Частные реакции анионов третьей группы.

В качестве примера рассмотрим реакции с нитрат-ионом NO₃^-

1. Дифениламин (C₆H₅)₂NH с нитрат-ионом NO₃^- образует интенсивно-синее окрашивание.

Опыт. На чистое и сухое часовое стекло поместите 4—5 капель раствора

дифениламина в концентрированной серной кислоте. Внесите туда же стеклянной палочкой каплю испытуемого раствора и перемешайте. В присутствии аниона NO₃- появляется интенсивно-синяя окраска раствора вследствие окисления дифениламина. Аналогичное окрашивание дает и анион NO₂^- .

Условия проведения опыта.

1. Окислители и иодид-ион I-, который может окисляться серной кислотой

до I2, мешают проведению реакции.

2. Анионы-восстановители S0₃^2-, S^2- и др. также мешают открытию нитрат-нона NO₃^- .

3. Для выполнения реакции лучше брать разбавленные растворы испытуемых веществ.

Заключение.

Установление присутствия тех или иных катионов в исследуемом растворе значительно облегчает обнаружение анионов. Пользуясь таблицей растворимости, можно заранее предсказать наличие в исследуемом растворе отдельных анионов. Например, если соль хорошо растворяется в воде и в нейтральном водном растворе обнаружен катион Ва²+, то этот раствор не может содержать анионы SO₄^2-, CO₃^2-, SO₃^2- .

Определив предварительно присутствие отдельных групп анионов,

обнаруживают их соответствующими групповыми и характерными для них реакциями. В зависимости от присутствия тех или иных анионов и катионов схемы анализа могут быть самыми различными. Например, водный раствор исследуемого вещества имеет нейтральную реакцию. При действии на отдельную пробу его раствором соляной кислоты образуется осадок, который растворяется в горячей воде. Это позволяет сделать вывод, что в растворе присутствует катион Рb²+. Проверяют катион Рb²+ частной реакцией с йодидом калия KI.

Далее обнаруживают анионы. Ими могут быть только анионы третьей группы, так как только они образуют с катионом Рb²+ растворимые в воде соли.

Испытание на анионы первой группы. К 2—3 каплям нейтрального или слабощелочного раствора добавляют 2 капли раствора хлорида бария. Если осадок выпадает, то присутствуют анионы первой группы.

Испытание на анионы второй группы. 2 капли раствора подкисляют 2

каплями 2Н раствора азотной кислоты и добавляют каплю раствора нитрата серебра. Выпадение осадка указывает на присутствие анионов второй группы.

Испытание на анионы третьей группы. Если при испытании на анионы первой и второй групп осадки не выпали, то, возможно, присутствуют анионы третьей группы.

3. Анализ вещества неизвестного состава.

А. Катион не является тяжелым металлом.

Если катион испытуемого вещества не относится к тяжелым металлам, т. е. является катионом первой или второй аналитической группы, то анализ на анионы можно производить без предварительной обработки. В первую очередь нужно определить группу анионов, для чего в две пробирки помещают по 2 капли испытуемого раствора; в одну пробирку добавляют 2 капли раствора хлорида бария BaCl₂ или нитрата бария Ba(NO₃)₂ , а в другую - 2 капли раствора нитрата серебра AgNO₃. По тому, какой из реактивов дает осадок с испытуемым раствором, судят о группе аниона.

1. Осадок образуется с серебряной и бариевой солью. Определяемый анион относится к первой группе.

2. Осадок образуется с серебряной солью, но не образуется с бариевой. Определяемый анион относится ко второй группе.

3. Осадок образуется с бариевой солью, но не образуется с серебряной. Определяемый анион относится к третьей группе.

4. Осадок не образуется ни с бариевой, ни с серебряной солью. Определяемый анион относится к четвертой группе.

Примечание. В случае, если испытуемый раствор достаточно концентрированный, нитрит-ион может дать осадок с нитратом серебра. Поэтому, если испытуемый раствор дает осадок с раствором нитрата серебра, а с раствором бариевой соли не дает (предположение о наличии второй группы анионов), необходимо проверить, не растворяется ли осадок серебряной соли в очень разбавленной азотной кислоте или просто при разбавлении раствора с осадком водой. Если осадок растворяется, то определяемый анион не является анионом второй группы, поэтому необходимо проделать проверочную реакцию на нитрит-ион, чтобы окончательно убедиться в его наличии.

Определив, к какой группе анионов относится анион испытуемого вещества, необходимо проделать проверочные реакции на анионы данной группы. Большое внимание во избежание ошибок необходимо уделить растворимости осадков серебряных и бариевых солей в кислотах или иных растворителях.

Нельзя ограничиваться определением аниона по одной проделанной реакции. Необходимо для подтверждения проделать хотя бы еще одну реакцию, характерную для данного аниона.

Б. Катион испытуемого вещества относится к тяжелым металлам.

В данном случае, прежде чем проводить испытание на анионы, необходимо удалить имеющийся катион, так как он будет мешать многим определениям. Удаление производится с помощью карбоната натрия. К 2 мл раствора, в котором будет производится определение анионов, добавляют раствор карбоната натрия до прекращения выделения осадка. Смесь нагревают на водяной бане в течение 5-7 мин., проверяют на полноту осаждения и центрифугируют. Отбирают прозрачный раствор и делят его на две неровные части. Осадок отбрасывают.

Большую часть фильтрата нейтрализуют разбавленной азотной кислотой, другую (для испытания на четвертую группу) нейтрализуют уксусной кислотой. Нейтрализацию проводят следующим образом. К раствору прибавляют по каплям разбавленную кислоту при постоянном перемешивании. После каждой прибавленной капли проверяют реакцию на лакмус (лакмусовая бумажка должна быть слабо, но отчетливо окрашиваться в красный цвет). Нагревают раствор на водяной бане до полного удаления CO₂. В полученном растворе определяют анион. Для этого сначала в растворе, подкисленном азотной кислотой, определяют группу аниона, проверяют с помощью наиболее характерных реакций присутствие того или иного аниона данной группы. Если анион относится к четвертой группе, то присутствие иона NO^-₂ или NO^-₃ определяют в растворе, подкисленном уксусной кислотой. Зная, что испытуемая соль растворима в воде, можно, пользуясь таблицей растворимости солей, предположить, какие именно анионы могут быть при наличии данного катиона.

Лекция 8 ФХМИ. Аналитические группы анионов.

Составитель: Кузьмина И.Н. 2014г. Страница 8