
- •Головне видавництво видавничого об'єднання «вища школа»
- •Передмова
- •Предмет аналітичної хімії
- •Сучасні завдання аналітичної хімії
- •Методи аналітичної хімії
- •§ 1. Закон діючих мас
- •§ 2. Теорія електролітичної дисоціації
- •§ 3. Концентрація водневих іонів води. Поняття про рН
- •§ 4. Концентрація водневих іонів розчинів кислот і основ
- •§ 5. Гідроліз. Концентрація водневих іонів розчинів солей
- •§ 6. Буферні розчини
- •§ 7. Графічний метод обчислення рН розчину
- •§ 9. Добуток розчинності
- •§ 10. Вплив однойменних іонів на розчинність осадів
- •§ 11. Розчинність осадів у кислотах
- •§ 12. Розчинність осадів при утворенні комплексів
- •§ 13. Осади кристалічні і неявнокристалічні (аморфні)
- •§ 14. Колоїдні розчини
- •Розділ 3. Комплексні сполуки
- •§ 15. Загальні положення
- •§ 16. Комплексні сполуки з неорганічними лігандами
- •§ 17. Комплексні сполуки з органічними лігандами
- •§ 18. Застосування комплексних сполук в аналізі
- •§ 19. Органічні реактиви
- •Розділ 4. Реакції окислення-відновлення
- •§ 20. Загальна характеристика
- •§ 21. Окислювально-відновний потенціал
- •§ 22. Властивості окислювально-відновного потенціалу. Рівняння Нернста
- •§ 23. Окислювальний потенціал і напрям реакцій окислення-відновлення
- •§ 24. Індуктивні реакції окислення-відновлення
- •§ 25. Хроматографічний аналіз. Іонообмінники
- •§ 26. Екстракція. Інші методи розділення
- •§ 27. Аналіз у розчині та сухий метод аналізу
- •§ 28. Макро-, мікро- і напівмікроаналіз. Краплинний, безстружковий і мікрокристалоскопічний методи аналізу
- •§ 29. Чутливість і специфічність реакцій
- •§ Зо. Хімічні реактиви
- •§ 31. Концентрація розчинів
- •§ 32. Техніка роботи в лабораторії якісного аналізу
- •§ 33. Дробний і систематичний методи якісного аналізу
- •§ 34. Класифікація катіонів на аналітичні групи
- •Розділ 7. І аналітична група катіонів
- •§ 35. Загальна характеристика групи
- •§ 36. Натрій
- •§ 38. Амоній
- •§ 39. Магній
- •§ 40. Аналіз суміші катіонів і аналітичної групи
- •Розділ 8. II аналітична група катіонів § 41. Загальна характеристика групи
- •§ 43. Стронцій
- •§ 44. Кальцій
- •§ 45. Аналіз суміші катіонів і і II аналітичних груп
- •Розділ 9. Ill аналітична група катіонів § 46. Загальна характеристика групи
- •§ 47. Алюміній
- •§ 48. Хром
- •§ 50. Марганець
- •§ 51. Цинк
- •§ 52. Кобальт
- •§ 53. Нікель
- •§ 54. Аналіз суміші катіонів III аналітичної групи
- •§ 56. Аналіз суміші катіонів III, II і і аналітичних груп, що містить фосфат-іони
- •Розділ 10. IV аналітична група катіонів
- •§ 57. Загальна характеристика групи
- •Підгрупа срібла
- •§ 59. Свинець
- •§ 60. Ртуть (і)
- •§ 61. Аналіз суміші катіонів підгрупи срібла
- •IV аналітичної групи
- •Підгрупа міді
- •§ 62. Ртуть (II)
- •§ 64. Кадмій
- •§ 65. Вісмут
- •§ 66. Аналіз суміші катіонів IV—і аналітичних груп
- •Розділ 11. V аналітична група катіонів § 67. Загальна характеристика групи
- •§ 69. Сурма
- •§ 70. Олово
- •§ 71. Аналіз суміші катіонів IV і V аналітичних груп
- •Розділ 12. Аналіз рідкісних елементів § 72. Загальна характеристика
- •§ 73. Титан
- •§ 74. Ванадій
- •§ 75. Молібден
- •§ 76. Вольфрам
- •§ 78. Безсірководневі методи якісного аналізу катіонів
