Качественные реакции анионов первой аналитической группы

 

Реактив	Cl-	Br-	I-	S2-
AgNO3 + HNO3	AgCl белый осадок, растворим в NH4OH, (NH4)2CO3	AgBr светло-желтый осадок, слабо растворим в NH4OH и нерастворим в (NH4)2CO3	AgI желтый осадок, нерастворим в NH4OH, (NH4)2CO3	Ag2S черный осадок, растворим в HNO3
Окислители	Cl2	Br2	I2	S
Хлорная вода + бензол	-	Br2 оранжевая окраска бензола	I2 фиолетовая окраска бензола	-
NaNO2 + CH3COOH	-	-	I2	-
H2SO4	-	Br2	I2	H2S
Pb(NO3)2	PbCl2 белый осадок, растворим в горячей воде	PbBr2 светло-желтый осадок	PbI2 желтый осадок	PbS черный осадок
CdCl2	-	-	-	CdS – желтый осадок
Нитропруссид натрия	-	-	-	Красно-фиолетовый осадок
Фуксин-сернистая кислота	-	Красно-фиолетовая окраска	-	-

Анионы второй аналитической группы

Вторая аналитическая группа анионов содержит: сульфит-ион (SO₃)^2─ , сульфат-ион (SO₄)^2─ , тиосульфат-ион (S₂O₃)^2─ , карбонат-ион (СО₃)^2─ , фосфат-ион (РО₄)^3─ , тетраборат-ион (В₄О₇)^2─ , силикат-ион (SiO₃)^2─ . Эти анионы образуют с катионом бария малорастворимые соли белого цвета. Групповой реактив ─ раствор хлорида бария BaCl₂ или нитрата бария Ba(NO₃)₂ при рН = 7, образует нерастворимые в воде, но растворимые в кислотах соли, поэтому осаждение бариевых солей второй группы анионов ведут из нейтральных или слабощелочных растворов.

 

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO_{4 (тв)},

 

Ba²⁺ + SO₃^2- = BaSO_{3( тв)},

 

Ba²⁺ + S₂O₃^2- = BaS₂O_3(тв),

 

Ba²⁺ + HPO₄^2- = BaHPO_{4 (тв)},

 

Ba²⁺ + CO₃^2- = BaCO_{3 (тв)},

 

Ba²⁺ + B₄O₇^2- + 3H₂O = Ba(BO₂)₂ + 2H₃BO_{3 (тв)},

 

Ba²⁺ + SiO₃^2- = BaSiO_{3 (тв)}.

 

Осадки бариевых солей анионов второй аналитической группы, кроме BaSO₄, растворимы в соляной и азотной кислотах. В серной кислоте осадки бариевых солей, кроме BaSO₄, растворяются с одновременным образованием сульфата бария:

 

BaSO_{3 (тв)} + H₂SO₄ = BaSO_{4 (тв)} + H₂SO₃.

 

Гидрофосфат бария, карбонат бария и метаборат бария растворимы в уксусной кислоте. Осадок тиосульфата бария растворяется в минеральных кислотах и в кипящей воде с выделением осадка серы:

 

BaS₂O_{3 (тв)} + 2HCl = BaCl₂ + H₂S₂O₃,

 

H₂S₂O₃ → H₂O + S _(г) + SO_2(г).

 

Соли свинца (II) и анионов второй аналитической группы так же нерастворимы в воде.

 

Сульфит- и тиосульфат-ионы обладают свойствами восстановителей.

+++ 3.2.1. Реакции сульфат-иона

 

1. Реакция с хлоридом бария BaCl ₂. Образование осадка соли бария в присутствии соляной или серной кислот указывает на присутствие сульфат-иона:

 

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO_{4 (тв)}.

белый

Методика проведения реакции. 2-3 капли исследуемого раствора подкислить соляной кислотой и прибавить 2-3 капли хлорида бария. В присутствии сульфат-иона выпадает белый нерастворимый в кислотах и щелочах осадок ВаSO₄.

2. Реакция с ацетатом свинца Pb ( CH ₃ COO )₂. При взаимодействии с ацетатом свинца образуется белый осадок сульфата свинца.

SO₄^2- + Pb(CH₃COO)₂ = PbSO_{4 (тв)},

 

растворимый при нагревании в едких щелочах и ацетате аммония:

 

PbSO_{4 (тв)} + 4OH^- = [Pb(ОН)₄]^2- + SO₄^2-,

 

2PbSO_4(тв) +  2CH₃COONH₄ = [Pb(CH₃COO)₂^.PbSO₄] + (NH₄)₂SO_4.

Методика проведения реакции. В пробирку помещают 2-3 капли раствора, содержащего сульфат-ионы, добавляют 2-3 капли раствора ацетата свинца и наблюдают образование белого осадка. Затем добавляют 7-8 капель концентрированного раствора гидроксида натрия, нагревают и наблюдают растворение осадка.

