Третья аналитическая группа анионов

К третьей группе анионов относятся нитрат-ион NO₃^-, нитрит-ион NO₂^-, ацетат-ион CH₃COO^-. Катионы Ba²⁺ и серебра Ag⁺ c анионами этой группы осадков не образуют. Группового реагента на анионы третьей группы нет.

Частные реакции нитрат-иона NO₃^-

1. Дифениламин (C₆H₅)NH с нитрат-ионом NO₃^- образует интенсивно-синее окрашивание.

Опыт. На чистое и сухое часовое стекло поместите 4–5 капель раствора дифениламина 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 ион NO₂^-.

Условия проведения опыта.

1. Окислители и иодид-ион I^-, который может окисляться серной кислотой до I₂, мешают проведению реакции.

2. Анионы-восстановители SO₃^2-, S^2- и др. также мешают открытию нитрат иона NO₃^-.

3. Для выполнения реакции лучше брать разбавленные растворы испытуемых веществ.

2. Металлическая медь в концентрированной серной кислоте восстанавливает нитрат-ион NO₃^- до оксида азота:

2 NO₃^- + 8 H⁺ + 3 Cu  3 Cu²⁺ + 4 H₂O + 2 NO

2 NO + O₂(воздух)  2 NO₂

Опыт. К 2–3 каплям раствора нитрата калия добавьте несколько капель концентрированной серной кислоты, положите кусочек металлической меди и нагрейте. Выделяется оксид азота (белый экран).

Условия проведения опыта.

1. Медные стружки берутся обезжиренные и свободные от загрязнений.

2. При наличии нитрит-ионов их предварительно удаляют нагреванием с хлоридом аммония NH₄Cl, так как они мешают проведению реакции.

3. Сульфат железа (II) с нитрат-ионом NO₃^- образует в концентрированном растворе серной кислоты комплексную соль бурого цвета [Fe(NO)]SO₄.

Опыт. Поместите на часовое стекло каплю раствора нитрата, туда же внесите маленький кристаллик сульфата железа FeSO₄ и прибавьте каплю концентрированной серной кислоты. Вокруг кристалла появляется бурое кольцо вследствие образования комплексного соединения [Fe(NO)]SO₄:

6FeSO₄ + 2NaNO₃ + 4H₂SO₄  3Fe₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 4H₂O + 2NO

2 NO + 2 FeSO₄  2 [Fe(NO)]SO₄

Анионы I^- и Br^- образуют сходные по окраске кольца. Анион NO₂^- дает эту реакцию с более разбавленными кислотами.

4. Металлический алюминий в сильнощелочной среде восстанавливает нитраты до аммиака:

8 Al + 3 NO₃^- + 5 OH^- + 2 H₂O  3 NH₃  + 8 AlO₂^-

Опыт. Поместите в пробирку 4 капли раствора нитрата калия и добавьте 6 капель 6 н. раствора гидроксида натрия. Внесите в раствор кусочек алюминия. Отверстие пробирки закройте влажной красной лакмусовой бумажкой. Наблюдайте ее посинение.

Условия проведения опыта.

1. Восстановление ведут в умеренно щелочной среде во избежание слишком интенсивного протекания процесса.

2. Пробирку рекомендуется закрыть кусочком ваты (тампоном), чтобы задержать брызги раствора щелочи, которые захватываются выделяющимся газом.

3. Обнаружению аниона NO₃^- мешает ион NH₄⁺, который удаляют предварительным нагреванием со щелочью.

4. Присутствие аниона NO₂^- также мешает открытию аниона NO₃^-

5. Микрокристаллоскопическая реакция. На каплю раствора, содержащего нитрат-ион NO₃^-, подействуйте каплей 10%-ного раствора нитрона C₂₀H₁₆N₄ в 5%-ной уксусной кислоте. Выпадают характерные пучки игл нитратнитрона.

Условия проведения опыта.

1. Проведению реакции мешают нитрит и иодид-ионы NO₂^-, I^-, так как они также образуют кристаллические осадки.

2. Для проведения реакции берут свежеприготовленный раствор нитрона.

Частные реакции нитрит-иона NO₂^-

Описанные реакции для аниона NO₃^- характерны также и для аниона NO₂^-.

Анион NO₂^- можно отличить от аниона NO₃^- следующими реакциями: