Тема 5: Класифікація аніонів

План

1. Аналітичні реакції відкриття аніонів І аналітичної групи

Література [1], стор. 146 - 150

2. Аналітичні реакції відкриття аніонів ІІ аналітичної групи

Література [1], стор. 151 - 154

3. Аналітичні реакції відкриття аніонів ІІІ аналітичної групи

Література [1], стор. 155 - 158

4. Якісний аналіз речовини невідомого складу

Література [1], стор. 160 - 162

Методичні поради до вивчення теми

Класифікація аніонів основана на різній розчинності солей Барію та Срібла відповідних кислот. Згідно зцієї класифікації всі аніони ділять на три аналітичні групи. Груповими реагентами служать розчини барій хлориду ВаСl₂ і аргентум нітрату АgNO₃.

І аналітична група

До І-ої групи аніонів відносяться аніони: сульфат-йон SO , карбонат-йон СО , сілікат-йон SiO , фосфат-йон РО . З катіонами Ва²⁺ вони утворюють солі, нерозчинні у воді, але розчинні в розбавлених мінеральних кислотах (за виключенням ВаSO₄). Тому груповий реагент ВаСl₂ осаджує аніони І групи тільки в нейтральному або слаболужному середовищі.

Реакції аніона сульфатної кислоти SO

1. Реакція з барій хлоридом: якщо до розчину, що містить йон SO , додати розчин барій хлориду утворюється білий дрібнокристалічний осад ВаSO₄, нерозчинний в кислотах

SO + Ва²⁺ = ВаSO₄↓

2. Реакція з солями свинцю: при додаванні до розчину, що містить йон SO , розчину Рb(СН₃СОО)₂ або Рb(NО₃)₂ утворюється білий кристалічний осад РbSO₄

SO + Рb²⁺ = РbSO₄↓

Реакції аніона вугільної кислоти СО₃^2-

1. Реакція з барій хлоридом:

СО₃^2- + Ва²⁺ = ВаСO₃↓

Спостерігається випадання білого осаду.

2. Реакція з кислотами: кислоти розкладають карбонати з виділенням СО₂ (закипання)

Nа₂СО₃ + 2НСІ = 2NаСІ + СО₂↑+ Н₂О

Реакції аніону силікатної кислоти SiО₃^2-

1. Реакція з барій хлоридом:

SiО₃^2- + Ва²⁺ = ВаSiО₃↓

Спостерігається випадання білого осаду.

2. Реакція з солями амонію: якщо до розчину Nа₂SiО₃ додати твердий NН₄СІ і суміш нагріти, спостерігається утворення драглистого осаду силікатної кислоти

Nа₂SiО₃ + NН₄СІ + 2Н₂О = 2NаСІ + 2NН₃↑ + Н₂SiО₃↓ + 2Н₂О

Реакції йона ортофосфатної кислоти РО₄^3-

1. Реакція з барій хлоридом: при додаванні до розчину Nа₂НРО₄ розчин ВаСІ₂ спостерігається утворення білого осаду барій гідро фосфату

НРО₄^2- + Ва²⁺ = ВаНРО₄↓

2. Реакція з молібденовою рідиною: молібденова рідина являє собою розчин амоній молібдата в нітратній кислоті. Реактив утворює з йоном РО₄^3- жовтий кристалічний осад фосформолібдата амонію (NН₃)₂РО₄·12МоО₃, Осад розчинний в лугах і аміаці.

ІІ аналітична група

До ІІ-ої групи аніонів відносяться аніони безкисневих кислот: Cl^-, Br^-, I^-, S^2-. Груповим реагентом на ці аніони являється АgNO₃. Барієві солі цих аніонів розчинні у воді.

Реакції аніона хлоридної кислоти СІ^-

1. Реакція з нітратом срібла: при додаванні до розчину, що містить йони СІ^-, розчину АgNO₃ утворюється білий творожистий осад АgСІ

Cl^- + Аg⁺ = АgСІ↓

Осад поступово темніє на світлі через виділення вільного срібла.

Реакції аніона бромідної кислоти Br^-

1. Реакція з нітратом срібла:

Br^- + Аg⁺ = АgBr↓

Спостерігається утворення жовтуватого розчину броміду срібла.

2. Реакція з хлорною водою: хлор окислює йони Br^- до вільного Br₂, який забарвлює розчин в жовто-бурий колір

2NН₄Br + СІ₂ = 2NН₄СІ + Br₂

Реакції аніона йодидної кислоти І^-

1. Реакція з нітратом срібла:

І^- + Аg⁺ = АgІ↓

Спостерігається утворення блідо-жовтого осаду АgІ.

2. Реакція з хлорною водою: хлорна вода легко витісняє йод із йодида, якщо при цьому до розчину додати бензол, спостерігається забарвлення шару бензолу в малиновий колір

КІ + СІ₂ = І₂ + 2КСІ

3. Реакція з калій нітритом: КNО₂ окиснює І^- в кислому середовищі до І₂

2КІ + 2КNО₂ + 2Н₂SO₄ = І₂ + 2NО↑ + 2К₂SO₄ + 2Н₂О

Утворений йод забарвлює розчин в бурий колір або випадає в вигляді чорного осаду.

ІІІ аналітична група

До ІІІ групи аніонів відносяться аніони нітратної кислоти NO₃^- і нітритної кислоти NO₂^- та ін. Солі цих аніонів, в тому числі барієві і срібні, добре розчинні у воді. Групового реагенту на аніони ІІІ групи немає.

Реакції аніона нітратної кислоти NO₃^-

1. Реакція з сульфатом двовалентного заліза: FеSО₄ відновлює іон N0₃^- в кислому середовищі до оксиду азоту:

2NaNO₃ + 6FеSО₄ + 4Н₂SО₄ = 2NО +Na₂SО₄ + 3Fе₂(SО₄)₃ + 4Н₂О

На межі зіткнення шарів Н₂SО₄ та розчину FеSО₄ спостерігайте буре кільце, яке являє собою нестійку комплексну сполуку, що утворює NO з надлишком FеSО₄.

NO + FеSО₄ = [Fе(NO)]SO₄

2. Реакція з алюмінієм (або цинком) і лугом: металічний алюміній (або цинк) при наявності лугу відновлює іон NO₃^- до аміаку

3NaNO₃ + 8Аl + 5NaOН + 2Н₂О = 8NaАlO₂ + 3NH₃↑ або

NaNO₃ + 4Zn + 7NaOН = 4Na₂ZnO₂ + NH₃↑+ 2Н₂О

Відбувається виділення аміаку, який можна виявити за запахом або за зміною кольору червоного лакмусового папірця.