Качественный анализ анионов классификация анионов

Анионы классифицируются:

• по отношению к реактивам:

Группа	Анионы	Групповой реагент	Характеристика группы
Первая	SO42-, SO32-, S2O32-, C2O42-, CO32-, B4O72-, PO43-,AsO43-, AsO33-, F-	Хлорид бария в нейтральном или слабощелочном растворе	Соли бария практически нерастворимы в воде
Вторая	Cl-, Br-, I-, CN-,NCS-, S2-	Нитрат серебра в присутствии азотной кислоты	Соли серебра практически нерастворимы в воде и в разбавленной азотной кислоте
Третья	NO2-, NO3-,CH3COO-	Группового реактива нет	Соли бария и серебра растворимы в воде

Фармакопейные аналитические реакции анионов.

Аналитические реакции анионов первой аналитической группы.

Анионы: SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, C₂O₄^2-, CO₃^2-, B₄O₇^2- (BO₂^-), PO₄^3-, AsO₄^3-, AsO₃^3-, F^-. Групповой реагент водный раствор хлорида бария.

SO₄^2- - сульфат-ион:

1) Реакция с катионами бария: образуется белый мелкокристаллический осадок сульфата бария:

Ba²⁺ + SO₄^2- = 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

SO₃^2- - сульфит-ион:

1) Реакция с хлоридом бария: образуется белый кристаллический осадок сульфита бария:

Ba²⁺ +SO₃^2- = 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:

SO₃^2- + 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:

SО₃^2- + I₂ + H₂O = SO₄^2- + 2I^- + 2H⁺

Аналогично протекает реакция сульфит-ионов с бромной водой.

S₂O₃^2- - 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:

S₂O₃^2- + 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⁺ + S₂O₃^2- = 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.

C₂O₄^2- - оксалат-ион:

1) Реакция с катионом кальция: образуется белый осадок оксалата кальция CaC2O4/

Ca²⁺ + C₂O₄^2- = CaC₂O₄

Оксалат кальция растворяется в минеральных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте.

CO₃^2-

1) Реакция с сульфатом магния – образуется белый осадок карбоната магния:

Mg²⁺ + CO₃^2- = 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:

CO₃^2- + 2H₃O⁺ = H₂CO₃ + 2H₂O

HCO₃^- + H₃O⁺ = H₂CO₃ + H₂O

H₂CO₃ = CO₂ + H₂O

Выделяющийся газообразный диоксид углерода обнаруживают по помутнению известковой воды.

B₄O₇^2- (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:

B₄O₇^2- + 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.

PO₄^3- - 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:

PO₄^3- + 3Ag⁺ = Ag₃PO₄

HPO₄^2- + 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:

HPO₄^2- + 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]:

PO₄^3- + 3NH₄⁺ + 12MoO₄^2- + 24H⁺ = (NH₄)₃[PO₄(MoO₃)₁₂] + 12H₂O.

Осадок растворяется в азотной кислоте, в растворах щелочей и аммиака.

AsO₃^3- - 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:

AsO₃^3- + 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):

AsO₃^3- + 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!

AsO₄^3- арсенат-ион:

1) Реакция с нитратом серебра – арсенаты образуют с AgNO₃ аморфный осадок арсената серебра Ag₃AsO₄ шоколадного цвета:

AsO₄^3- + 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:

AsO₄^3- + 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:

2AsO₄^3- + 5S^2- + 16H⁺ = As₂S₅ + 8H₂O

Осадок растворяется в растворах аммиака, в щелочах, азотной кислоте (конц), но не растворяется в хлороводородной кислоте.