Razblažena hlorovodonična. kiselina je selektivan reagens zato što reaguje samo sa ova tri katjona, dok sa ostalim katjonima, iako su prisutni u rastvoru, ne reaguje. Na osnovu toga ova tri katjona su svrstana u I analitičku grupu. Primer selektivnog taloženja je i taloženje sulfida katjona II analitičke grupe, vodonik-sulfidom u kiseloj sredini, taloženje hidroksida katjona III analitičke grupe, amonijum-hidroksidom u prisustvu NH4CI i taloženje karbonata katjona IV analitičke grupe, rastvorom (NH4)zCO3 u prisustvu NH3 i NH4CI.
Na šemi 1 prikazano je shematski razdvajanje katjona od I do V analitičke grupe na osnovu primene selektivnih taložnih reagenasa.
Specifičnost hemijske reakcije se definiše kao jedinstvena osobina nekog analitičkog reagensa da reaguje samo s jednim jedinim jonom u složenoj smeši različitih jona. Primer: dokazivanje amonijum-jona. Ukoliko se amonijum-jon nađe u smeši drugih katjona jedino će on reagovati sa natrijum-hidroksidom dajući gasovito jedinjenje, NH3, karakterističnog mirisa.
Primenaspecifičnihreakcijaograničenajedelovanjemometajućih (interferirajućih) jona u rastvoru.
Da bi se u potpunosti razumeli postupci razdvajanja i dokazivanja katjona i anjona neophodno je pre početka rada proučiti osnovne principe kvalitativne hemijske analize, osnovne hemijske zakone, svojstva elemenata, Le Šatelijeov (Le Chatelier) princip, zakon o dejstvu masa i drugo.
Uz ovaj praktikum preporučuje se korišćenje udžbenika “Analitička hemija, kvalitativna hemijska analiza − principi i postupci − hemijske metode” autora B. Vučurović, Lj. Rajaković i M. Rajković.
Šema 1. ŠEMATSKI PRIKAZ RAZDVAJANJA KATJONA l-V ANALITIČKE GRUPE
Izostavljeno iz prikaza
Rastvor katjona I-V analitičke grupe
Ag+, Hg22+, Pb2+, Hg2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+, As3+, As(V), Sb3+, Sb(V), Sn2+ , Sn(IV)
Fe3+, Mn2+, Cr3+, Al3+, Ni2+, Co2+, Zn2+
Ba2+,Sr2+,Ca2+
NH4+,Mg2+, Na+, K+, Li+
TALOG: I analitička grupa
AgCl, Hg2Cl2, PbCl2
HCl; razbl.
Rastvor katjona II-V analitičke grupe
(Pb2+), Hg2+, Bi3+, Cu2+, Cd2+
As3+, AS(V), Sb3+, Sb(V), Sn2+, Sn(IV)
Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Zn2+
Ba2+,Sr2+, Ca2+
NH4+, Mg2+, Na+, K+, Li +
H2S(HCl)
Rastvor katjona III-V analitičke grupe
Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Ni2+, Co2+, Zn2+
Ba2+, Sr2+, Ca2+
NH4+, Mg2+, Na+, K+, Li+
TALOG: II analitička grupa
(PbS), HgS, Bi2S3, CuS, CdS,
As2S3, Sb2S3, SnS2
NH3/NH4Cl
TALOG: IIIA analitička podgrupa
Fe(OH)3, A1(OH)3, Cr(OH)3, Mn(OH)2
Rastvor katjona IIIB, IV i V analitičke grupe
Ni2+,Co2+,Zn2+,(Mn2+)
Ba2+,Sr2+, Ca2+
NH4+, Mg2+, Na+, K+, Li+
TALOG: IIIB analitička podgrupa
NiS, CoS, ZnS, (MnS)
Rastvor katjona IV i V analitičke grupe
Ba2+,Sr2+, Ca2+
NH4+, Mg2+, Na+, K+, Li+
H2S (NH3/NH4Cl)
TALOG: IV analitička podgrupa
BaCO3, SrCO3, CaCO3
V analitička grupa
NH4+,Mg2+, Na+,K+,Li +
(NH4)2CO3/NH3/NH4Cl
1. Pravila rada u laboratoriji
Semimikro kvalitativna hemijska analiza se radi sa malim masama uzorka, rastvora i malim zapreminama reagenasa. Upravo zato, neophodno je sve operacije izvesti pažljivo kako bi dokazne reakcije bile očigledne i jasne.