- •Розділ 13. Аналіз аніонів § 79. Класифікація аніонів
- •І група аніонів
- •§ 86. Кремнієва кислота і реакції силікат-іонів SiO|—
- •II група аніонів
- •§ 91. Йодистоводнева кислота і реакції йодид-іонів і
- •§ 92. Сірководнева кислота і реакції сульфід-іонів s2-
- •Ill група аніонів
- •§ 94. Азотна кислота і реакції нітрат-іонів імог
- •§ 95. Азотиста кислота і реакції нітрит-іонів n02
- •§ 96. Оцтова кислота і реакції ацетат-іонів сн3соо
- •§ 97. Хлорнувата кислота і реакції гіпохлорат-іонів сюг
- •§ 98. Аналіз суміші аніонів і—III аналітичних груп
- •§ 100. Розчинення речовини і виявлення катіонів
- •§ 101. Виявлення аніонів
- •§ 102. Аналіз металів і сплавів
- •§ 103. Предмет і значення кількісного аналізу
- •§ 104. Визначення основних компонентів і визначення домішок
- •§ 105. Класифікація хімічних методів кількісного аналізу
- •І. Гравіметричий аналіз1
- •§ 106. Суть методу
- •§ 107. Вимоги до осадів у гравіметричному аналізі
- •§ 108. Співосадження
- •§ 109. Умови осадження
- •§ 110. Відокремлення осаду від маточного розчину
- •§ 111. Переведення осаду у вагову форму
- •§ 112. Принцип дії аналітичних терезів
- •§ 113. Правила користування аналітичними терезами і зважування на них
- •Розділ 18. Приклади гравіметричних визначень
- •§ 114. Розрахунки у гравіметричному аналізі
- •0,3115 Г становить 100%;
- •0,5025 Г становить 100%; 0,0874 г » х%,
- •§ 115. Визначення заліза у вигляді оксиду
- •§ 116. Визначення сульфатів у вигляді сульфату барію
- •§ 117. Розділення і визначення кальцію і магнію
- •§ 118. Визначення нікелю в сталях
- •II. Титриметричний аналіз Розділ 19. Загальні положення титриметричного аналізу
- •§ 119. Суть методу
- •§ 120. Концентрація розчинів і розрахунки в титриметричному аналізі
- •§ 121. Приготування робочих розчинів
- •§ 122. Методи непрямого титрування
- •§ 123. Точка еквівалентності
- •§ 124. Установлення точки еквівалентності за допомогою індикаторів
- •§ 125. Мірний посуд
- •§ 126. Перевірка мірного посуду
- •§ 127. Титрування кислотами та основами
- •§ 128. Індикатори методу кислотно-основного титрування (методу нейтралізації)
- •§ 129. Вибір індикаторів при титруванні кислотами та основами
- •§ 130. Криві титрування
- •§ 131. Помилки титрування
- •2NaHc03 ї± н20 -f- c02 -f Na2c03.
- •§ 132. Робочі розчини методу кислотно-основного титрування
- •§ 133. Приклади застосування методу кислотно-основного титрування (методу нейтралізації)
- •§ 134. Криві титрування
- •§ 135. Індикатори методів окислення-відновлення
- •§ 136. Еквівалент у реакціях окислення-відновлення
- •Розділ 22. Перманганатометрія
- •§ 137. Загальна характеристика методу. Приготування робочого розчину перманганату калію
- •§ 138. Визначення заліза
- •§ 139. Визначення пероксиду водню
- •§ 140. Визначення нітритів
- •Розділ 23. Йодометрія
- •§ 141. Загальна характеристика методу
- •§ 142. Приготування робочих титрованих розчинів
- •§ 143. Йодометричне визначення міді
- •§ 144. Йодометричне визначення активного хлору в хлорному вапні
- •B/r. WNa,s203l/NaliS!03јCl " 10°
- •§ 145. Йодометричне визначення сірки
- •Розділ 24. Метод осадження § 146. Загальна характеристика методу
- •§ 147. Індикатори
- •§ 148. Помилки титрування в методі осадження
