Действие магнезиальной смеси
Анионы. Классификация. Характерные реакции анионов. Особые случаи и систематический ход анализа анионов при совместном присутствии.
Анионы, в отличие от катионов, можно определять в отдельных порциях раствора дробными реакциями в любой последователь-ности. Но для упрощения анализа их, как и катионы, делят на аналитические группы. В большинстве классификаций разделение анионов основано на разной растворимости солей бария и серебра соответствующих анионов.
I АГ анионов: S2O2ˉ3 , SO2ˉ4 , SO2ˉ3 , CrO2ˉ4 , Cr2 O2ˉ7 С2O2ˉ4 , CO2ˉ3 , F ˉ , PO3ˉ4 , AsO3ˉ4 , SiO2ˉ3 и др.
II АГ анионов: Cl ˉ , Brˉ , I ˉ , S2ˉ
III АГ анионов: NO2ˉ , NO3ˉ , СН3СООˉ
Групповым реагентом на I АГ анионов является раствор BaCl2 или Ba(NO3)2 При этом образуются соли, трудно растворимые в воде, но растворимые в разбавленной HCl, за исключением BaSO4. Групповым реагентом на II АГ анионов является раствор AgNO3 . При этом образуются соли, не растворимые в разбавленной НNO3. Анионы I АГ также осаждаются катионами серебра, но эти осадки растворимы в азотной кислоте.
Анионы III АГ не имеют группового реагента, т. к. с большин-ством катионов образуют соли, хорошо растворимые в воде.
Наряду с групповыми реагентами в анализе анионов используют ряд проб, которые позволяют выявить наличие определенных групп анионов.
Проба на анионы - окислители ( AsO3ˉ4 , Cr2O2ˉ7 , NO2ˉ ) - действие KI в кислой среде в присутствии хлороформа. Окраши-вание хлороформа в красно-фиолетовый цвет свидетельствует о наличии анионов-окислителей.
AsO3ˉ4 + 2Н+ + 2I ˉ = AsO3ˉ3 + H2O + I2
Проба на анионы-восстановители ( С2O2ˉ4 , SO2ˉ3 , S2O2ˉ3 , NO2ˉ , AsO3ˉ3 , S2ˉ , I ˉ ) – обесцвечивание раствора иода в слабокислой среде или раствора KMnO4 в среде серной кислоты.
2MnO ˉ4 + С2O2ˉ4 + 16Н+ = 10СO2 + 2Mn2 ++ 8H2O
Проба на анионы нестойких кислот (H2 SO3 , H2 СO3 , H2S2O3) действие HCl, выделяются газообразные прод - ты (SO2 , СO2 , H2S )
SO2ˉ3 + 2Н+ = H2 SO3 = SO2 ↑ + H2O
Реакции анионов I аналитической группы.
Реакции сульфат - ионов.
Действие солей бария
SO2ˉ4 + Ва 2 + = BaSO4 ↓
Действие солей стронция
SO2ˉ4 + Sr 2 += SrSO4 ↓
Осадок не растворяется в кислотах и щелочах.
Действие солей свинца
SO2ˉ4 + Рb 2 + = РbSO4 ↓
Осадок при нагревании растворяется в щелочах и растворе ацетата аммония.
Реакции сульфит - ионов
Действие минеральных кислот
SO2ˉ3 + 2Н+ = H2 SO3 = SO2 ↑ + H2O
Образуется сернистая кислота, которая разлагается на диоксид серы и воду. Диоксид серы определяют по запаху или по обесцвечиванию раствора KMnO4.
Действие солей бария
SO2ˉ3 + Ва 2 + = BaSO3 ↓
Образуется белый осадок, который растворяется в HCl.
SO2ˉ3 + 2Н+ = H2 SO3 = SO2 ↑ + H2O
Действие окислителей
SO2ˉ3 + H2O + I2 = SO2ˉ4 + 2Н+ + 2I ˉ
Иод и бром окисляют сульфиты до сульфатов, при этом обесцвечивается раствор иода или брома.
Действие восстановителей
3Zn + 6Н + + SO2 = 3Zn 2 + + H2O + H2S ↑
Образуется сероводород, который легко определить по почернению бумаги, пропитанной солью свинца:
H2S + Pb 2 += PbS↓ + 2Н+
Реакции тиосульфат - ионов
Действие минеральных кислот
S2 O2ˉ3 + 2Н + = H2 S2 O3 = SO2 ↑ + S↓ + H2O
Образуется диоксид серы и сера.
Действие солей бария
S2 O2ˉ3 + Ва 2 + = ВаS2 O3 ↓
Образуется белый осадок, который растворяется в минеральных кислотах с выделением SO2 и S.
Действие окислителей
S2 O2ˉ3 + I2 = S4 O2ˉ6 + 2I ˉ
Раствор иода обесцвечивается.
Действие раствора нитрата серебра
S2 O2ˉ3 + 2Ag+ = Ag2 S2 O3 ↓
Ag2 S2 O3↓ + H2O = Ag2 S↓ + 2Н+ + SO2ˉ4
Образуется белый осадок Ag2 S2 O3 , который затем меняется на желтый, коричневый и в конечном итоге – черный Ag2 S.
Реакции карбонат - ионов
Действие минеральных кислот
CO2ˉ3 + 2Н+ = H2 СO3 = СO2 ↑ + H2O
При пропускании через известковую воду образуется белый осадок:
Са(ОН) 2 + СO2 = СаСO3 ↓ + H2O
Действие солей бария
CO2ˉ3 + Ва 2 + = ВаСO3 ↓
Образуется белый осадок, растворимый в соляной кислоте
ВаСO3 ↓ + 2Н + = H2 СO3 + Ва 2 +
H2 СO3 = СO2 ↑ + H2O
Действие раствора сульфата магния
CO2ˉ3 + Mg 2 += MgСO3 ↓
Образуется белый осадок. Гидрокарбонат - ионы дают подобный осадок только при кипячении.
2НCOˉ3 + Mg 2 += MgСO3 ↓ + СO2 ↑ + H2O
Действие фенолфталеина
Раствор, содержащий карбонаты (1:10), при добавлении раствора фенолфталеина окрашивается в розовый цвет ( в отличие от гидрокарбонат – ионов).
Реакции фосфат - ионов
Действие солей бария
2PO3ˉ4 + 3Ва 2 + = Ва3 PO4 ↓
Образуется белый осадок, растворимый в минеральных кислотах
Ва 3 PO4 ↓+ 6Н + = 3Ва 2 + + 2Н3 PO4
Действие нитрата серебра
PO3ˉ4 + 3Ag+ = Ag 3 PO4 ↓
Образуется желтый осадок, растворимый в азотной кислоте и растворе аммиака
Ag 3 PO4 ↓+ 3Н+ = 3Ag+ + Н3 PO4
Ag 3 PO4 ↓+ 6NH 3 * H2O = 3[Ag (NH 3 ) 2 ] + +2PO3ˉ4 + H2O
3. *Действие магнезиальной смеси MgCl2 , NH 3 * H2O, NH4Cl
HPO2ˉ4 + NH 3 * H2O + Mg 2 + = MgNН4 PO4↓ + H2O
Образуется белый кристаллический осадок
4.* Действие молибденово-ванадиевого реактива:
смесь NH4V O3, (NH4 ) 2 Mo O4, HNO3
PO3ˉ4 + V O3 - + 11 Mo O 4 2 -+ NH4 + + 22Н+ =
= (NH4 ) 4 [РMo O11 V O40 ] + 11 H2O
Реакции оксалат - ионов
Действие солей бария
С2O2ˉ4 + Ва 2 + = ВаС2O4 ↓
образуется белый осадок, растворимый в минеральных кислотах
ВаС2O4 ↓+ 2Н + = H2 С2O4 + Ва 2 +
Действие хлорида кальция
С2O2ˉ4 + Са 2 + = СаС2O4 ↓
образуется белый осадок, растворимый в минеральных кислотах и нерастворимый в уксусной кислоте
СаС2O4 ↓ + 2Н + = H2 С2O4 + Са 2 +
3. Действие растора КMnO4
2MnO ˉ4 + С2O2ˉ4 + 16Н + = 10СO2 + 2Mn2+ +8H2O
наблюдается обесцвечивание раствора
Реакции арсенат - ионов
Действие солей бария
AsO3ˉ4 + Ва 2 + = Ва3( AsO4 )2 ↓
образуется белый осадок, растворимый в кислотах
Ва 3( AsO4 ) 2 ↓ + 6Н + = Н3AsO4 + 3Ва 2 +
Действие магнезиальной смеси
AsO3ˉ4 + Mg 2 + + NH4 + = MgNН4AsO4 ↓
образуется белый кристаллический осадок
Действие нитрата серебра
AsO3ˉ4 + 3Ag+ = Ag 3 AsO4 ↓
образуется коричневый осадок, растворимый в азотной кислоте и растворе аммиака
Ag 3 AsO4 ↓+ 3Н+ = Н3AsO4 + 3Ag+
Ag 3 AsO4 ↓+ 6 NH 3 * H2O = 3[Ag(NH 3 )2 ] + +2AsO3ˉ4 + H2O
Действие иодида калия
AsO3ˉ4 + 2Н + + 2I ˉ = AsO3ˉ3 + H2O + I2
Образуется свободный иод, который окрашивает хлороформный слой в красно-фиолетовый цвет.
Реакции арсенит - ионов
Действие солей бария
2 AsO3ˉ3 + 3 Ва 2 + = Ва 3( AsO3 ) 2 ↓
образуется белый осадок, растворимый в минеральных кислотах
Ва 3( AsO3 ) 2 ↓+ 6Н + = Н3AsO3 + 3Ва 2 +
Действие сульфидов
2 AsO3ˉ3 + 3H2S + 6Н + = As2 S3 ↓ + 6H2O
образуется желтый осадок, не растворимый в конц. соляной кислоте, но растворимый в аммиаке
As2 S3 ↓ + 6 NH 3 * H2O = AsO3ˉ3 + As S33ˉ + 6NH4 + + 3H2O
Действие нитрата серебра
AsO3ˉ3 + 3Ag+ = Ag 3 AsO3 ↓
Образуется желтый осадок, растворимый в азотной кислоте и растворе аммиака
Действие иода
AsO3ˉ3 + 2OН - + I3 - = AsO3ˉ4 + 3I - + H2O
В слабощелочной среде раствор иода обесцвечивается