3.Аналитические реакции анионов первой группы.

3.1. Реакции обнаружения анионов первой группы

Групповым реагентом на анионы первой аналитической группы яв­ляется, как было указано выше, водный раствор хлорида бария ВаС1₂, с которым анионы данной группы образуют осадки соответствующих ба­риевых солей, малорастворимые в нейтральных или слабо щелочных водных растворах. Поэтому реакции с групповым реагентом и проводят в нейтральной или слабо щелочной среде. Осадки бариевых солей рассмат­риваемых анионов растворяются в минеральных кислотах, за исключени­ем сульфата бария BaS0₄.

Карбонат ВаС0₃, тетраборат ВаВ₄0₇, ортофосфат, Ва₃(Р0₄)₂ и арсенат Ba₃(As0₄)₂ растворимы и в уксусной кислоте.

Катионы серебра Ag⁺ также дают осадки солей серебра с анионами первой группы, за исключением фторид-аниона F^-, поскольку фторид серебра AgF растворим в воде. Эти осадки растворяются в азотнокислом растворе, в отличие от солей серебра анионов второй аналитической группы. Соли свинца анионов первой группы также нерастворимы в воде, за исключением тетрабората и периодата.

Анионы первой аналитической группы в водных растворах бесцвет­ны. Первая группа включает как анионы-окислители (As0₄, иногда также СrO₄^2-, Сг₂O₇^2-), так и восстановители (AsO₃^3-,S₂O₃^2-, SO₃^2-, С₂О₄^2-). Под действием минеральных кислот анионы «летучих» кислот (СО₃^2-, SO₃^2- и S₂O₃^2-) разрушаются с выделением газообразных С0₂ или S0₂.

Аналитические реакции сульфат-иона S0₄^2-.

Сульфат-ион - анион сильной двухосновной серной кислоты H₂S0₄ (рК₂ = 1,94). В вод­ных растворах бесцветен, практически не гидролизуется, обладает окис­лительными свойствами, которые, однако, в разбавленных растворах обычно не реализуются. Сульфат-ион как лиганд образует сравнительно малостойкие сульфатные комплексы металлов.

Сульфаты аммония и многих металлов хорошо растворяются в воде. Сульфата кальция, стронция, бария, свинца(II) малорастворимы в воде, что широко используется в химическом анализе.

Реакция с катионами бария (фармакопейная). Сульфат-ионы при взаимодействии с катионами бария Ва²⁺ образуют белый мелкокристал­лический осадок сульфата бария BaS0₄:

Ba²⁺+S0^2- ->BaS0₄

Осадок не растворяется в минеральных кислотах, за исключением концентрированной H₂S0₄, в которой он частично растворим с образова­нием Ba(HS0₄)₂:

BaS0₄ +H₂S0₄ -> Ba(HS0₄)₂

Если в растворе присутствует перманганат калия КМп0₄, то осадок сульфата бария окрашивается в фиолетово-красный цвет за счет адсорб­ции перманганат-ионов Мп0₄^- на осадке.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора сульфата натрия Na₂S0₄ (или другого растворимого сульфата), прибавляют каплю разбав­ленного раствора НС1 и 2-3 капли раствора ВаС1₂. Выпадает белый оса­док сульфата бария.

Реакция с катионами свинца. Сульфат-ион дает с катионами свинца РЬ²⁺ белый кристаллический осадок сульфата свинца PbS0₄:

Pb²⁺+S0₄^2- =PbS0₄

Осадок частично растворяется в минеральных кислотах; растворяет­ся в щелочах и в водных растворах ацетатов натрия CH₃COONa или ам­мония CH₃COONH₄, с образованием комплексных соединений.

Растворение в щелочах:

PbS0₄ + 4NaOH = Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂S0₄

Комплексам, образующимся при растворении сульфата свинца в растворах ацетатов натрия и аммония, различные исследователи припи­сывают неодинаковый состав.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора сульфата натрия и прибавляют 2—3 капли раствора нитрата свинца Pb(N0₃)₂. Выпадает белый осадок сульфата свинца.

Реакция с родизонатом бария. Сульфат-ионы при взаимодействии с красным родизонатом бария разрушают его с образованием сульфата ба­рия, вследствие чего красный родизонат бария обесцвечивается:

Ва²⁺ + SO₄^2- = BaS0₄ +

родизонат бария родизонат-анион — остаток

родизоновой кислоты H₂C₆H₆

Реакция высокочувствительна: предел обнаружения 5 мкг. Реакцию обычно проводят капельным методом на фильтровальной бумаге.

Методика. На листок фильтровальной бумаги наносят каплю рас­твора хлорида бария ВаС1₂ и 1 каплю раствора родизоната натрия Na₂C₆0₆ или родизоновой кислоты Н₂С₆0₆. На бумаге возникает красное пятно родизоната бария. На это пятно наносят 1-2 капли раствора, со­держащего сульфат-ионы (разбавленной серной кислота или раствори­мых сульфатов). Пятно обесцвечивается.

Некоторые другие реакции сульфат-ионов. Сульфат-ион открывают также реакциями с некоторыми органическими реагентами - сульфанозо III и солями бария, с карбонатом бария и фенолфталеином в нейтраль­ной среде и т. д.