- •§ 149. Робочі розчини і вихідні речовини методу осадження
- •§ 150. Визначення галогенід-іонів
- •Розділ 25. Методи комплексоутворення
- •§ 151. Загальні положення методів комплексоутворення
- •§ 152. Меркуриметричне визначення хлоридів
- •§ 153. Комплексонометричне визначення твердості води
- •III. Спектрофотометричний і колориметричний методи аналізу Розділ 26. Загальні положення
- •§ 154. Суть методів
- •§ 155. Загальні умови колориметричного визначення
- •§ 156. Закон Бугера—Ламберта—Бера
- •§ 157. Методи вимірювання інтенсивності забарвлення
- •§ 159. Визначення міді в грунтах
- •§ 160. Загальні положення
- •§ 161. Наближене визначення рН
- •§ 162. Безбуферні методи визначення рН
- •§ 163. Буферний метод визначення рН
- •IV. Аналіз різних матеріалів Розділ 29. Аналіз продуктів харчування § 164. Визначення кислотності хліба і молока
- •§ 165. Аналіз грунту і води
- •§ 166. Визначення оксидів кальцію і магнію в доломіті
- •Розділ 31. Аналіз добрив
- •§ 167. Визначення фосфору в суперфосфаті
- •§ 168. Визначення калію в калійних добривах
- •§ 169. Визначення азоту в аміачних добривах
- •Додатки
- •Кислоти
- •Густина розчинів їдких калі і натру
Розділ 11. V аналітична група катіонів § 67. Загальна характеристика групи
До V аналітичної групи катіонів належать іони металів миш'яку, сурми, олова та інших (наприклад, молібдену, вольфраму). Елементи V групи розташовані в другій половині IV і V великих періодів, містяться в IV (олово) і V (миш'як і сурма) групах елементів періодичної системи.
Сульфіди катіонів V аналітичної групи, як і сульфіди катіонів IV групи, не розчиняються в розведених кислотах і осаджуються сірководнем у кислому середовищі. Проте, на відміну від більшості сульфідів катіонів IV групи, сульфіди V групи розчиняються при дії на них сульфідів і полісульфідів лужних металів або амонію. При цьому утворюються тіосолі (сульфосолі). Наприклад:
As2S3 + Na2S = 2NaAsS2; SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3.
Тіосолі можна розглядати як солі кисневих кислот, в яких роль кисню відіграє сірка. Тому і реакції утворення тіосолей схожі на реакції утворення солей кисневих кислот. Так, солі кисневих кислот утворюються при взаємодії оксиду металу з оксидом неметалу (кислотний оксид), тіосолі ж утворюються при взаємодії сульфідів лужних металів або амонію з тіоангідри-дом. Наприклад, реакція
Ma2S + As2S3 = 2NaAsS2 схожа на реакцію
Na20 + As203 = 2NaAsCy
Отже, сульфіди V аналітичної групи відрізняються кислотним характером і їх можна розглядати як тіоангідриди тіокислот. У вільному стані тіокислоти не існують, вони утворюються при взаємодії тіосолі з кислотою і відразу ж розкладаються, виділяючи H2S і відповідний сульфід. Наприклад:
2HAsS2 = H8S + As2Ss.
250
Тіосолі, як і солі кисневих кислот лужних металів і амонію, розчиняються V воді.
Для порівняння в табл. 13 наведено кисневі кислоти, відповідні їм солі й тіосолі катіонів V аналітичної групи.
Відомі також змішані тіосолі, в яких лише частина кисню заміщена атомами сірки, наприклад Na3AsOS3, Na3SbS02 тощо.
Кислотний характер сульфідів катіонів V аналітичної групи випливає, як зазначено вище, з положення цих елементів у періодичній системі.