Osnovne operacije u kvalitativnoj semimikro analizi su: taloženje, centrifugiranje, razdvajanje rastvora od taloga kapilarnom pipetom, ispiranje, dodavanje reagenasa uz mešanje iz reagens bočica, zagrevanje, uparavanje i približno podešavanje pH-vrednosti pomoću lakmus hartije.
Da bi se izvele ove operacije postoje pravila laboratorijskog rada koja se moraju poštovati, pored ostalog i zbog toga da bi se ostvarili opšti i lični radni uslovi u laboratoriji. To su:
• Radno mesto studenta mora da bude besprekorno čisto. Analitičari se prepoznaju na osnovu načina rada (pedantnost, preciznost) i čistoće u radu.
• Radni mantil je obavezan.
• Svaki student mora da raspolaže neophodnim pomoćnim priborom za održavanje čistoće radnog mesta.
• Stakleni pribor mora da se uvek opere pre početka rada deterdžentom, ispere česmenskom vodom i na kraju ispere obavezno malom zapreminom destilovane vode.
• Reagens bočice i zajedničke reagense, koje koriste svi studenti treba držati čisto, uredno poređane po brojevima na policama u laboratoriji. Ne smeju se mešati zatvarači.
• Rad sa svim hemikalijama mora da bude izuzetno pažljiv; mnoge hemikalije su otrovne i zapaljive.
• Rad sa koncentrovanim reagensima treba izvoditi pažljivo čuvajući sebe i druge u laboratoriji.
• Uvođenje vodonik-sulfida treba izvesti pažljivo budući da se radi o otrovnom gasu. Svako mora koristiti svoju staklenu cevčicu. Slavine na Kipovom (Kipp) aparatu uvek proveriti posle završenog rada da li su zatvorene.
• Za rad sa vrlo otrovnim i koncentrovanim hemikalijama koristiti kapelu.
• Plamenici moraju da gore oksidacionim (plavim) plamenom. Slavine za dovod gasa moraju redovno, za vreme vežbi i na kraju, da se proveravaju, budući da se takođe radi o otrovnom i eksplozivnom gasu.
• Neophodno je da svi studenti imaju radnu svesku i praktikum. U radnu svesku unositi datum, sva zapažanja, jednačine i rezultate.
Ukoliko i pored preduzetih mera i pažnje ipak dođe u laboratoriji do povređivanja, da bi se umanjile posledice, potrebno je ukazati prvu pomoć i odmah uputiti lekaru.
OPEKOTINE OD VATRE: Kod lakih opekotina (prvog stepena) povređeno mesto treba isprati alkoholom, premazati tankim slojem borvazelina ili uljem za opekotine, a zatim se rana previje sterilnim zavojem. U nedostatku vazelina, može se prekriti i suvim NaHCOaKod većih opekotina ranu treba samo previti sterilnim zavojem, da bi se sprečila infekcija, a povređenog odmah uputiti lekaru (na ranu se ne sme ništa stavljati).
OPEKOTINE OD KISELINE: Povređeno mesto se ispere odmah sa dosta hladne vode, a zatim sa 10%-nim rastvorom NaHCOs. Najopasnija je koncentrovana HNO3. Pri dodiru sa njom koža prvo požuti, a zatim se stvaraju rane koje se teško leče. Sumporna kiselina je nešto manje opasna. Pod njenim dejstvom na koži se stvaraju beli plikovi, a posle zalečenja ostaju tragovi. Sirćetna i hlorovodonična kiselina takođe izazivaju rane na koži.
OPEKOTINE OD BAZA: Koncentrovani rastvori baza, naročito ako su vreli, izazivaju jake povrede. Koža prvo postaje glatka isluzavaazatim se stvaraju duboke rane kojeseteško leče. Amonijak manje deluje na kožu, ali je veoma opasan ako dospe u oko. Naročito su opasne povrede jednjaka pri gutanju baze, jer pri tome dolazi do njegovog suženja. Povređeno mesto treba odmah isprati sa dosta hladne vode, a zatim 3-5%-nim rastvorom sirćetne ili borne kiseline. Oči u koje je dospela alkalija isperu se takođe sa mnogo hladne vode a zatim sa 3-5%-nim rastvorom borne kiseline (H3BO3).
