6.7.1. Методи ідентифікації іонів no3-

Виявлення за допомогою дифеніламіному.

Дифеніламін окиснюється нітратною кислотою до іміну – дифенілбензидину фіолетового (ІІ), і з’являється інтенсивно синє забарвлення. Проміжним продуктом реакції є безбарвний N,N'-дифенілбензидин (І):

Межа виявлення NO₃^- – 0,07 мкг. Виявленню заважають окисники: NO₂^-, MnO₄^-, Cr₂O₇^2-, Fe³⁺, ClO₃^- і інші, які діють аналогічно. Якщо присутній І^-, то Н₂SО₄ окиснює його до І₂ і при великих кількостях йодиду забарвлення продукту окиснення дифеніламіну маскується.

Методика. На сухе і чисте предметне скельце наносять 2-3 кр. дифеніламіну в концентрованій H₂SO₄ і 1-2 кр. розчину, що містить NO₃^--іон. З’являється синє забарвлення.

Дія сульфату феруму(ІІ).

Cульфат заліза(ІІ) в присутності концентрованої H₂SO₄ відновлює NO₃^- до NO₂^--іона, який з надлишком Fe(ІІ) утворює комплексний іон [Fe(H₂O)₅NO]²⁺ коричневого кольору:

6Fe²⁺ +2NO₃^- + 8H⁺ = 6Fe³⁺ + 2NO + 4H₂O,

Fe(H₂O)₆²⁺ + NO = Fe(H₂O)₅NO²⁺ + H₂O.

В цьому комплексі ферум має ступінь окиснення +1, а лігандом є іон нітрозонію NO⁺. Забарвлення зумовлене смугою перенесення заряду в системі FeNO. Межа виявлення NO₃^- – 2,5 мкг.

Виявленню NO₃^- заважають іони NO₂^-, I^-, Br^-, SCN^-, аніони-окисники – IO₃^-, ClO₃^- та аніони-відновники – SO₃^2-, S₂O₃^2-, S^2-.

Методика. На предметне скельце наносять краплю досліджуваного розчину, кристалик FeSO₄7H₂O і обережно краплю концентрованої H₂SO₄. Якщо розчин не перемішувати, то навколо кристалика утворюється коричневе кільце.

Відновлення NO₃^--іона.

а) Відновлення до NO₂^--іона. Цинк в нейтральному чи оцтовокислому розчині відновлює NO₃^- до NO₂^-:

NO₃^- + Zn + 2CH₃COOH = NO₂^- + Zn²⁺ + 2CH₃COO^- + H₂O .

Іон NO₂^- можна виявити методами, що описані в 6.7.2.

б) Відновлення NO₃^--іона до NH₃. В лужному розчині такі метали, як цинк, алюміній і магній відновлюють NO₃^- до аміаку:

3NO₃^- + 8Al + 5OH^- + 18H₂O = 3NH₃↑ + 8Al(OH)₄^- .

Аміак виявляють за допомогою паперу, змоченого фенолфталеїном чи червоного лакмусового паперу в "газовій камері". Межа виявлення NO₃^- – 2 мкг.

Заважають NH₄⁺, NО₂^-, SСN^-. Можна видалити NH₄⁺ кип’я-тінням з розчином лугу.

Методика. До 3-4 кр. розчину, що містить нітрат-іон, додають 2-3 кр. 2М NaOH і 1-2 кусочки металічного алюмінію чи магнію. Пробірку нещільно закривають ватою, на яку зверху кладуть смужку фільтрувального паперу, змоченого фенолфталеїном, і нагрівають на водяній “бані”. Папір стає червоним.

6.7.2. Методи ідентифікації іонів no2-

Дія кислот.

Кислоти розкладають нітрити з утворенням коричневого NO₂:

2NO₂^- + 2H⁺ = HNO₂ ;

2HNO₂ = NO₂↑ + NO↑ + H₂O .

Взаємодія з йодидом калію.

Йодид калію в слабкокислих розчинах окиснюється нітритом до вільного йоду:

2NO₂^- + 2I^- + 4H⁺ = 2NO↑ + I₂ + 2H₂O .

Виявленню заважають інші окисники з достатньо високим стандартним редокс-потенціалом, наприклад, MnO₄^-, CrO₄^2-, AsO₄^3-, Fe(CN)₆^3- і ін, а також сильні відновники – SO₃^2-, S₂O₃^2-, S^2-.

Методики.

1. До 2-3 кр. розчину, що містить іон NO₂^-, додають 1-2 кр. розчину 2 М СН₃СООН чи HCl і 2-3 кр. розчину KI. Розчин стає коричневим внаслідок утворення вільного I₂. Якщо додати 1-2 кр. розчину крохмалю, то розчин синіє.

2. На фільтрувальний папір наносять послідовно 1 кр. розчину крохмалю, 1 кр. 2 М розчину СН₃СООН і 1 кр. розчину KI. В результаті нанесення цих реагентів папір не повинен забарвлюватися. Якщо нанести краплю досліджуваного розчину, що містить іон NO₂^-, то з’являється синє забарвлення.

Дія KMnO₄.

Перманганат калію в середовищі H₂SO₄ окиснює NO₂^- до NO₃^-:

5NO₂^- + 2MnO₄^-+ 6Н⁺ = 5NO₃^- + 2Mn²⁺ + 3H₂O.

За надлишку NO₂^- розчин MnO₄^- знебарвлюється. Заважають відновники (I^-, Br^-, SCN^-, SO₃^2-, S₂O₃^2-) і великі кількості Cl^-, тому при аналізі суміші аніонів всіх трьох груп NO₂^- виявляють після відокремлення аніонів І і ІІ груп.

Методика. До 2-3 кр розчину KMnO₄ додають 1-2 кр. 1 М розчину H₂SO₄ і декілька крапель розчину, що містить NO₂^--іони. Розчин трохи нагрівають і спостерігають за його знебарвленням.

Дія реагенту Гріса.

Реактив Грісса (розчин, що містить сульфанілову кислоту та 1-нафтиламін, або суміш твердих компонентів) з іоном NO₂^- утворює продукт червоного кольору.

В присутності NO₂^--іона сульфанілова кислота (4-аміно-бензолсульфокислота) діазотується і утворюється безбарвна сіль діазонію:

Внаслідок азосполучення солі діазонію з 1-нафтиламіном утворюється червоний азобарвник:

Сильні окисники руйнують реактив і заважають виявленню. Вплив Fe³⁺ усувають маскуванням його за допомогою NaF чи винної кислоти.

Якщо відсутній NO₂^--іон, то реакцію можна використати для виявлення NO₃^--іона після попереднього його відновлення до NO₂^- цинковим порошком в середовищі 2 М СН₃СООН.

Способи видалення іонів NO₂^-.

В практиці аналізу часто виникає потреба видалити іон NO₂^-. Для цього є декілька способів:

1) обережним нагріванням розчину, що містить NO₂^-, з твердою сіллю амонію:

NO₂^- + NH₄⁺ = N₂ + 2H₂O ;

2) дія сечовини в кислому середовищі:

2NO₂^- + CO(NH₂)₂ + 2H⁺ = 2N₂ + CO₂ + 3H₂O ;

3) за допомогою амідосульфонової кислоти:

HNO₂ + H₂NSO₃H = N₂ + H₂SO₄ + H₂O ;

4) за допомогою азиду натрію:

HNO₂ + NaN₃ = N₂ + NaOH + N₂O↑ .