Таблиця 13. Кисневі кислоти, їх солі і тіосолі катіонів V аналітичної групи
Киснева кислота |
Сіль кисневої кислоти |
Тіосіль |
Олов'яниста |
Гідростаніт натрію |
Тіосіль невідома |
H2Sn02 |
NaHSn02 |
|
Олов'яна |
Станат натрію |
Тіостанат натрію |
H2Sn03 |
Na2Sn03 |
Na2SnS3 |
Метасурм'яниста |
Метастибіт натрію |
Метатіостибіт натрію |
HSb02 |
NaSbO, |
NaSbS2 |
Сурм'яниста |
Стибіт натрію |
Тіостибіт натрію |
H3Sb03 |
Na3Sb03 |
Na3SbS3 |
Метасурм'яна |
Метастибіат натрію |
Метатіостибіат натрію |
HSb03 |
NaSb03 |
NaSbS3 |
Сурм'яна |
Стибіат натрію |
Тіостибіат натрію |
H3Sb04 |
Na3Sb04 |
Na3SbS4 |
Метамиш'яковиста |
Метаарсеніт натрію |
Метатіоарсеніт натрію |
HAs02 |
NaAs02 |
NaAsS2 |
Миш'яковиста |
Арсеніт натрію |
Тіоарсеніт натрію |
HgAsOg |
Na3As03 |
Na3AsS3 |
Метамиш'якова |
Метаарсенат натрію |
Метатіоарсенат натрію |
HAs03 |
NaAsO:i |
NaAsS3 |
Миш'якова |
Арсенат натрію |
Тіоарсенат натрію |
H3As04 |
Na3As04 |
Ka3.\sS4 |
Знаходячись у другій половині великих періодів, вони мають неметалічні властивості, що й зумовлює кислотний характер їх оксидів і сульфідів. Най-сильніше неметалічний характер виявляється в елементів V групи Sb і As, особливо у вищих ступенях їх окислення. Тому й виразніше виявляється кислотний характер у сульфідів Sb2S5 і As2S6. Навпаки, кислотний характер сульфідів олова (елементу IV групи) виявляється тільки в сполуці вищої валентності SnS2. Сульфід олова (II) є основним оксидом, тому з (NH4)2S і Na2S тіосолей не утворює. Ось чому для відокремлення V групи катіонів від IV групи у вигляді тіосолей треба іони Sn2+ окислити в іони SnIv. Окислюють полісульфідом амонію (NH4)2S2, яким звичайно користуються для розчинення сульфідів V аналітичної групи.
Полісульфід амонію добувають збовтуванням розчину сульфіду амонію із сіркою. Утворений при цьому розчин полісульфіду амонію є сумішшю різних сульфідів: (NH4)2S, (NH4)2S2, (NH4)2S3...(NH4)2S9. У цьому розчині є
251
також вільна сірка в розчиненому стані. Проте полісульфід амонію зображують формулою (NH4)2S„ або (NH4)2S2.
Полісульфід амонію —окислювач. Ця його якість зумовлюється тим,
що іони So-, Бз- та інші, так само як іони 0\~ в пероксиді водню, приймають електрони і перетворюються в іони S"-. Наприклад:
О2- = [—О—О-]2- + 2е = 202~;
S;~ = [— S—S—]2~ + 2е = 2S2~.
Вважають також, що полісульфід амонію є окислювачем ще й тому, що розчинена в ньому вільна сірка відновлюється до іонів S ~:
S° -J- 2е = S2~.
Тому при дії полісульфідом амонію на сульфіди миш'яку (III) As.,S3, сурми (III) SboS3 і олова (II) SnS вони окислюються, утворюючи відповідні тіосолі (NH4)3AsS4, (NH4)S SbS4 і (NH4)2 SnS3.
Сульфід міді частково розчиняється в полісульфіді амонію, тому іноді для розчинення сульфідів V групи замість (NH4)2S2 використовують Na2S або K2S. У цьому разі крім сульфідів миш'яку, сурми і олова (IV) розчиняється також і сульфід ртуті (II).
Отже, при дії полісульфіду амонію і сульфіду натрію сульфіди V і IV аналітичних груп катіонів розділяються не повністю. У першому випадку частково мідь, у другому — ртуть (II) переходить у розчин разом з катіонами V групи. Тому що SnS не утворює з Na2S тіосолі, олово (II) залишається в осаді із сульфідами катіонів IV групи. Отже, деякі сульфіди залежно від умов поводять себе по-різному. Це свідчить проте, що різкої межі між основними і кислотними сульфідами не існує.
Сульфід миш'яку (V), маючи більш кислотні властивості, ніж сульфіди сурми і олова, розчиняється навіть у карбонаті амонію \ але не розчиняється в концентрованій соляній кислоті:
As2S5 + З (NH4)2 С03 = (NH4)3 AsS4 + (NH4)3 As03S + 3C02.
Сульфіди сурми і олова розчиняються в концентрованій соляній кислоті. Сірководень, що виділяється під час реакції, відновлює сурму і олово до нижчих ступенів валентності, при цьому частина сульфід-іонів окислюється до вільної сірки. Наприклад:
Sb 2S5 + 6НС1 = 2SbCI3 + 2S + 3H2S.