Реакции сульфит-иона

1. Реакция с кислотами. При взаимодействии солей сернистой кислоты с минеральными кислотами образуется сернистая кислота, разлагающаяся на сернистый газ (SO₂) и воду:

 

SO₃^2- + 2H⁺ = H₂SO₃,

H₂SO₃ → H₂O + SO_2(г).

 

Выделение диоксида серы можно обнаружить по запаху горящей серы или по обесцвечиванию раствора иода и перманганата калия:

 

SO_{2 (г)} + I₂ + 2 H₂O = 2HI + H₂SO₄;

5SO_{2 (г)} + 2MnO₄^- + 2H₂O = 2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H⁺.

Методика проведения реакции 1. К 4 каплям раствора, содержащего сульфит-ионы, добавляют 5 капель раствора H₂SO₄ и 2 капли раствора иода. Наблюдают исчезновение желтой окраски иода.

Методика проведения реакции 2 . В пробирку наливают 5 капель соляной кислоты, 5 капель раствора, содержащего сульфит-ионы. В верхнюю часть пробирки помещают полоску фильтровальной бумаги, смоченную каплей раствора крахмала и разбавленным раствором иода. Пробирку нагревают и наблюдают обесцвечивание индикаторной бумаги.

2. Реакция восстановления до сероводорода H₂ S. В сильнокислой среде сульфиты восстанавливаются цинком до сероводорода. Обнаружить выделение H₂S можно по запаху тухлых яиц или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной ацетатом свинца:

 

SO₃^2- + 2H⁺ = H₂O + SO_{2 (г)},

 

SO_{2 (г)} + 3Zn + 6H⁺ = 3Zn²⁺ + 2H₂O + H₂S_(г),

 

H₂S + Pb²⁺ = PbS_(тв).

Методика проведения реакции . К 5 каплям раствора, содержащего сульфит-ионы, добавляют 10 капель 2 н. раствора HCl и кусочек цинка. В верхнюю часть пробирки помещают полоску фильтровальной бумаги, смоченную каплей раствора ацетата свинца.

Реакции карбонат-иона

 

+++ 1. Реакция с кислотами. При взаимодействии карбонат-ионов с минеральными кислотами образуется угольная кислота, разлагающаяся на углекислый газ и воду:

CO₃^2- + 2H⁺ = H₂CO₃,

 

H₂CO₃ → H₂O + CO₂­ _(г).

 

Выделение углекислого газа легко обнаружить по помутнению насыщенного раствора Са(ОН)₂ (известковой воды) в результате образования карбоната кальция:

 

Ca(OH)₂ + CO_{2 (г)} = CaCO_{3 (тв)} + H₂O.

 

Определению мешают сульфит-ионы, так как при действии кислот может образоваться диоксид серы SO₂,  также дающий осадок при пропускании через известковую воду. Перед проведением реакции целесообразно провести предварительное окисление компонентов раствора, например, пероксидом водорода:

 

SO₃^2- + H₂O₂ = SO₄^2- + H₂O.

Методика проведения реакции . В пробирку вносят 5-6 капель исследуемого раствора и 5-6 капель 2 н. HCl. Пробирку закрывают пробкой, в которую вставлена газоотводная трубка. Конец трубки опускают в пробирку с известковой водой. Раствор подогревают и наблюдают помутнение раствора.

Реакции фосфат-иона

 

1. Реакция с молибдатом аммония ( NH ₄ )₂ MoO ₄ (молибденовой жидкостью). Молибдат аммония в присутствии азотной кислоты образует с фосфат-ионами желтый кристаллический осадок фосформолибдата аммония по реакции:

 

PO₄^3- + 3NH₄⁺ + 12MoO₄^2- + 24H⁺ = (NH₄)₃ [P(Mo₃O₁₀)₄] _(тв) + 12H₂O,

 

растворимый в избытке фосфата, в щелочах и в гидроксиде аммония:

 

(NH₄)₃P(Mo₃O₁₀)₄ + 24NH₃ + 12H₂O = (NH₄)₃PO₄ + 12(NH₄)₂MoO₄.

 

Определению мешают анионы-восстановители, которые восстанавливают молибдат и фосформолибдат до молибденовой сини. Для устранения мешающего влияния исследуемый раствор перед проведением реакции кипятят с азотной кислотой.

Методика проведения реакции . К 1-2 каплям раствора, содержащего фосфат-ионы, добавляют 3-5 капель молибденовой жидкости и слегка подогревают. Образуется желтый кристаллический осадок.

2. Реакция с магнезиальной смесью ( MgCl ₂ + NH₄OH + NH₄ Cl ). При взаимодействии солей фосфорной кислоты с гидроксидом аммония и хлоридом магния в присутствии NH₄Cl образуется белый кристаллический осадок фосфата магния–аммония:

HPO₄^2- + NH₄OH + Mg²⁺ = MgNH₄PO_{4 (тв)} + H₂O,

 

растворимый в кислотах, но нерастворимый в аммиаке. Определению мешают арсенат-ионы.

