Разделение соединений железа и меди основано на способности катионов меди(II) образовывать водорастворимые аммиачные комплексы, в то время как трехвалентное железо при тех же условиях выпадает в осадок.
FeC13 + 3NH4OH = Fe(OH)3↓+ 3NH4C1
CuSO4 + 4NH4OH (изб.) = [Cu (NH3)4]SO4 + 4H2O
Выполнение опыта
Приготовление рабочего раствора.
В стакане объемом 50 мл из исходных растворов сульфата меди(II) и хлорида железа(III) в соответствии с таблицей 1 приготовьте рабочий раствор смеси двух соединений (по указанию преподавателя).
Таблица 1
| № образца | ||||
| Объем, мл | ||||
| FeCl3, 0,1М | ||||
| CuSO4, 0,1М |
Разделение гидроксида железа (III) и комплексной соли меди (II).
В стакан с рабочим раствором добавить 5 мл раствора гидроксида аммония и перемешать. Полученный осадок гидроксида железа(III) отфильтровать на воронке с бумажным фильтром в коническую колбу. Осадок промыть на фильтре дистиллированной водой до полного удаления ионов меди(II) (отсутствие голубой окраски на фильтре).
3. Определение концентрации Cu2+ в фильтрате.
Фильтрат, содержащий комплексную соль меди [Cu(NH3)4]SO4, перенести в мерную колбу на 100 мл и довести объем водой до метки. Перемешать раствор в мерной колбе, переворачивая ее не менее 10 раз вверх дном, придерживая пробку.
В полученном растворе фотоколориметрическим методом определяют концентрацию ионов меди(II).
Порядок работы на фотоколориметре, построение градуировочного графика и определение концентрации ионов меди(II) по градуировочному графику описано в работе № 5, стр. 68-74 (лабораторный практикум).
На фотоколориметре КФК-2 измерьте оптическую плотность (D) раствора сульфата тетраамминмеди(II) [Cu (NH3)4]SO4, находящегося в мерной колбе на 100 мл, и определите по градуировочному графику (выданному преподавателем) концентрацию ионов меди в растворе (С2).
|
|
Оформление опыта
Масса меди(II) в исходном рабочем растворе:
m1(Cu2+) = V1(Cu2+)·C1·М(Cu2+), г
C1 – концентрация ионов меди(II) в исходном растворе сульфата меди(II), моль/л;
V1(Cu2+) – объем раствора сульфата меди(II), взятый на приготовление рабочего раствора, л; (таблица 1)
М(Cu2+) – молярная масса ионов меди (II), г/моль.
Масса меди в растворе сульфата тетраамминмеди(II) [Cu (NH3)4]SO4:
m2(Cu2+) = V2(Cu2+)·C2 ·М(Cu2+), г
C2 – концентрация ионов меди(II), найденная по градуировочному графику, моль/л;
V2(Cu2+) – объем мерной колбы с раствором комплексной соли [Cu (NH3)4]SO4, л,
М(Cu2+) – молярная масса ионов меди (II), г/моль.
Степень извлечения меди(II) (в %):
η = (m2(Cu2+) / m1(Cu2+))·100
ОПЫТ 2
Очистка и разделение химических соединений методом ионообменной сорбции
Для разделения и очистки широко используется метод ионного обмена, который основан на обратимой реакции обмена одноименными ионами между твердым катионитом 
или анионитом 
и жидким электролитом.
Подробнее об ионном обмене см. лабораторный практикум с. 171-177
СuSO4 + 2 ® H2SO4 + 
СuSO4 + 2 ®СuСl2 + 
Сорбция ионов меди (II) на ионообменной смоле
Выполнение опыта