Сульфіди V групи реагують з азотною кислотою, утворюючи відповідні кислоти: миш'якову, сурм'яну й олов'яну і виділяючи вільну сірку. Наприклад:
3As2S5 + IOHNO3 + 4Н20 = 6H3As04 + 10NO -(- 15S.
1 У процесі реакції утворюється тіосіль (NH4)3AsS4 і тіоокеосіль (NH^AsOsS.
252
При дії на As2S6 концентрованою азотною кислотою утворюється сірчана кислота:
AsaS6 + 40HNO3 = 2H3As04 + 40NO2 + 5H2S04 + 12H20.
Миш'якова кислота добре розчиняється у воді, сурм'яна і олов'яна кислоти у воді не розчиняються. Отже, якщо на сульфіди V груші подіяти азотною кислотою, можна відокремити миш'як від сурми і олова; перший перейде в розчин у вигляді миш'якової кислоти, а сурма й олово у вигляді нерозчинних кислот залишається в осаді.
§ 68. Миш'як
Природні сполуки. Миш'як іноді зустрічається в самородному стані. Найважливіші руди миш'яку: реальгар As2S2 і аурипігмент As2S3. Миш'як міститься також у складі червоного нікелевого колчедану NiAs, кобальтового блиску CoAsS, шмальтину (Co, Ni) As2, арсенопіриту FeAsS та багатьох інших мінералів. У невеликих кількостях миш'як є в усіх цинкових, мідних і залізних рудах. Тому в звичайних сортах цинку, міді, сірчаної кислоти та інших речовин, виготовлених із цих матеріалів, містяться домішки миш'яку.
Властивості. Миш'як — метал сталево-сірого кольору, крихкий, легко розтирається в порошок. Густина його 5,7 • 103 кг/м3. При нагріванні миш'як сублімується і утворює отруйну пару з характерним запахом часнику. При сильному нагріванні на повітрі металічний миш'як згоряє блакитним полум'ям, при цьому утворюється білий дим As203. Миш'як не розчиняється в соляній і розведеній сірчаній кислотах. Він розчиняється в гарячій концентрованій H2S04. При розчиненні виділяється SO,. Гаряча розведена азотна кислота легко розчиняє миш'як; при цьому утворюється метами-ш'яковиста кислота HAs02:
As + 2Н20 — Зі = HAs02 -f ЗН+;
NOJ" + 4Н+ -f ЗІ = NO + 2Н20;
As + N07 + Н+ = HAs02 + NO.
При дії концентрованою азотною кислотою або царською водкою миш'як окислюється до миш'якової кислоти. Наприклад:
As + 5HN03 = H3As04 -f 5N02 + Н20.
Миш'як утворює два оксиди: As203 і As.,05.
Оксид миш'яку (III) As203 є дуже важливою сполукою миш'яку. Він існує в аморфній і кристалічній формах. Незалежно від форми As203 дуже отруйний. Смертельна доза — 60—200 мг. As203 — амфотерний оксид. Розчиняється в лугах і кислотах.
Луги і карбонати лужних металів реагують з As203, утворюючи солі, які називаються арсенітами. Ці солі є похідними мета-і піромиш'яковистої кислот. Так, формула арсеніту натрію NaAs02 (похідна метакислоти), арсеніту амонію — (NH4)4As205 (похідна пірокислоти).
253
Рівняння реакцій розчинення As>03 в лугах і карбонатах лужних металів можна записати так:
2СО^~ + 2Н20 = 2HCOJ- + 20Н~;
Asa03 + 20Н- = 2AsO^ + Н20;
As203 + 2СО|_ + Н20 = 2AsO^ + 2HC(}f,
або
As203 + 2Na2C03 + Н20 = 2NaAs02 + 2NaHC03.
As203 розчиняється в концентрованій НС1, у солянокислому розчині міститься і AsCl3, і HAsOo, що видно з таких рівнянь:
As203 + Н20 *± 2HAs02;
HAs02 + 3HCi «± AsCi3 + 2H20.
У розчині в невеликих кількостях містяться також іони As07 і As3+, які утворюються при дисоціації HAs02 І AsCl3. Збільшення концентрації НС1 сприяє утворенню AsCl3. Із зменшенням концентрації НС1 внаслідок розведення розчину водою збільшується концентрація HAs02.
У розчинах солей миш'яковистої кислоти поряд з іонами AsOF існують, також у рівновазі, іони AsOJj-:
AsO^ + H20 tt As03f+2H+.
Отже, в лужних розчинах арсенітів переважають іони AsO^-, а в кислих — іони AsOJ".
Хлорид миш'яку (III) AsCl3 у водних розчинах легко гідролізує:
AsCI3 + 3H20 & H3As03 + 3HC1.
З наведеного рівняння видно, що у водному розчині хлориду миш'яку містяться іони As3+ і AsO?!-. У сильносолянокислому розчині міститься більше іонів As3+, у слабкокислому розчині переважають іони AsO3-.
Оксид миш'яку (V) As205 — кислотний оксид. З лугами він утворює солі мета- HAs03 І ортомиш'якової H3As04 кислот. Наприклад, NaAs03 — мета-арсенат і Na3As04 — ортоарсенат натрію.
Арсенати лужних металів і гідроарсенати лужноземельних металів розчиняються у воді. Усі інші арсенати у воді не розчиняються, але розчиняються в мінеральних кислотах.
Реакції іонів миш'яку (III). Миш'як (III) перебуває в розчинах у вигляді аніонів AsOiT, As03~. У кислих розчинах, які містять ці аніони, є помітна кількість іонів As3+.
Сірководень H2S не осаджує з нейтральних розчинів сульфіду миш'яку, бо за цих умов утворюється розчинна тіосіль:
Аі61~ + 3HaS == As$l~ + ЗНаО.
254
У 6 н. розчині НС1 сірководень з іонами As02 утворює жовтий осад сульфіду миш'яку (III):
2As07 + 2Н+ + 3H2S = As2S3 + 4Н20,
або
2NaAs02 -f 3H2S + 2НСІ = As2S3 + 2NaCl + 4H20.
Осад сульфіду миш'яку (III) легко розчиняється в розчинах їдких лугів (цим він відрізняється від сульфіду олова (II)), у розчинах карбонатів лужних металів і амонію, в розчинах сульфідів і полісульфідів лужних металів і амонію, у концентрованій HN03 і царській водці. Сульфід миш'яку не розчиняється в концентрованій НС1 (цим він відрізняється від сульфідів олова і сурми). Розчинення сульфіду миш'яку (III) в полісульфіді або карбонаті амонію і в лугах можна зобразити такими рівняннями:
As2S3 + 3S2- = 2AsS^- + S,
або
As2S3 + 3 (NH4)2 S2 = 2 (NH4)3 AsS4 + S; As2S3 + ЗСОз~ = AsS^~ -4- AsO|~ + 3C02,
або
As2S3 -f 3Na2C03 = Na3AsS3 -f Na3As03 + 3C02; As2S3 + 60H~ = AsS|~ -f AsC^~H- 3H20,
або
As2S3 -f 6NaOH = Na3AsS3 -f Na3As03 -f 3H20.
При розчиненні сульфіду миш'яку (III) в концентрованій HN03 сірка й миш'як окислюються і утворюється миш'якова і сірчана кислоти:
1 28
As2S3 + 20Н2О — 28е = 2As04~ + 3SO*- + 40H+ ; N0^- + 2Н+ + є = N02 + Н20;
As2S3 + 28NOJ" + 16Н+ = 2AsQ3- + 3S0*- + 28N02 + 8H20,
або
As2S3 + 28HN03 = 2H3As04 + 3H2S04 + 28N02 + 8H20.
При дії на тіосіль миш'яку кислотою випадає осад сульфіду миш'яку і виділяється сірководень:
2AsS^~ + 6Н+ = As2S3 -f 3H2S,
або
2Na3AsS3 + 6HC1 = As2S3 + 6NaCl -f 3H20.
Тіосульфат натрію Na2S203 з іонами AsCb- в кислих розчинах утворює жовтий осад сульфіду миш'яку:
2AsO|- + 3S20|_ + 6Н+ = As2S3 + 3S0^_ + 3H20,
255
або
2Na3As03 + 3Na,S20:! + 6HC1 = As2S3 -f 3Na2S04 + 6NaCl -f 3H20.
Нітрат срібла AgN03 осаджує з нейтральних розчинів солей миш'яковистої кислоти жовтий осад арсеніту срібла Ag3As03 (на відміну від шоколадно-коричневого осаду арсенату срібла):
Na3As03 + 3AgN03 = Ag3AsOa -f 3NaN03. Осад арсеніту срібла розчиняється в азотній кислоті і аміаку. В останньому випадку утворюються комплексні іони [Ag(NH3)2]+:
Ag3As03 + 6NH3 = 3 [Ag (NH3)2]+ + AsO^",
або
Ag3As03 + 9NH4OH = 3 [Ag (NH3)2] OH + (NH4)3 As03 + 6H20.