TROVANJE GASOM: U laboratoriji najčešće dolazi dotrovanja gasovima. Vodonik-sulfid, H2S je veoma otrovan. U slučaju trovanja potreban je svež vazduh i dugotrajno veštačko disanje. Amonijak, NH3, izaziva jak kašalj, pa je potreban svež vazduh, udisanje pare sirćetne kiseline, a povređeni mora da pije 1%-ni rastvor sirćetne kiseline, HAc.
2. Pribor, hemikalije i tehnika kvalitativne hemijske analize semimikro metodom
2.1. Opis radnog mesta
Radno mesto studenta snabdeveno je odgovarajućim priborom i reagensima za izvođenje analize. Za izvođenje kvalitativne hemijske analize semimikro metodom koristi se uglavnom sledeći pribor (Slika 2):
1. EPRUVETE, zapremine oko 7 cm3, koje služe za izvođenje reakcija i za centrifugiranje.
2. KAPILARNE PIPETE, koje služe za izvlačenje tečnosti iz epruveta bez gubitaka, i doziranje reagenasa u kapima.
3. REAGENS BOČICE SA BRUŠENIM ZATVARAČEM, zapremine 30-50 cm3, u kojima se nalaze koncentrovane kiseline: HNO3, H2SO4, HCI, razblažena HCI i amonijak.
4. REAGENS BOČICE SA GUMENIM ZATVARAČEM I KAPALICOM, u kojima se nalaze specifični reagensi (na primer K^CrO^).
Upotrebom reagens bočica ostvaruje se mogućnost doziranja reagenasa u kapima. Može se smatrati da jedna kap ima zapreminu oko 0,05 cm3. Na osnovu ovoga, može se približno izračunati, koliko kapi reagensa se mora dodati u analizu u toku sprovođenja propisane procedure.
5. GRADUISANI ERLENMAJER ZA ANALIZU, zapremine 25 cm3, u kome se izdaje rastvor za analizu. Ako erlenmajer nije graduisan, on se mora izbaždariti menzurom na 20 cm3 Ovo je važno jer rastvor za analizu mora da ima zapreminu oko 20 cm3. Uputstvoza rad je pisano za ovu zapreminu, kako bi se podesili odgovarajući reakcioni uslovi (pH i optimalne koncentracije reagenasa). Ukolikose dobije manje rastvora za analizu, analiza se mora razblažiti destilovanom vodom do 20 cm, a ako se dobije više rastvora za analizu, višak rastvora se odlije.
6. LABORATORIJSKE ČAŠE, u kojima se zagrevaju rastvori i vrše uparavanja. Korisno je stalno imati zagrejanu destilovanu vodu u boci za destilovanu vodu spremnu za eventualno dodavanje u analizu.
7. ŠTAPIĆI ZA MEŠANJE, koji moraju da se koriste pri svakoj operaciji dodavanja reagensa, bilo da se radi 0 mešanju rastvora ili o rastvaranju taloga.
8. BOCE ZA DESTILOVANU VODU: plastična i staklena. Boce stalno moraju da budu zatvorene da ne bi došlo do prljanja destilovane vode.
9. PORCELANSKI TIGL, za uparavanje uzorka.
10. CENTRIFUGA. Posebna pažnja mora dase posveti radu centrifuge. Glava centrifuge u kojoj se nalaze epruvete mora da se ravnomerno optereti. U suprotnom, može doći do lomljenja epruveta ili kvara na centrifugi. Ako je potrebno da se centrifugira samo jedna epruveta sa analizom, onda se sa suprotne strane u glavi centrifuge, postavi epruveta ispunjena odgovarajućom zapreminom destilovane vode.
PAŽNJA: centrifuga se otvara tek kada se sama zaustavi.
11. VODENO KUPATILO, u kome se vrši zagrevanje rastvora u cilju pripreme za izvođenje neke reakcije (najčešće rastvaranjataloga), što se mora izvesti uz neprekidno mešanje stakienim štapićem.
12. VAZDUŠNO KUPATILO, u kome se vrši uparavanje do suva. Uparavanje se nikada ne vrši na otvorenom plameniku već preko mrežice da bi se izbeglo prskanje uzorka.
