Аналитические реакции анионов I аналитической
группы (Cl-, Br-, I-, S2-, NO2-, NO3-)
Реакции анионов Cl-. Реакция с нитратом серебра AgNO3:
NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3 (ПРAgNO3 = 1,78 . 10-10)
| (1.145)
|
AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
| (1.146)
|
[Ag(NH3)2]Cl + HCl = AgCl↓ + 2NH4Cl
| (1.147)
|
Наблюдается образование белого творожистого осадка AgCl, который на свету постепенно темнеет вследствие фотохимического выделения микрокристаллов свободного Ag. Осадок AgCl не растворятся в кислотах, но легко растворим в избытке гидроксида аммония с образованием комплексного катиона [Ag(NH3)2]+. Полученный комплексный катион легко разрушается при подкислении с выделением осадка AgCl.
Действие окислителей:
10KCl + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5Cl2↑ + 2MnSO4 + 6K2SO4 +
+ 8H2O
| (1.148)
|
Более сильные окислители по сравнению с Сl2 (например, KMnO4 и PbO2) окисляют хлориды до свободного хлора. Так, при действии KMnO4 на хлориды в кислой среде наблюдается обесцвечивание раствора KMnO4 и появление резкого запаха газообразного хлора. Для подтверждения выделения газообразного хлора используют иодид-крахмальную бумагу. В присутствии хлора она окрашивается в синий цвет (реакция иода с крахмалом).
Реакции анионов Br-. Реакция с нитратом серебра AgNO3:
KBr + AgNO3 = AgBr↓ + KNO3 (ПРAgNO3 = 5,3 . 10-13)
| (1.149)
|
AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + 4NaBr
| (1.150)
|
При действии нитрата серебра на растворы бромидов наблюдается образование желтоватого творожистого осадка AgBr. Осадок не растворим в азотной кислоте, плохо растворим в аммиаке, хорошо растворим в тиосульфате натрия.
Действие окислителей:
2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2↑
| (1.151)
|
Более сильные, чем Br2, окислители: KMnO4, PbO2, KClO3, MnO2, Cl2 окисляют бромиды до свободного брома. При действии хлорной воды на растворы, содержащие бромид-ион, наблюдается жёлтое окрашивание. Для увеличения чувствительности реакции добавить несколько капель несмешивающегося с водой растворителя (толуол, хлороформ и т. п.) и встряхнуть. В присутствии Br2 слой растворителя окрашивается в жёлто-оранжевый цвет.
Реакции анионов I-. Реакция с нитратом серебра AgNO3:
NaI + AgNO3 = AgI↓ + NaNO3 (ПРAgI = 8,3 . 10-17)
| (1.152)
|
Наблюдается образование жёлтого осадка AgI, не расnворимого в HNO3, NH4OH и слабо растворимого в Na2S2O3.
Действие окислителей:
2KI + Cl2 = 2KCl + I2↓
| (1.153)
|
2KI + Br2 = 2KBr + I2↓
| (1.154)
|
10KI + 2KMnO4 + 8H2SO4 = 5I2↓ + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O
| (1.155)
|
При действии окислителей на растворы иодидов выделяется свободный иод. Чувствительность реакции повышается при выполнении реакции в присутствии несмешивающихся с водой органических растворителей. В этом случае слой органического растворителя окрашивается в характерный фиолетовый цвет.
Реакция с нитратом свинца Pb(NO3)2:
2NaI + Pb(NO3)2 = PbI2↓ + 2NaNO3
| (1.156)
|
Наблюдается образование жёлтого осадка PbI2, который легко растворяется при нагревании. После медленного охлаждения этого раствора появляются крупные блестящие золотистые кристаллы.
Реакции анионов S2-. Реакция с нитратом серебра AgNO3:
Na2S + 2AgNO3 = Ag2S↓ + 2NaNO3
| (1.157)
|
Образуется чёрный осадок Ag2S.
Действие кислот:
Na2S + H2SO4 = H2S↑ + Na2SO4
| (1.158)
|
При подкислении сульфидов выделятся газообразный сероводород H2S с характерным резким запахом тухлых яиц. Если накрыть пробирку фильтровальной бумагой, смоченной раствором соли свинца, то при выделении сероводорода на бумаге выделяется чёрное пятно PbS:
Pb(CH3COOH)2 + H2S = PbS↓ + 2CH3COOH
| (1.159)
| Реакция с солями кадмия Cd(NO3)2:
Na2S + Cd(NO3)2 = CdS↓ + 2NaNO3
| (1.160)
|
Наблюдается образование канареечно-жёлтого осадка CdS.
