Лабораторна робота №12 Аналіз суміші і-ііі аналітичних груп аніонів

1. Аналіз суміші аніонів першої – третьої груп

В досліджуваному розчині можуть знаходитись такі аніони: SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, CrO₄^2-, CO₃^2-, C₂O₄^2-, SiO₃^2-, PO₄^3-, F^-, BO₂^-, S^2-, Сl^-, Вr^-, J^-, SCN^-, NO₂^-, NO₃^-, CH₃COO^‾

Попередні випробування

а) до 0,5-1 мл досліджуваного розчину додають .2-3 краплини розчину дифеніламіну. Синє забарвлення вказує на наявність окисників (NO₂^-, NO₃^-, CrO₄^{2 -});

б) до 0,5-1 мл досліджуваного розчину додають 1 мл розчину HCl і по краплинах розчин KMnO₄. Знебарвлення останнього свідчить про наявність відновників ( NO₂^-, S^2-, S₂O₃^2¯, SO₃^2-, C ₂O₄^2-);

в) до 1 мл досліджуваного розчину додають 1 мл розчину HCl. Виділення газу може свідчити про наявність аніонів: SO₃^2¯, S₂O₃^2¯, CO₃^2¯, S^2¯, NO₂^-;

г) до 1 мл досліджуваного розчину додають 0,5 мл розчину NH₃ і розчин BaCl₂. Утворення білого осаду свідчить про наявність аніонів першої групи;

д) до 1 мл досліджуваного розчину додають 1 мл HNO₃ (2 моль/л) і 1 мл AgNO₃ (0,1 моль/л). Утворення осаду свідчить про наяв­ність аніонів другої групи.

Визначення рН розчину

Кисле середовище: немає SO₃^2¯, S₂O₃^2¯, CO₃^2¯, S^2¯, NO₂^-.

У кислому середовищі не можуть бути присутні одночасно J^- і NO₂^-, SCN^- і JО₃^-, J^- і JО₃^-.

У лужному середовищі можуть бути присутні всі аніони крім одночасно JО₃^- і S^2¯.

Визначення аніонів дробним методом

Визначення SO₄^2¯

До 1 мл досліджуваного розчину додають 1 мл розчину BaCl₂. Утворення білого осаду BaSO₄, нерозчинного в 2М НСІ, свід­чить про наявність SO₄^2¯.

Визначення S₂O₃^2¯

До 1 мл досліджуваного розчину додають 1 мл HCl і нагрівають. Утворення жовтого або білого осаду елементної сірки вказyє на наявність тіосульфату.

Визначення CrO₄^2¯

Жовте забарвлення досліджуваного розчину вже може свідчити про наявність СrO₄^2¯. 1 мл досліджуваного розчину під­кислюють 1 мл H₂SO₄ (3 моль/л), додають 1-2 мл H₂O₂, 2-З мл диетилового ефіру і збовтують. Синє забарвлення ефірного шару свідчить про наявність СгO₄^2¯.

Визначення SiO₃^2¯

До 2 мл досліджуваного розчину додають сухий NH₄Cl і нагрівають. Виділення гелю кремнієвої кислоти свідчить про наяв­ність силікату.

Визначення F^-

До 1 мл кислого розчину перекисного комплексу титану TiO(H₂O₂)²⁺ додають 1-2 краплини досліджуваного розчину. Знебарвлення розчину перекисного комплексу титану свідчить про наявніоть фторид-іонів. Знебарвлення Fe(SCN)₃ також свідчить про наявність фторидів.

Визначення BО₂^-

Випаровують досуха 1 мл досліджуваного розчину. Сухий зали­шок змочують концентрованою H₂SO₄, додають 4-5 мл метанолу або етанолу і суміш запалюють. Зелене полум'я вказує на наявність BO₂^-.

Визначення S^2¯

До 1-2 мл досліджуваного розчину додають 1 мл Pb(NO₃)₂ або Сu(NO₃)₂. Утворення чорного осаду свідчить про наявність S^2¯.

Визначення J^- i Br^-

До 1 мл досліджуваного розчину додають 1-2 мл H₂SO₄ (1 моль/л), 1 мл толуолу або хлороформу, 0,5 мл розчину KMnO₄ (0,05 моль/л) (для окислення S^2¯, SO₃^2¯ i S₂O₃^2¯). До одержаної суміші додають декілька краплин хлорної води й збовтуюгь. В присутності J^- шар органічного розчинника забарвлюється у фіолетовий колір. Далі в одержану суміш продовжують додавати по краплинах хлорну воду, постійно збовтуючи. В присутності Вr^- шар органічного розчинника повинен забарвитись у жовтий або бурий колір.

Систематичний хід аналізу

Перед проведенням систематичного ходу аналізу необхідно видалення SiO₃^2- та S^2-. Для цього до 1 – 2 мл досліджуваного розчину додаємо розчин Zn(NH₃)₄²⁺. Осад відкидаємо. Для систематичного аналізу використовуємо фільтрат.

Осадження більшості аніонів I групи

До 2-3 мл досліджуваного розчину додають 1 мл розчину NH₃ і 2-3 мл розчину ацетату кальцію. При цьому осаджуютьоя СaF₂, CaC₂O₄, CaSO₃, CaCO₃, Ca₃(PO₄)₂, CaSiO₃, а в розчині залишаються JO₄^2¯, CrO₄^2¯, S₂O₃^2¯, BO₂^-, a також аніони другої і третьої груп.

Визначення СO₃^2¯ і розділення деяких аніонів першої групи

Осад, що утворився в попередньому випадку, промивають на фільтрі водою і додають до нього 2-3 мл CH₃COOH (6 моль/л). Якщо при цьому виділяється газ, то це свідчить про наявяість CO₃^2¯. При цьому в розчин переходять аніони PO₄^3¯ i SiO₃^2¯, а в осаді залишаються СaF₂, CaC₂O₄, CaSO₃.

Визначення РO₄^3¯

До розчину, який містить SiO₃^2¯ i PO₄^3¯, додають 1-2 мл молібденової рідини (суміш (NH₄)MoO₄ + HNO₃) і нагрівають. В присутності РO₄^3¯ утворюється жовтий осад.

Розчинення осаду в НСl

Осад, що залишився після обробки CH₃COOH (СaF₂, CaC₂O₄, CaSO₃), обробляють НСl (2 моль/л), яка повністю його розчиняє. При цьому аніони F^-, C₂O₄^2¯ i SO₃^2¯ (частково виділяється у вигляді SO₂) переходять у розчин.

Визначення SO₃^2¯

До 1 мл розчину, одержаного в попередньому випадку, додають по краплинах розчин йоду. Знебарвлення цього розчину свідчить про наявність SO₃^2¯.

Визначення C₂O₄^2¯

Кислий розчин, що містить F^-, C₂O₄^2¯ i SO₃^2¯, нагрівають до повного видалення SO₂ (але не до кипіння). До гарячого розчину додають по краплинах розчин KMnO₄ (0,02 моль/л). Знебарвлення цього розчину свідчить про наявність аніону C₂O₄^2¯.

Відділення деяких аніонів першої групи і визначення NO₂^-

До 2-3 мл розчину, одержаному після відділення осаду в п.10, додають 3-4 мл розчину BaCl₂. При цьому в осад переходять ані­они першої групи, а аніони другої-третьої груп і частково S₂O₃^2¯ і ВO₂^¯ залишаються в розчині. До 1 мл цього розчину додають 1 мл концентрованої НСl і кип”ятять до видалення залишків SO₂. Після охолодження розчину додають до нього 1 мл НСl (2 моль/л), 2 мл толуолу або хлороформу, 1 мл KJ (2 моль/л) і збовтують. При наявності NO₂^- шар ор­ганічного розчинника забарвлюється у фіолетовий колір.

Видалення NO₂‾ і визначення NO₃^-

До 3-5 мл розчину,що містить аніони другої-третьої груп, додають 1-2 мл НСl (2 моль/л) і сухої CO(NH₂)₂. Суміш нагрівають до припинен­ня виділення азоту. Після охолодження додають по краплинах розчин дифеніламіну. Синє забарвлення свідчить про наявність йонів NO₃^-.

Осадження аніонів другої групи

До 3-5 мл досліджуваного розчину додають 1 мл HNO₃ (2 моль/л) і 2-3 мл AgNO₃ (5 моль/л). Розчин переміщують і через 5-10 хвилин відфільтровують. При цьому на фільтрі залишається осад: Ag₂S, AgCl, AgBr, AgJ, AgSCN, а в розчин переходять аніони першої і третьої груп.

Визначення CH₃COO^-

До 1 мл розчину, що містить аніони першої і третьої груп додають 1 мл розчину FeCl₃. В присутності ацетат-іону утворюється червоне забарвлення; при нагріванні утворюється бурий осад основних ацетатів заліза.

Визначення Сl^-

До осаду на фільтрі, що містить аніони другої групи додають 2 мл розчину (NH₄)₂CO₃ При цьому в розчин переходить комплекс [Ag(NH₃)₂]Cl, а на фільтрі залишається осад: Ag₂S, AgBr, AgJ, AgSCN. До розчину аміакату срібла додають НNО₃ (6 моль/л) до кислої реакції. Утворення 6ілого осаду свідчить про наявність Сl^-.

Визначення SCN^-

До осаду на фільтрі, що містить Ag₂S, AgBr, AgJ, AgSCN, додають 1-2 мл розчину NH₃. При цьому, в розчин переходить SCN^- і частково Br^-. До одержаного розчину додають HNO₃ (6 моль/л) до кислої реакції і 0,5 мл розчину FeCl₃. Утворення інтенсивно червоного забарвлення свідчить про наявність SCN^-. При наявності бромід-іонів у відсутності SCN^- може з’явитись бурувате забарвлення завдяки утворенню вільного брому, яке не слід плутати з роданідним комплексом заліза.