13. PLAMENIK. Plamenici moraju da gore oksidacionim (piavim) piamenom.
14. KAŠIČICE PLASTIČNE I ŠPATULE, koje služe za uzimanje čvrstih reagenasa.
Slika 2. 1 − kapalica sa brušenim zatvaračem, 2 − kapalica sa gumenim zatvaračem, 3 − graduisani erlenmajer, 4 − graduisana pipeta, 5 − epruveta, 6 − centrifuga, 7 − kapilarna pipeta, 8 − štapić za mešanje, 9 − laboratorijska čaša, 10 − plastična boca za destilovanu vodu, 11 − staklena boca za destilovanu vodu, 12 − vazdušno kupatilo, 13 − vodeno kupatilo, 14 − menzura, 15 -tronožac, 16 − gasni plamenik.
Izostavljeno iz prikaza
2.2. Hemikalije i reagensi
Radno mesto analitičara koji primenjuje kvalitativnu semimikro hemijsku analizu za dokazivanje katjona i anjona treba da bude snabdeveno osnovnim reagensima.
U reagens bočicama treba da se nalaze:
1) Hlorovodonična kiselina, HCI, koncentrovana, (12 mol/dm3),
2) Sumporna kiselina, H2SO4, koncentrovana, (18 mol/dm3),
3) Azotna kiselina, HNO3, koncentrovana, (16 mol/dm3),
4) Hlorovodonična kiselina, HCI, (5 mol/dm3),
5) Sumporna kiselina, H2SO4, (2 mol/dm3) I
6) Azotna kiselina, HNO3, (5 mol/dm3).
U kapalicama treba da se nalaze:
1) Natrijum-hidroksid, NaOH, (5 mol/dm3),
2) Kalijum-hidroksid, KOH, (5 mol/dm3),
3) Barijum-hlorid, BaCl2, (0,5 mol/dm3),
4) Srebro-nitrat, AgNOs, (0,1 mol/dm3),
5) Sirćetna kiselina, CH3COOH, (5 mol/dm3),
6) Kalijum-hromat, K2CrO4, (0,5 mol/dm3),
7) Amonijak, NH3, koncentrovan, (15 mol/dm3),
8) Amonijak, NH3, (5 mol/dm3).
Laboratorija treba da je snabdevena i ostalim specifičnim reagensima: opžtim reagenslma(amonijum-karbonat, natrijum-hipohlorit, kalaj(ll)-hlorid, kalijum-cijanid, živa(ll)-hlorid, vodonik-peroksid, kalijum-heksacijanoferat(ll), olovo-acetat, amonijum-tiocijanat, amil-alkohol, dimetilglioksim, amonijum-sulfat, amonijum-oksalat, živa(ll)-nitrat, amonijum-fosfat i drugi); čvrstim reagensima (natrijum-bizmutat, gvožđe-ekseri, olovo(IV)-oksid, amonijum-hlorid I drugi); kao i gasovitim supstancama (vodonik-sulfid, koji se dobija u Kipovom aparatu).
Detaljni postupci za pripremu ovih i drugih reaktiva prikazani su u PRILOGU.
2.3. Tehnika kvalitativne hemijske analize semimikro metodom
Zagrevanje. Rastvori se zagrevaju u čašama, epruvetama ili u porcelanskim šoljama. Dirfektno zagrevanje na otvorenom plamenu dozvoljeno je samo za epruvete i porcelanske šolje, dok se čaše zagrevaju preko metalne mrežice na gvozdenom tronošcu, ili električnom rešou. Spoljni zidovi suda pri zagrevanju moraju da budu suvi, u protivnom sud može da prsne. Ako se u tečnosti nalazi talog, pri zagrevanju je potrebno stalno mešanje tečnosti štapićem. Pri zagrevanju tečnosti u epruveti, potrebno je stalno pomicati je u plamenu zagrevajući zidove sa strane, a ne samo dno. U suprotnom epruveta može da prsne, a rastvor da isprska.
U toku analize često je potrebno koncentrisanje rastvora ili njegovo uparavanje do suvog ostatka. U ovom cilju rastvor se zagreva u porcelanskoj šolji na vodenom kupatilu III na slabom plamenu, ali obavezno preko metalne mrežice.
Žarenje taloga vrši se u porcelanskim tiglovima ili šoljama na direktnom plamenu, električnom rešou ili u električnoj peći.
