Общая характеристика аналитических групп анионов и их частные реакции.

Общая характеристика анионов первой группы.К первой аналитической группе анионов относятся сульфат-ион SO₄ ^2-, сульфит-ион SO₃^2-, карбонат-ион СO₃^2-, фосфат-ион РO₄^3-, силикат-ион SiO₃^2-. Эти анионы образуют с катионом Ва²⁺ соли, мало растворимые в воде, но,за исключением сульфата бария, хорошо растворимые в разбавленныхминеральных кислотах. Поэтому выделить анионы этой группы в виде осадка групповым реагентом—хлоридом бария BaCl₂ можно только в нейтральной или слабощелочной среде. Анионы первой группы образуют с катионами серебра Ag+ соли, растворимые в разбавленной азотной кислоте, а сульфат серебра Ag₂S0₄растворим даже в воде. Обнаружение анионов первой группы. В начале исследуют раствор на присутствие анионов первой группыдействием группового реагента (хлорида бария BaCl₂). Для чего в пробирку к 3—5 каплям нейтрального или слабощелочного раствора прибавляют 5—7 капель 0,5 Н раствора хлорида бария. Образование осадка указывает на присутствие анионов первой группы. Обнаружение сульфат-ионов SO₄ ^2-. К 4—5 каплям анализируемого вещества прибавляют 6—8 капель 2Н раствора азотной кислоты и 3—4 капли 2 Н раствора хлорида бария BaCl₂. Образование осадка говорит о присутствии сульфат-иона. Обнаружение сульфит-иона SO₃²-. В склянку прибора прилейте 4—5 капельанализируемого раствора, добавьте 2—3 капли раствора хлороводородной кислоты НСl. В ушко нихромовой проволоки поместите каплю разбавленного раствора йода (подкрашенного крахмалом в синий цвет). Склянку закройте пробкой, имеющей небольшую прорезь, и слегка нагрейте. При наличии сульфит-иона SO₃²+ синяя капля через некоторое время обесцвечивается. Обнаружение карбонат-иона СO₃²-. Если в анализируемом раствореобнаружен сульфит-ион SO₃²⁺, то его необходимо окислить в сульфат-ион SO₄ ²⁺, прибавив к раствору 4—5 капель пероксида водорода (8—10%) и осторожно нагрев на водяной бане. После этого приступайте к обнаружению карбонат-иона, для чего в пробирку прибавьте 6—8 капель 2Н раствора хлороводородной кислоты и выделяющийся газ СО₂, пропустите через известковую воду. Помутнение последней в пипетке прибора укажет на присутствие карбонат-иона СO₃^2-. Обнаружение силикат-иона SiO₃^2-. Возьмите пробирку и налейте 6—8 капель анализируемого раствора, бросьте в нее несколько кристалликов хлорида аммония NH₄C1 и слегка нагрейте. Образование белого студенистого осадка поликремниевых кислот говорит о наличии аниона SiO₃2-. Обнаружение фосфат-иона РO₄^3-. Поместите в пробирку 7—8 капель раствора молибдата аммония (NH4)₂МоО₄ и 6—7 капель 6 Н раствора азотной кислоты НNO₃. К полученной смеси прилейте 5—6 капель анализируемого раствора и слегка нагрейте. В присутствии фосфат-иона РO₄^3- появляется желтый осадок молибдофосфата аммония.Частные реакции анионов первой группы.В качестве примера рассмотрим реакции сульфат-аниона SO₄^2- 1. Хлорид бария BaCI₂ обрадует с анионом SO₄ 2- белый осадок BaSO₄: Ва Cl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2НС1 Ва²⁺ + SO4 ^2- = BaSO₄ 2. Нитрат серебра AgNO₃ при взаимодействии с анионом SO₄ ^2- вконцентрированных растворах образует белый осадок сульфата серебра Ag₂S0₄, растворимый в азотной кислоте: Na₂SO₄ + 2AgNО₃ = Ag₂SO₄ + 2NaNO₃ SO₄^2- + 2Ag+ = Ag₂SO₄ Опыт. Налейте в две пробирки по 3—4 капли раствора сульфата натрияNa2SO4 и добавьте в первую 2—3 капли раствора хлорида бария, а во вторую —3—4 капли раствора нитрата серебра. Обратите внимание на характер осадков и проверьте их растворимость. Условия проведения опыта. 1. Реакцию образования BаSO4 можно проводить как в нейтральных, так и в кислых средах (р11 < 7). 2. Осадок Ag2SO4 будет выпадать только из концентрированных растворов (растворимость Ag2SO4 = 2,6 . 10~2 моль/л). Общая характеристика анионов второй группы.Ко второй аналитической группе анионов относятся хлорид-ион С1- бромид-ион Вг- , иодид-ион I-, роданид SCN^-и сульфид-ион S²-. Эти анионы образуют с катионом Ag+ соли, нерастворимые в воде иразбавленной азотной кислоте. Групповым реагентом на анионы второй группы является нитрат серебра AgN0₃ в присутствии азотной кислоты HNO₃. Хлорид бария BaCl₂ с анионами второй группы осадков не образует. Обнаружение анионов второй группы. Предварительно определяют присутствие анионов второй группы. С этой целью к 2—3 каплям испытуемого раствора добавьте 3—4 капли 2 Н раствора азотной кислоты HNO₃ и 2—3 капли раствора нитрата серебра AgN0₃ — группового реагента. Выпадение осадка указывает на наличие анионов второй аналитической группы. Если при этом осадок чёрного цвета, то это говорит о присутствии сульфид-иона S^2-. Добившись полного осаждения, осадок отцентрифугируйте и промойте его дистиллированной водой. Растворение хлорида серебра и обнаружение хлорид-иона С1-. Полученный осадок, который может содержать AgCl, AgBr, AgI₂ и Ag₂S, обработайте 1—2 мл 12% раствора карбоната аммония (NН₄)₂СО_зили таким же количеством реактива Фольфгольта. При этом хлорид серебра перейдет в раствор в виде комплексной соли диаминоаргентахлорида [Ag (NН₃)₂С1]. Осадок отделите центрифугированием. Центрифугат разделите на две части. К первой части прибавьте несколько капель азотной кислоты, ко второй — йодида калия.Помутнение раствора в первой и более интенсивное выпадение осадка во второй части указывает на присутствие хлорид-иона. Растворение бромида и иодида серебра и обнаружение бромид- и иодид-ионов. К осадку после отделения хлорид-иона добавьте 4—5 капель 2Н раствора серной кислоты Н₂SО₄, и небольшое количество цинковой пыли. Содержание пробирки нагрейте на водяной бане до полного прекращения выделения газа. Осадок отцетрифугируйте (избыток цинка и свободное cеребро). К центрифугату, содержащему бромид и йодид-ионы, добавьте несколько капель хлорной воды и бензола. Смесь встряхните. По изменению окраски раствора сделайте заключение о наличии бромид- и йодид-ионов.Частные реакции анионов второй группы. В качестве примера рассмотрим реакции хлорид-иона С1- . 1. Нитрат серебра AgNO₃ образует с анионом С1- белый творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в воде и кислотах. Осадок растворяется в аммиаке, при этом образуется комплексная соль серебра [Ag (NН_з)₂]С1. При действии азотной кислоты комплексный ион разрушается и хлорид серебра снова выпадает в осадок. Реакции протекают в такой последовательности: С1^- + Ag+ = AgCl AgCl + 2NH₄OH ( [Ag(NНз)₂]С1 + 2H₂O [Ag (NНз)₂]С1 + 2H+ = AgCl + 2NH₄+ Общая характеристика анионов третьей группы.К третьей группе анионов относятся нитрат-ион NO₃^-, нитрит-нон NO₂^- , ацетат-ион CH₃COO- . Катионы бария Ва+ и серебра Ag+ с анионами этой группы осадки необразуют. Группового реагента на анионы третьей группы нет. Обнаружение анионов третьей группы. При наличии в испытуемом растворе сульфид-иона S²- его необходимопредварительно удалить действием сульфата цинка ZnSО₄. Обнаружение нитрит-иона NO₂-. Возьмите 5—6 капель испытуемогораствора, добавьте 2—3 капли 2Н раствора серной кислоты H₂SО₄, 4—5капель 10-процентного раствора йодида калия KI и несколько капелькрахмального клейстера. Полученную смесь перемешайте. В присутствии нитрит-иона NO₂^- появляется интенсивно-синее окрашивание раствора. Обнаружение нитрат-иона NO₃- в присутствии нитрит-иона NO₂^- . Приналичии нитрит-иона его необходимо, предварительно удалить. Для этого в пробирку поместите 5—6 капель анализируемого раствора, добавьте несколько кристалликов хлорида аммония NН₄Cl и нагрейте до прекращения выделения газа (N₂). Возьмите 2—3 капли раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте и поместите их на фарфоровую пластинку или предметное стекло. Туда же внесите на кончике стеклянной палочки небольшое количество анализируемого раствора и перемешайте. В присутствии нитрат-иона NO₃^- появляется интенсивно-синее окрашивание. Обнаружение ацетат-иона СН₃СОО- производится частными реакциями.Частные реакции анионов третьей группы. В качестве примера рассмотрим реакции с нитрат-ионом NO₃^- 1. Дифениламин (C₆H₅)₂NH с нитрат-ионом NO₃^- образует интенсивно-синее окрашивание. Опыт. На чистое и сухое часовое стекло поместите 4—5 капель растворадифениламина в концентрированной серной кислоте. Внесите туда же стеклянной палочкой каплю испытуемого раствора и перемешайте. В присутствии аниона NO₃- появляется интенсивно-синяя окраска раствора вследствие окисления дифениламина. Аналогичное окрашивание дает и анион NO₂^- . Условия проведения опыта. 1. Окислители и иодид-ион I-, который может окисляться серной кислотойдо I2, мешают проведению реакции. 2. Анионы-восстановители S0₃^2-, S^2- и др. также мешают открытию нитрат-нона NO₃^- . 3. Для выполнения реакции лучше брать разбавленные растворы испытуемых веществ. Заключение.Установление присутствия тех или иных катионов в исследуемом растворе значительно облегчает обнаружение анионов. Пользуясь таблицей растворимости, можно заранее предсказать наличие в исследуемом растворе отдельных анионов. Например, если соль хорошо растворяется в воде и в нейтральном водном растворе обнаружен катион Ва²+, то этот раствор не может содержать анионы SO₄^2-, CO₃^2-, SO₃^2- . Определив предварительно присутствие отдельных групп анионов,обнаруживают их соответствующими групповыми и характерными для них реакциями. В зависимости от присутствия тех или иных анионов и катионов схемы анализа могут быть самыми различными. Например, водный раствор исследуемого вещества имеет нейтральную реакцию. При действии на отдельную пробу его раствором соляной кислоты образуется осадок, который растворяется в горячей воде. Это позволяет сделать вывод, что в растворе присутствует катион Рb²+. Проверяют катион Рb²+ частной реакцией с йодидом калия KI.Далее обнаруживают анионы. Ими могут быть только анионы третьей группы, так как только они образуют с катионом Рb²+ растворимые в воде соли. Испытание на анионы первой группы. К 2—3 каплям нейтрального или слабощелочного раствора добавляют 2 капли раствора хлорида бария. Если осадок выпадает, то присутствуют анионы первой группы. Испытание на анионы второй группы. 2 капли раствора подкисляют 2каплями 2Н раствора азотной кислоты и добавляют каплю раствора нитрата серебра. Выпадение осадка указывает на присутствие анионов второй группы. Испытание на анионы третьей группы. Если при испытании на анионы первой и второй групп осадки не выпали, то, возможно, присутствуют анионы третьей группы.

123

Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 8365;