Аналитические реакции анионов первой аналитической группы
Анионы: SO42-, SO32-, S2O32-, C2O42-, CO32-, B4O72- (BO2-), PO43-, AsO43-, AsO33-, F-. Групповой реагент водный раствор хлорида бария.
SO42- - сульфат-ион:
1) Реакция с катионами бария: образуется белый мелкокристаллический осадок сульфата бария:
Ba2+ + SO42- = BaSO4
Осадок не растворяется в минеральных кислотах, за исключением концентрированной серной кислоты, в которой он частично растворим с образованием Ba(HSO4)2:
BaSO4 + H2SO4 = Ba(HSO4)2
SO32- - сульфит-ион:
1) Реакция с хлоридом бария: образуется белый кристаллический осадок сульфита бария:
Ba2+ +SO32- = BaSO3
Осадок растворяется в разбавленных соляной и азотной кислотах с выделением газообразного диоксида серы SO2, например:
BaSO3 + 2HCl = SO2 + BaCl2 + H2O
2) Реакция разложения сульфитов кислотами – все сульфиты разлагаются минеральными кислотами с выделением газообразного диоксида серы:
SO32- + 2H+ = SO2 + H2O
Выделяющийся диоксид серы обнаруживают по характерному запаху, а также по обесцвечиванию водного раствора йода или перманганата калия:
SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
Разложение сульфитов под действием кислот ускоряется при нагревании и при понижении рН среды.
3) Реакция с раствором йода: в нейтральных или слабокислых растворах сулфит-ионы окисляются йодом до сульфат-ионов. При этом желтый раствор йода обесцвечивается вследствие восстановления йода до йодид-ионов:
SО32- + I2 + H2O = SO42- + 2I- + 2H+
Аналогично протекает реакция сульфит-ионов с бромной водой.
S2O32- - тиосульфат-ион:
1) Реакция разложения тиосульфатов кислотами: при действии минеральных кислот на тиосульфаты вначале образуется нестабильная тиосерная (серноватистая) кислота H2S2O3, быстро разлагающаяся с выделением газообразного диоксида серы SO2 и элементной серы S, которая вызывает помутнение раствора:
S2O32- + 2H+ = H2S2O3
H2S2O3 = S + SO2 + H2O
Выделяющийся газообразный диоксид серы обнаруживают либо по характерному запаху, либо по обесцвечиванию им растворов перманганата калия или йода.
2) Реакция с нитратом серебра: образуется белый осадок тиосульфата серебра Ag2S2O3:
2Ag+ + S2O32- = Ag2S2O3
Осадок быстро разлагается до черного сульфида серебра (I) Ag2S. Цвет осадка последовательно изменяется на желтый, бурый и под конец – на черный. Реакция протекает по схеме: Ag2S2O3 + H2O = Ag2S + H2SO4.
C2O42- - оксалат-ион:
1) Реакция с катионом кальция: образуется белый осадок оксалата кальция CaC2O4/
Ca2+ + C2O42- = CaC2O4
Оксалат кальция растворяется в минеральных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте.
CO32-
1) Реакция с сульфатом магния – образуется белый осадок карбоната магния:
Mg2+ + CO32- = MgCO3
Осадок карбоната магния растворяется в кислотах.
Гидрокарбонат-ион HCO3- образует с сульфатом магния осадок MgCO3 только при кипячении:
Mg2+ + 2HCO3- = MgCO3 +CO2 + H2O
2) Реакция с минеральными кислотами – карбонат-ионы и гидрокарбонат-ионы при взаимодействии с кислотами образуют слабую нестабильную угольную кислоту, быстро разлагающуюся в кислой среде с выделением газообразного диоксида углерода CO2:
CO32- + 2H3O+ = H2CO3 + 2H2O
HCO3- + H3O+ = H2CO3 + H2O
H2CO3 = CO2 + H2O
Выделяющийся газообразный диоксид углерода обнаруживают по помутнению известковой воды.
B4O72- (BO2-) – тетраборат- и борат-ион
1) Окрашивание пламени горелки сложными эфирами борной кислоты – фармакопейный тест. Борат-ионы или борная кислота (H3BO3) образуют с этанолом C2H5OH в присутствии серной кислоты сложный этиловый эфир борной кислоты (C2H5O)3B, который окрашивает пламя в зеленый цвет:
B4O72- + 2H+ + 5H2O = 4H3BO3
H3BO3 + 3C2H5OH = (C2H5O)3B + 3H2O
2) Реакция с куркумином – борная кислота и бораты при взаимодействии с красителем куркумином в кислой среде образуют куркуминовый комплекс розового или темно-красного цвета, который в щелочной или аммиачной среде изменяет окраску не зеленовато-черную или синевато-черную. Реакцию обычно проводят с помощью куркумовой бумаги: ее готовят, пропитывая белую плотную фильтровальную бумагу спиртовым раствором куркумина и затем высушивая ее в защищенном от света месте в атмосфере, не содержащей паров кислот и аммиака.
PO43- - ортофосфат-ион:
1) Реакция с нитратом серебра – в нейтральной среде образуется желтый осадок фосфата серебра Ag3PO4 и в случае фосфат-иона и в случае гидрофосфат-иона:
PO43- + 3Ag+ = Ag3PO4
HPO42- + 3Ag+ = Ag3PO4 + H+
Осадок растворяется в азотной кислоте, в концентрированном аммиаке.
2) Реакция с магнезиальной смесью – гидрофосфат-ион при взаимодействии с магнезиальной смесью (MgCl2 + NH4Cl + NH3), получаемой смешиванием водных растворов хлорида магния, хлорида аммония и аммиака, образует белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфата NH4MgPO4:
HPO42- + Mg2+ + NH3 = NH4MgPO4
Осадок магнийаммонийфосфата растворяется в кислотах.
3) Реакция с молибдатом аммония – ортофосфат-ионы при взаимодействии с молибдатом аммония (NH4)2MoO4 в азотнокислой среде при нагревании образуют желтый кристаллический осадок комплексной аммонийной соли фрсфоромолибденовой гетерополикислоты – фосфоромолибдат аммония (NH4)3[PO4(MoO3)12]:
PO43- + 3NH4+ + 12MoO42- + 24H+ = (NH4)3[PO4(MoO3)12] + 12H2O.
Осадок растворяется в азотной кислоте, в растворах щелочей и аммиака.
AsO33- - арсенит-ион:
Все соединения мышьяка токсичны, поэтому при работе с ними следует принимать меры предосторожности!
1) Реакция с сульфид-ионами в кислой среде – арсенит-ионы при реакциях с растворимыми сульфидами (натрия, аммония) образуют желтый осадок сульфида мышьяка (III) As2S3 только в сильнокислой среде:
2HAsO3 + 3H2O = As2S3 + 6H2O
Осадок нерастворим в соляной кислоте, но растворяется в растворах щелочей, аммиака, карбоната аммония при избытке сульфидов аммония или натрия.
2) Реакция с нитратом серебра – арсениты образуют с AgNO3 желтый аморфный осадок арсенита серебра Ag3AsO3:
AsO33- + 2Ag+ = Ag3AsO3
Осадок растворяется в азотной кислоте и в аммиаке.
3) Реакция восстановления соединений мышьяка до арсина AsH3 – реакцию получения арсина проводят в кислой среде; восстановитель – часто металлический цинк (или магний):
AsO33- + 3Zn + 9H+ = AsH3 + 3Zn2+ + 3H2O
Выделяющийся газообразный арсин при взаимодействии с нитратом серебра образует вначале соединение состава AsAg6(NO3)3 желтого цвета:
AsH3 + 6AgNO3 = AsAg6(NO3)3 + 3HNO3
темнеющее затем вследствие разложения с выделением тонкодисперсного металлического серебра:
AsAg6(NO3)3 + 3H2O = H3AsO3 + 6Ag + 3HNO3
При взаимодействии с хлоридом ртути вначале образуется желто-оранжевый продукт реакции состава As(HgCl)3·Hg2Cl2, который под воздействием влаги изменяет окраску на бурую из-за разложения с выделением свободного мышьяка.
Мешают: соединения сурьмы, фосфора, окислители.
Арсин очень ядовит! Реакции проводят только под тягой!
AsO43- арсенат-ион:
1) Реакция с нитратом серебра – арсенаты образуют с AgNO3 аморфный осадок арсената серебра Ag3AsO4 шоколадного цвета:
AsO43- + 3Ag+ = Ag3AsO4
Осадок растворяется в азотной кислоте и в концентрированном аммиаке.
2) Реакция с магнезиальной смесью – арсенат-ион при взаимодействии с магнезиальной смесью (MgCl2 + NH4Cl + NH3) медленно образует белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийарсената NH4MgAsO4:
AsO43- + NH4+ + Mg2+ = NH4MgAsO4
Осадок растворяется в хлороводородной кислоте.
Мешают фосфат-ионы. С арсенит-ионами осадок не образуется.
3) Реакция с сульфидами или сероводородной водой – в сильнокислой среде образуется желтый аморфный осадок сульфида мышьяка (V) As2S5:
2AsO43- + 5S2- + 16H+ = As2S5 + 8H2O
Осадок растворяется в растворах аммиака, в щелочах, азотной кислоте (конц), но не растворяется в хлороводородной кислоте.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 2408 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 |
|