Taloženje. U kvalitativnoj analizi taloženje se koristi za razdvajanje raznih jedinjenja iz rastvora III za njihovu identifikaciju. Talozi mogu da budu kristalni ili amorfni. Kristalni talozi lakše se odvajaju od rastvora centrifugiranjem, dok se amorfni talozi teže odvajaju od rastvora, a osim toga relativno lako prelaze u koloidne rastvore. Zagrevanje i dodavanje elektrolita pomaže njihovu koagulaciju.
Kristalni talozi mogu da budu krupni i sitni. Mućkanje i trljanje unutrašnjih zidova epruvete staklenim štapićem ubrzava stvaranje kristalnog taloga. Stajanjem sitni kristalići postaju krupniji i pogodniji za ceđenje.
Amorfni talozi po svom spoljnom izgledu mogu da budu sirasti ili pihtijasti.
Taloženje se obično izvodi iz vrućih rastvora, jer se na povišenoj temperaturi dobijaju krupniji kristali koji se lakše odvajaju pri centrifugiranju i lakše se ispiraju posle odvajanja. Za taloženje se obično uzima 1-3 cm3 ispitivanog rastvora. Rastvor reagensazataloženje dodaje se postepeno uz mućkanje. Ukoliko se u izvesnim slučajevima posebno ne traži pažljivo i ograničeno dodavanje reagensa za taloženje, reagens se dodaje u malom višku radi potpunijeg taloženja datog jona. Dodavanje reagenasa za taloženje u višku treba izbegavati u slučaju kad se dobijeni talog rastvara u višku reagensa.
Odvajanje taloga od rastvora. Talog se odvaja od rastvora, odnosno rastvor od taloga centrifugiranjem ili ceđenjem pomoću filter hartije.
PAŽNJA: U radu sa centrifugom treba biti veoma obazriv. Sve epruvete (kivete) moraju da budu posebno obeležene pre stavljanja u centrifugu. Centrifuga ne treba da radi duže od 23 minuta. Najčešće centrifugiranje traje 1 minut. Za vreme rada poklopac centrifuge mora da bude zatvoren i ne sme se otvarati pre nego što se centrifuga sama ne zaustavi.
Ispiranje taloga. Ako je filtrat potreban za dalja ispitivanja, prenese se na pogodan način (odlivanjem ili pomoću kapilarne pipete) u posebnu čašu ili epruvetu i čuva. Talog koji je ostao na filter hartiji posle ceđenja, ispira se destilovanom vodom. Ispiranje se vrši 3-4 puta, pri čemu je svaki put potrebno da se sačeka sa dodavanjem nove porcije vode, dok se sva prethodno dodata voda ne ocedi. U slučaju kada je talog amorfan, on je podložan peptizaciji i u toku ispiranja može da pređe u stanje koloidnog hidrosola i može da prođe kroz filter hartiju. Takav je slučaj, npr. sa talogom gvožđa(lll)-hidroksida, Fe(OH)3. Ispiranje takvog taloga ne sme da se vrši čistom destilovanom vodom, već vodom koja sadrži pogodan elektrolit, npr. razblaženi amonijum-nitrat. Količina tečnosti potrebne za ispiranje zavisi od mase taloga i njegovih osobina. Tako za ispiranje pihtijastih taloga kao što su npr. AI(0H)3 i Fe(OH)3, potrebna je veća zapremina tečnosti za ispiranje i veći broj ispiranja nego za kristalne taloge.
Talog dobijen posle centrifugiranja ispira se tako štose doda nekoliko kapi destilovane vode koja sadrži neki pogodan elektrolit, dobro promeša staklenim štapićem, a zatim ponovo centrifugira. Rastvor se odbaci ili pripoji osnovnom filtratu koji se čuva. Postupak se ponovi nekoliko puta.
Rastvaranjetaloga. Za rastvaranje taloga dodaje se u epruvetu odgovarajući rastvarač ili reagens (destilovana voda, kiselina, baza i dr.), smeša se pažljivo meša pomoću staklenog štapića i oprezno zagreva na vodenom kupatilu do potpunog rastvaranja. Pri rastvaranju taloga treba da se izbegava dodavanje većih zapremina rastvarača i nepotrebno razblaživanje rastvora.