1 / 28

Chimie Analitic ă C alitativ ă Ion i . Propri e t ăţi

Chimie Analitic ă C alitativ ă Ion i . Propri e t ăţi. Chimie Anal i ti că & Anal iză Instrumental ă Prof. Dr. Robert S ăndulescu. Ion i . Propri e t ăţi. I on i po z iti vi (cation i ) - se forme ază în urma p ierderii d e e lectron i p e rif e ri ci ( e nergie d e ioni z a re ).

landon
Download Presentation

Chimie Analitic ă C alitativ ă Ion i . Propri e t ăţi

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chimie AnaliticăCalitativăIoni. Proprietăţi Chimie Analitică & Analiză Instrumentală Prof. Dr. Robert Săndulescu

  2. Ioni. Proprietăţi • Ioni pozitivi (cationi) - se formează în urma pierderii deelectroni periferici (energie de ionizare). • Ioni negativi (anioni) - se formează în urma acceptării deelectroni (afinitate pentruelectroni). Definiţie - particule materialecu sarcinăelectrică Prof. Dr. Robert Săndulescu

  3. TIPURI DE IONI A. Ioni monoatomici • Cationi - monovalenţi: Li+, Na+, Ag+, Hg22+ - bivalenţi: Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Hg2+, Pb2+, Cu2+, Cd2+, Sn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+ - trivalenţi: Al3+, Bi3+, Fe3+, Cr3+ - tetravalenţi: Ce4+, Sn4+ • Anioni - monovalenţi: F-, Cl-, Br-, I- - bivalenţi: O2-, S2-, Se2- - trivalenţi: As3-, Sb3-, N3- - tetravalenţi:C4- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  4. TIPURI DE IONI B. Ioni poliatomici • Cationi - monovalenţi: H3O+, NH4+, R-NH3+, BiO+, SbO+ - bivalenţi: MoO22+ • Anioni - monovalenţi: OH-, CN-, SCN-, NO2-, NO3-, CH3COO- - bivalenţi: CO32-, SO32-, SO42-, S2O32-, C2O42- - trivalenţi: PO43-, BO33-, AsO33-, AsO43-, [Fe(CN)6]3- - tetravalenţi: [Fe(CN)6]4- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  5. Proprietăţi generale ale ionilor - valenţa - raza ionică - configuraţiaelectronică - polarizabilitatea - capacitatea polarizantă • proprietăţile generale determină proprietăţile analitice, utile pentru separarea, identificareaşi dozarea speciilor chimice. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  6. Valenţa (Starea de oxidare) • numărul de sarcinielectriceale ionilor • Valenţa pozitivă - egalăcu numărul grupei pentruelementele reprezentative: Li+, Na+, K+, Mg2+, Al3+ - variabilă pentru metalele tranziţionale: Fe2+, Fe3+, Co2+, Co3+, Hg22+, Hg 2+ • Valenţa negativă - egalăcu 8 minus numărul grupei reprezentative NH33- H2O2- HCl- gr V gr VI gr VII Prof. Dr. Robert Săndulescu

  7. Valenţa (Starea de oxidare) - Starea de oxidare – noţiune mult mai largă decât valenţa, explicămai bine valenţa variabilăa unorelemente. -1 clorurăCl- 0 clor elementar Cl2 Clor +1 hipoclorit ClO- +3 cloritClO2- +5 clorat ClO3- +7 perclorat ClO4- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  8. RAZA IONICĂ - determinatăde numărul de straturielectroniceşide sarcina electrică pentru ionii monoatomici, sau de complexitatea lorîn cazul ionilor poliatomici (număr de ioni, tipuri de legături etc.). În general raza ionicăcreşte de susîn josîn grupele sistemului periodic, direct proporţional cu Z. Li+ 0,60 Å Mg2+ 0,65 Å Zn2+ 0,74 Å Na+ 0,95 Å Ca2+ 0,99 Å Cd2+ 0,97 Å K+ 1,33 Å Sr2+ 1,13 Å Hg2+ 1,10 Å Rb+ 1,48 Å Ba2+ 1,35 Å Cs+ 1,69 Å Prof. Dr. Robert Săndulescu

