3.6.2.Вторая группа анионов

Групповой реагент – AgNO₃ (в присутствии разбавленной НNО₃). Большинство анионов I группы также образуют с нитратом серебра нерастворимые в воде соли, однако все они растворяются в азотной кислоте и обнаружению анионов II группы не мешают.

Реакции хлорид-ионов

Хлорид-ион является анионом сильной хлороводородной кислоты НС1. Большинство хлоридов растворимо в воде. Малорастворимы AgCl, Hg₂Cl₂, PbCl₂, Cu₂Cl₂, основные хлориды сурьмы, висмута и олова.

1. Концентрированная серная кислота при нагревании разлагает сухие хлориды.

H₂SO₄ + NaCl = NaHSO₄ + HCl↑.

Выделяющийся хлороводород может быть открыт по запаху, покраснению влажной лакмусовой бумаги или по образованию дыма (NH₄Cl) около палочки, смоченной раствором аммиака.

2. Нитрат серебра образует с Сl^–-ионами белый творожистый осадок хлорида серебра:

NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃ .

На свету осадок становится серо-фиолетовым, а затем чернеет вследствие выделения элементного серебра:

2AgCl = 2Ag +Cl₂↑.

AgCl легко растворяется при действии веществ, которые связывают Ag⁺ в комплекс – NH₄OH, Na₂S₂O₃, (NH₄)₂CO₃ и KCN, например:

АgС1 + 2NН₄OH = [Ag(NH₃)₂]Cl + 2Н₂O.

При действии на раствор аммиачного комплекса серебра азотной кислоты вновь выделяется осадок АgС1 вследствие разрушения комплекса:

[Аg(NH₃)₂]Cl + 2НNO₃ = АgСl↓ + 2NH₄NO₃ .

Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора, содержащего хлорид-ионы добавляют 2-3 капли раствора AgNO₃ и 2-3 капли 6М раствора HNO₃.Образуется белый творожистый осадок.

3. Реакция с нитратом свинца:

2NaCl + PbNO₃ = PbCl₂↓ + NaNO₃.

Выделяется белый осадок, растворимый в горячей воде.

3.6.3. Третья группа анионов

Характерным общим свойством анионов этой группы является растворимость солей бария и серебра в воде. Группового реагента анионы 3-ей группы (NО₃^-, NO₂^-) не имеют.

Реакции нитрат-ионов

Нитрат-ион является анионом сильной азотной кислоты. НNО₃ является сильным окислителем. Все соли азотной кислоты растворимы в воде за исключением основных солей висмута, ртути и солей некоторых органических оснований. Для обнаружения NO₃^- используют реакции окисления-восстановления.

1. Сульфат железа (II) в присутствии концентрированной H₂SO₄ восстанавливает NO₃^- до NO, который с избытком Fe(II) образует комплексное соединение бурого цвета:

2NaNO₃ + 6FeSO₄ + 4H₂SO₄ = 2NO↑ + 3Fe₂(SO₄) + 4H₂O,

NO + FeSO₄ = [Fe(NO)SO₄].

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю исследуемого раствора, вносят кристаллик FeSO₄ и осторожно каплю концентрированной H₂SO₄. Стараются не перемешивать раствор. В присутствии NО₃^- вокруг кристалла образуется бурое кольцо.

Иодиды и бромиды мешают выполнению реакции, так как в их присутствии выделяются свободные I₂ и Br₂, образующие сходные по окраске кольца. Нитрит-ион тоже дает эту реакцию. Предел обнаружения NO₃^- – 2,5 мкг.

2. Реакция с медью и серной кислотой. Анион NО₃^- восстанавливается металлической медью в присутствии серной кислоты до оксида азота:

8NaNO₃ + 4H₂SO₄ + 3Cu = 2NO↑ + 3Сu(NO₃)₂ + 4Н₂O.

Выделяющийся оксид азота окисляется кислородом воздуха до бурого диоксида NO₂:

NO + O₂ = 2NO₂↑.

Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора, содержащего нитрат-ионы, добавляют несколько капель концентрированной серной кислоты и кусочек меди. Содержимое пробирки нагревают на водяной бане. Бурая окраска выделяющегося NO₂ хорошо заметна на белом фоне.

3. Металлический алюминий или сплав Деварда в сильнощелочной среде восстанавливает NO₃^- до NH₃, который можно обнаружить по посинению влажной универсальной индикаторной бумаги:

3NaNO₃ + 8А1 + 5NaOH + 2H₂O = 3NН₃↑ + 8NaAlO₂ .

Предел обнаружения NO₃^- – 2 мкг. Мешают NH₄⁺ и все анионы, содержащие азот (NO₂^-, SCN^-). Ион аммония можно удалить кипячением с раствором щелочи.

Выполнение реакции. К 3-4 каплям раствора, содержащего нитрат-ионы, добавляют несколько капель 2 М NaOH и 1-2 кусочка металлического алюминия. Пробирку закрывают не очень плотно ватой, поверх которой помещают влажную индикаторную бумагу и нагревают на водяной бане. Индикаторная бумага синеет.

4. Обнаружение ионов NO₂^- и NO₃^- реакцией с антипирином. Антипирин (I) в среде разбавленной H₂SO₄ образует с NO₂^- продукт реакции нитрозирования зеленого цвета – нитрозоантипирин (II). В присутствии нитрат-ионов в среде концентрированной H₂SO₄ в результате реакции нитрования образуется нитропроизводное антипирина темно-красного цвета – нитроантипирин (III).

Выполнение определения. В сухую пробирку помещают 2 капли исследуемого раствора, 3 капли 5%-ного раствора антипирина и 1 каплю концентрированной H₂SO₄. При наличии NO₂^- раствор окрашивается в зеленый цвет. Сюда же добавляют 15 капель концентрированной H₂SO₄, в присутствии NO₃^-, если не взбалтывать раствор, образуется кольцо темно-красного цвета.