Магнезіальна суміш (суміш MgCl2, NH4OH і NH4C1) із солями миш'яковистої кислоти осаду не утворює (на відміну від солей миш'якової кислоти).
Сульфат міді CuS04 в аміачному розчині (аміакат міді) утворює з арсенітами зеленувато-жовтий осад арсеніту міді (II) Cu3 (As03)2 (на відміну від блакитного осаду арсенату міді).
Розчин йоду окислює іони AsC>3~ в As04_; при цьому буре забарвлення, властиве розчину йоду, зникає. Реакція відбувається за рівнянням
AsO^- + І2 + Н20 «± AsO^- + 2І~ -f 2Н+.
Щоб змістити рівновагу вправо, зв'язують іони Н+ добавлянням NaHC03. Отже, рівняння реакції можна записати так:
Na3As03 -f I2 -f 2NaHC03 = Na3As04 + 2NaI + H20 + 2C02.
Водень у момент виділення відновлює миш'як (V) і миш'як (III) до миш'яковистого водню, який із солями срібла або ртуті (II) утворює жовтий або бурий осад.
Виконання реакції. У пробірку вносять 3—5 краплин досліджуваного розчину, алюмінієву стружку і 0,5—І мл 2 н. розчину NaOH. Пробірку затикають ватним тампоном, насиченим розчином ацетату свинцю (для поглинання сірководню). Зверху пробірку закривають фільтрувальним папером, змоченим краплиною розчину AgN03 або HgCl.,. Утворення жовтої або бурої плями на папері вказує на наявність миш'яку.
Реакції іонів миш'яку (V). Миш'як (V) перебуває в розчині виключно
у вигляді аніонів ksO\~ або AsOr (H2AsOr і HAsOT).
Сірководень H2S тільки при тривалому пропусканні його крізь гарячий сильносолянокислий розчин солі миш'якової кислоти осаджує суміш сульфідів миш'яку As2S5, As2S3 і вільну сірку. Сірководень частково відновлює іони AsOil- в AsO.3-, а останні утворюють з H2S осад As2S3. При цьому відбуваються такі реакції:
AsO^~ + H2S = AsO^- -f H20 + S; 2AsO^~ + 3H2S + 6H+ = As2S3 + 6HaO.
256
Осад сульфіду миш'яку (V) розчиняється в лугах, карбонатах лужних металів і амонію, в розчинах сульфідів, полісульфідів лужних металів і амонію, в концентрованій азотній кислоті, в царській водці, але не розчиняється в соляній кислоті.
Сульфід миш'яку (V) As2S6 в полісульфіді амонію і азотній кислоті розчиняється за такими рівняннями реакцій:
As2S5 + 3S2~ = 2AsS^- + 3S,
або
1
40
As2S5 + 3 (NH4)2 S2 = 2 (NH4)3 AsS4 -f 3S. As2S5 -f 28H20 + 40e = 2AsO^_ + 5SOj_ -f 56H+, NOJ- + 2H+ -f і = N02 + H20,
As2S5 + 40NOJ- + 24H+ = 2AsO^_ + 5SO*- + 40NO2 + 12H20. У молекулярній формі:
As2S5 + 40HNO3 = 2H3As04 + 5H2S04 + 40NO, + 12H20.
Тіосульфат натрію Na2S203 з кислих розчинів при нагріванні осаджує сульфід миш'яку (III).
Нітрат срібла AgN03 в нейтральному розчині утворює з іонами AsC>4— осад арсенату срібла Ag3As04 шоколадно-бурого кольору (на відміну від жовтого осаду арсеніту срібла):
• Na3As04 -f 3AgN03 = Ag3As04 + 3NaN03.
Осад арсенату срібла розчиняється в азотній кислоті і аміаку.
Магнезіальна суміш, із солями миш'якової кислоти утворює білий осад MgNH4As04 (цим As04_ відрізняється від арсенітів). Цій реакції заважають іони РО?_.
Молібдат амонію в азотнокислому розчині утворює із солями миш'якової кислоти жовтий осад арсеномолібдату амонію (NH4)3 [As (Mo3O10)4]. Реакція відбувається за таким рівнянням:
H3As04 + 12 (NH4)2 Mo04 + 21HN03 =
= (NH4)3 [As (Mo3O10)4] + 21NH4N03 + 12H20.
Арсеномолібдат амонію не розчиняється в азотній кислоті, але розчиняється в суміші соляної і азотної кислот, а також у лугах і аміаку. В останньому випадку реакція має такий вигляд:
(NH4)S [As (MosO10)4] + 24NH4OH = (NH4)S As04 + 12 (NH4)2 Mo04 + 12H20.
Виконання реакції. До 3—5 краплин досліджуваного розчину добавляють 7—10 краплин 2 н. розчину HN03, 7—10 краплин азотнокислого розчину (NH4)2 Mo04 і нагрівають цю суміш. У присутності іонів миш'яку (V) утворюється жовтий осад. Цій реакції заважають іони РО?-.
Сульфат міді CuS04 в аміачному розчині (аміакат міді) утворює з арсенатами осад Cu3 (As04)2 блакитного кольору.
9 І-1946
257
Йодид калію КІ іонами миш'якової кислоти окислюється до вільного йоду, внаслідок чого розчин буріє. Іони AsO^ відновлюється до AsC>3~. Реакція відбувається в кислому середовищі за рівнянням
AsO;j- + 21- + 2Н+ *± AsO^- + І2 + Н20. У молекулярній формі
Na3As04 + 2KI + 2HC1 <± Na3As03 + І2 + 2KC1 + Н20.
Ця реакція оборотна. Для зміщення рівноваги реакції вправо треба збільшити концентрацію іонів Н+ у розчині.
Виконання реакції. У пробірку вносять 3—5 краплин досліджуваного розчину, добавляють 3—5 краплин розчину КІ, 2—3 краплини 2 н. розчину СН3СООН, 2—3 краплини 1%-го розчину крохмалю, потім суміш збовтують. Забарвлення розчину в синій колір вказує на присутність іонів As04~ в розчині. Окислювачі заважають цій реакції.
Водень у момент виділення відновлює сполуки миш'яку (III) і миш'яку (V) до миш'яковистого водню, який з нітратом срібла утворює сполуку AggAs • 3AgN03 жовтого кольору. Ця сполука розкладається водою. При розкладанні виділяється чорний осад металічного срібла. Реакції відбуваються за такими рівняннями:
1 AsO^-+ 11Н+ + 8е= AsH3 + 4H20; 4 Zn — 2е = Zn2+; 1. AsO;j- + 4Zn + 11H+ = AsH3 + 4Zn2+ + 4H20;
2. 6AgN03 + AsH3 = AsAg3 ■ 3AgN03 + 3H+ + ЗМО";
3. AsAg3 • 3AgN03 + 3H20 = H3As03 + 3HN03 + 6Ag.
Виконання реакції. У пробірку вносять 3—5 краплин досліджуваного розчину, 2—3 гранули цинку, 0,5—І мл 4 н. розчину НС1 (цинк і соляна кислота — без миш'яку). Пробірку затикають ватним тампоном, просоченим насиченим розчином ацетату свинцю (для поглинання можливої домішки сірководню). Зверху пробірку накривають фільтрувальним папером, змоченим краплиною розчину AgN03. У присутності миш'яку через 2—3 хв пляма на папері забарвлюється в темно-жовтий або чорний колір.
Присутність сурми заважає реакції внаслідок утворення SbH3, який також забарвлює папір, змочений розчином AgN03. Тому при застосуванні цієї реакції AsH3 виділяють у лужному розчині. У цих умовах SbH3 не утворюється і реакція стає специфічною реакцією на миш'як.
Виконання реакції. У пробірку вміщують 2—3 гранули цинку (вільного від миш'яку), 3—4 мл 2 н. розчину NaOH і нагрівають вміст пробірки до кипіння. Коли починається реакція, нагрівання припиняють і добавляють у пробірку кілька краплин досліджуваного розчину. Якщо потрібно, вміст пробірки знову нагрівають, поки не почнеться реакція, потім накривають отвір пробірки папером, змоченим краплиною розчину
258
AgN03. У присутності миш'яку через кілька хвилин на папері виникає темна пляма.
Сполуки миш'яку (V) в цих умовах реагують дуже повільно, тому краще спочатку відновити миш'як за допомогою H2S03.