Реакция с нитропруссидом натрия Na2[Fe(CN)5NO]:
Na2S + Na2[Fe(CN)5NO] = Na4[Fe(CN)5NOS]
| (1.161)
|
Раствор окрашивается в характерный красно-фиолетовый цвет. В кислой среде окрашивание исчезает.
Реакция с окислителями:
5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5S↓ + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
| (1.162)
|
Наблюдается обесцвечивание раствора KMnO4 и его помутнение вследствие образования свободной серы.
Реакции анионов NO3-. Реакция с сульфатом железа (II)FeSO4:
2HNO3 + FeSO4 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 4H2O + 2NO↑
| (1.163)
|
FeSO4 + NO = [Fe(NO)SO4]
| (1.164)
|
В сильнокислой среде железо (II) восстанавливает нитрат-ион до NO, который образует нестойкий нитрозильный комплекс [Fe(NO)SO4] коричневого цвета.
Реакция с медью и серной кислотой:
2HNO3 + 3Cu + 3H2SO4 = 3CuSO4 + 4H2O + 2NO↑
| (1.165)
|
При нагревании смеси наблюдается выделение бурого газа – диоксида азота NO2:
Восстановление до аммиака:
3NaNO3 + 8Al + NaOH + 18H2O = 3NH3↑ + 8Na[Al(OH)4]
| (1.167)
|
Образование аммиака можно заметить по характерному запаху или по покраснению влажной фенолфталеиновой индикаторной бумаги, или с помощью реактива Несслера (пожелтение).
Восстановление до нитрит-иона:
HNO3 + Zn + 2CH3COOH = HNO2 + Zn(CH3COO)2 + H2O
| (1.168)
|
Образование нитрита подтверждается его характерными реакциями.
Реакции анионов NO2-. Действие кислот:
2NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO4
| (1.169)
|
HNO2 = 2NO2↑ + NO↑ + H2O
| (1.170)
| Наблюдается образование бурого газа NO2 вследствие распада малоустойчивой азотистой кислоты.
Реакция с иодидом калия KI:
2HNO2 + 2KI + 2CH3COOH = I2↓ + 2CH3COOK + 2NO + +2H2O
| (1.171
|
В результате окисления иодид-иона образуется свободный иод, который при добавлении крахмала окрашивает раствор в интенсивный синий цвет.
Реакция с сульфаниловой кислотой (H2NC6H4SO3H) и α-нафтиламином (C10H7NH2): в результате реакции образуется яркоокрашенный в красный цвет органический азокраситель.
Удаление азотистой кислоты и нитритов нагреванием:
а) с солями аммония
HNO2 + NH4Cl = N2↑ + 2H2O + HCl
| (1.172)
|
б) с мочевиной
2NaNO2 + OC(NH2)2 + 2HCl = CO2↑ + 2N2↑ + 2NaCl + 3H2O
| (1.173)
|
Нитрит-ионы удаляют перед обнаружением нитрат-ионов.
Анализ смеси анионов I аналитической группы. При анализе смеси анионов I аналитической группы, содержащей Cl-, Br-, I-, S2-, NO2-, NO3-, последовательно выполняют следующие операции:
● определяют рН среды. Если рН среды не более 1 – 2 и раствор не пахнет сероводородом, то присутствие NO2- и S2- ионов, образующих летучие соединения в кислой среде, исключено так же, как и совместное присутствие анионов окислителей и восстановителей;
● обнаружение анионов S2- посредством реакций с солями свинца, кадмия или других характерных реакций [см.(1.157 – (1.160)];
● обнаружение ионов NO2- иодидом калия [уравнение (1.171)]
● обнаружение ионов NO3- – после удаления ионов NO2- кипячением раствора с солями аммония или мочевиной OC(NH2)2 [см. (1.172) – (1.173)];
● обнаружение и отделение ионов S2- осаждением сульфида никеля;
● обнаружение и отделение ионов Cl-, Br-, и I- с помощью сульфата серебра в азотнокислом растворе. Далее осадок последовательно обрабатывают 10%-ным (NH4)2CO3 (растворяет AgCl) и 25%-ным NH4OH (растворяет AgBr). В полученных растворах их открывают с помощью характеристических реакций. Для открытия I- обрабатывают отдельную порцию раствора хлорной водой и экстрагируют выделившийся иод толуолом или хлороформом.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2245 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 |
|