  9. RAZA IONICĂ - raza ionicăscade de lastânga la dreaptaîn perioade, odată cu creşterea sarcinii pozitive, respectiv scăderea sarcinii negative Na+Mg2+Al3+Si4+P(V)S(VI)Cl(VII) 0,95Å0,65Å0,50Å0,41Å0,34Å0,29Å0,26Å C4-N 3-O2-F- 2,60Å 1,71Å 1,42Å 1,36Å - creşteîn funcţie de complexitatea ionilor poliatomici ClO-<ClO2-< ClO3-< ClO4- PO43- < AsO43- < SbO43- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  10. CONFIGURAŢIAELECTRONICĂ • - ioni fărăelectroni: H+ • - ionicu structură saturată (8 e-, sau 2 e-) ns2sau ns2p6 • 2 e- Li+, Be2+, B3+ • 8 e-Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Al3+ • - ionicu structură nesaturată (incompletă ns2p6dxsau x = 1,2,... 9) • metale tranziţionale Mn2+, Cr3+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+,Cu2+ • - ionicu structură pseudosaturată (18 e-, ns2p6d10) • Cu+, Ag+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, As(V), Sb(V), Sn(IV) • - ionicu structură specială (18 + 2 e-) ns2p6d10(n+1)s2 • As3+, Sb3+, Bi3+, Sn2+, Pb2+, (18+1e-)2Hg22+ • ionicu orbitali f în curs de ocupare • lantanide şi actinide Prof. Dr. Robert Săndulescu

  11. PROPRIETĂŢILE ANALITICEALE IONILOR • Definiţie - totalitatea proprietăţilorcare permit separarea, identificareaşi dozarea unei specii chimice. - proprietăţi analitice de grup sau individuale • Proprietăţi analitice - caractere organoleptice (culoare, miros, solubilitate) - capacitatea de a forma compuşi insolubili (precipitate) - capacitatea de a forma combinaţii complexe - ionizarea - hidroliza - proprietăţile acido-bazice - proprietăţile redox - magnetismul Prof. Dr. Robert Săndulescu

  12. POLARIZAŢIA - fenomenul de deformarea învelişuluielectronical atomilor, ionilorsau moleculelor sub acţiunea unui câmp electricsau magnetic exterior. Depinde de: -intensitatea câmpuluielectromagnetic -natura/structura speciilor chimice Acţiunea polarizantă – capacitatea unui ion de a deformaînvelişulelectronical altui ion sub influenţa câmpuluisău electromagnetic intens. Polarizabilitatea (deformabilitatea) - capacitatea ionilor de a se deforma sub acţiunea unui câmp electromagnetic. Prof. Dr. Robert Săndulescu

  13. POLARIZAŢIA • - polarizabilitatea; N - numărullui Avogadro; R - refracţia moleculară; i - dipol momentul; E - intensitatea câmpuluielectromagnetic Prof. Dr. Robert Săndulescu

  14. POLARIZAŢIA Cationi - capacitate polarizantă superioară anionilor - depinde de: - configuraţiaelectronică; - sarcină; - raza ionică. - cationiicu configuraţieelectronică de gaz rar (2 sau 8 e-) sunt polarizanţi slabişi greu deformabili. - cationiicu configuraţieelectronică bogatăîn electroni sunt polarizanţi puternicişiuşor deformabili. Acţiunea polarizantăşi deformabilitatea cationilor variază astfel: 2 e- < 8 e- < structură incompletă < 18 e- < 18 + 2e- Exemplu: Li+ < Na+ < K+ < Rb+ < Cs+ Zn2+ < Cd2+ < Hg2+ Prof. Dr. Robert Săndulescu

  15. POLARIZAŢIA Anioniiau capacitate polarizantă inferioarăşi deformabilitate superioară cationilor, care creşte proporţional cu: - sarcina negativă - raza ionică Exemplu: Ca2+ < K+ < Ar0 < Cl- < S2- F- < Cl- < Br- < I- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  16. POLARIZAŢIA (Hg2+ + 2NO3-) + 2(Na+ + X-)  HgX2 + 2(Na+ + NO3-) X = Cl-, Br-, I- Prof. Dr. Robert Săndulescu

  17. CULOAREAŞI SOLUBILITATEA COMBINAŢIILOR CHIMICE Combinaţiileanorganice colorate pot fi formatedin: a) un ion coloratşi un ion incolor (KMnO4 - violet; K2Cr2O7 - portocaliu) b) doi ioni coloraţi (Cu2[Fe(CN)6] - roşu-brun; Fe4[Fe(CN)6]3 - albastru) c) doi ioni incolori (AgI - galben; CdS - galben; HgS - negru) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  18. CULOAREAŞI SOLUBILITATEA COMBINAŢIILOR CHIMICE - Apariţiasau modificarea de culoare se explică prinpolarizarea reciprocăa ionilor implicaţi. Pb2+ + 2I-PbI2 (18+2e-) (18e-) pp galben polarizant uşor puternicdeformabil Prof. Dr. Robert Săndulescu

  19. CULOAREAŞI SOLUBILITATEA COMBINAŢIILOR CHIMICE Culoarea diferităa combinaţiilor unui cation cu diferiţi anioni se explică prin deformabilitatea diferităa acestora. HgCl2 HgBr2 < HgI2 < HgS albă albăpp roşu pp negru solubilă insolubilă CuCl2 < CuSO4 < Cu(NO3)2 < CuI2 < CuS verdealbastrualbastru verde negru deschisînchis închis Prof. Dr. Robert Săndulescu

  20. CULOAREAŞI SOLUBILITATEA COMBINAŢIILOR CHIMICE Culoarea diferităa combinaţiilor unui anion cudiferiţi cationi se explică prin capacitatea lor polarizantă diferită. AgI < PbI2 < HgI2 < BiI3 galbengalben roşu negru deschisînchis Ca2[Fe(CN)6] < K4[Fe(CN)6] < Cu2[Fe(CN)6] < Fe4[Fe(CN)6]3 albă galbenă roşu-brunăalbastră Prof. Dr. Robert Săndulescu

  21. CULOAREAŞI SOLUBILITATEA COMBINAŢIILOR CHIMICE Na2S < ZnS < CdS < As2S3 < Sb2S3 < Bi2S3 < HgS incolor albgalbengalbenroşubrun negru solubilă oranjînchis Solubilitatea combinaţiilor unui cation descreşte proporţional cu creşterea deformabilităţii anionilor. AgCl > AgBr > AgSCN > AgCN > AgI Prof. Dr. Robert Săndulescu

  22. DISOCIEREAELECTROLITICĂŞI HIDROLIZA Gradul de disocierescadeînordinea următoare: HgCl2 > HgBr2 > Hg(SCN)2 > HgI2 > Hg(CN)2 Prof. Dr. Robert Săndulescu

  23. DISOCIEREAELECTROLITICĂŞI HIDROLIZA Hidroliza sărurilor estecu atât mai avansată cu cât acţiunea polarizantăreciprocăa ionilor este mai mare. Gradul de hidroliză creşte direct proporţionalcu sarcinaşi invers proporţionalcu raza ionică. CH3COONa < (CH3COO)2Ca < (CH3COO)3Al Pentru cationiicu aceeaşi sarcinăgradul de hidrolizăcreşteîn paralel cu capacitatea polarizantăa cationului: FeCl3 > CrCl3 > AlCl3 (r = 0,60 Å) (r = 0,64 Å) (r = 0,50 Å) Prof. Dr. Robert Săndulescu

  24. CARACTERUL ACIDO-BAZIC Aciditatea cationilor creşteîn funcţie de: - creşterea sarcinii pozitive - creşterea razei ionice [Al(H2O)6]3+ H+ + [Al(H2O)5OH]2+ Ka = 1,3  10-5 [Cr(H2O)6]3+ H+ + [Cr(H2O)5OH]2+ Ka = 1,26  10-4 [Fe(H2O)6]3+ H+ + [Fe(H2O)5OH]2+ Ka = 6,3  10-3 [Fe(H2O)6]2+ H+ + [Fe(H2O)5OH]+ Ka  10-7 Prof. Dr. Robert Săndulescu

  25. CARACTERUL ACIDO-BAZIC Bazicitatea anionilor creşteîn funcţie de: - creştereasarcinii negative - scăderea razei ionice HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 Cr(OH)2 Cr(OH)3 H2CrO4 Prof. Dr. Robert Săndulescu

  26. CARACTERUL REDOX - Proprietăţile oxidante cresc direct proporţional cu creştereasarcinii pozitive şiscăderea razei ionice. 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 - Proprietăţile reducătoarecrescdirect proporţional cu creşterea sarcinii negative şi razeişicu scăderea stabilităţiianionului. caracter oxidant caracter acid HNO2 > HNO3 HClO > HClO2 > HClO3 > HClO4 Prof. Dr. Robert Săndulescu

  27. PROPRIETĂŢI MAGNETICE I – intensitatea de magnetizare  - susceptibilitatea magnetică H - intensitatea câmpului inductor B/H - permeabilitatea magnetică Prof. Dr. Robert Săndulescu

  28. PROPRIETĂŢI MAGNETICE Substanţe diamagnetice are valori negative - ionicu structură saturată - ionicu structură nesaturată (cuelectroni pari) Fe2+ Ni2+ Zn2+ d6 d8 d10 Substanţe paramagnetice are valori pozitive - ionicu structură nesaturată şielectroni impari Cr3+ Mn2+ Fe3+ Co2+ Cu2+ d3 d5 d5 d7 d9 Prof. Dr. Robert Săndulescu

More Related