Методика проведения реакции . К 2-3 каплям раствора, содержащего фосфат-ионы, прибавляют 4-5 капель магнезиальной смеси и перемешивают. Образуется белый кристаллический осадок.

3. Реакция с нитратом серебра AgNO ₃. При взаимодействии гидрофосфатов с нитратом серебра образуется желтый осадок фосфата серебра, растворимый в азотной кислоте.

3Ag⁺ + HPO₄^2- = Ag₃PO_{4 (тв)} + H⁺.

 

Методика проведения реакции. К 3 каплям раствора, содержащего фосфат-ионы, приливают 3 капли раствора нитрата серебра. После образования осадка проверяют его растворимость в азотной кислоте.

Реакции тиосульфат-иона

1. Реакция с кислотами. При взаимодействии тиосульфатов с кислотами образуется тиосерная кислота H₂S₂O₃, которая разлагается на воду, диоксид серы и серу. Сера выпадает в осадок, и раствор мутнеет.

 

S₂O₃^2- + 2H⁺ = H₂S₂O₃,

 

H₂S₂O₃ → H₂O + S _(тв) + SO_{2 (г)}­.

 

Методика проведения реакции . К 2-3 каплям раствора, содержащего тиосульфат-ионы, прибавляют 2-3 капли 2 н. HCl. Раствор мутнеет вследствие выделения серы.

2. Реакция с иодом I ₂. Тиосульфат-ионы обесцвечивают раствор иода с образованием солей тетратионовой кислоты. Обнаружению мешают SO₃^2- и S^2-.

 

2S₂O₃^2- + I₂ = S₄O₆^2- + 2I^-.

 

Методика проведения реакции . К 2-3 каплям раствора I₂ прибавляют 1 каплю крахмала и 3-5 капель раствора, содержащего тиосульфат-ионы. Синий раствор обесцвечивается.

3. Реакция с нитратом серебра AgNO ₃. Нитрат серебра образует с солями тиосерной кислоты белый осадок тиосульфата серебра, который разлагается до сульфида серебра черного цвета.

2Ag⁺ + S₂O₃^2- = Ag₂S₂O_{3 (тв)},

 

Ag₂S₂O_{3 (тв)} + H₂O = Ag₂S_(тв) + H₂SO₄.

 

При избытке тиосульфата осадок тиосульфата серебра растворяется с образованием комплексной соли:

 

Ag₂S₂O_{3 (тв)} + 3 S₂O₃^2- = 2 [Ag(S₂O₃)₂].

Методика проведения реакции . К 3 каплям раствора тиосульфата добавляют 2-3 капли раствора нитрата серебра. Смесь нагревают и перемешивают. Выпавший белый осадок постепенно желтеет, буреет и становится черным.

 

Реакции силикат-иона

+++ 1. Реакция с кислотами. При медленном добавлении к раствору, содержащему силикаты разбавленных кислот, выпадает белый студенистый осадок (гель) кремниевых кислот nSiO₂.mH₂O. При быстром добавлении кислоты осадок образуется не сразу. Для полного осаждения кремниевых кислот раствор несколько раз выпаривают досуха с концентрированной HCl. При этом кремниевая кислота переходит в практически нерастворимое в кислотах состояние, при обработке раствором кислоты осаждается. Таким образом, силикат-ионы можно обнаружить в присутствии всех анионов.

SiO₃^2- + 2 H⁺ = H₂SiO_{3 (тв)}.

Методика проведения реакции . К 2-3 каплям раствора, содержащего силикат-ионы, прибавляют по каплям 2 н. HCl и нагревают. Образуется белый студенистый осадок.

2. Реакция с хлоридом аммония NH₄Cl. Соли аммония выделяют из растворов кремниевую кислоту:

SiO₃^2- + 2 NH₄⁺ = 2 NH_{3 (г)} + H₂SiO_3(тв).

Методика проведения реакции . К 4-5 каплям раствора, содержащего силикат-ионы, прибавляют 3 капли раствора NH₄Cl и нагревают. Образуется белый студенистый осадок.

 

Реакции борат-иона

 

1. Окрашивание пламени. В присутствии серной кислоты и этилового спирта борат-ионы образуют этиловый эфир борной кислоты, который окрашивает пламя горящего спирта в зеленый цвет.

 

Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O = Na₂SO₄ + 4H₃BO₃,

H₃BO₃ + 3C₂H₅OH = (C₂H₅O)₃B + 3H₂O,

Методика проведения реакции. В тигель наливают 10 капель раствора тетрабората натрия, выпаривают досуха, охлаждают, добавляют 2 капли концентрированной H₂SO₄, 10-20 капель этилового спирта, смесь поджигают и наблюдают зеленое пламя.

Некоторые реакции анионов второй аналитической группы приведены в табл. 12.

Таблица 12

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: