Аналитические реакции сульфит-иона so32-.

Сульфит-ион SO₃^2- и гидросульфит-ион HSO₃^- - анионы двухосновной нестабильной в водных растворах сернистой кислоты H₂S0₃, которая при ионизации по первой стадии является кислотой средней силы (рК₁ = 1,85), а по второй - очень слабой (рК₂ = 7,20). В водных растворах сульфит-ионы бесцветны, подвергаются гидролизу, являются сильными восстановителями (уже в водных растворах они медленно окисляются кислородом воздуха до сульфатов). Однако некоторые сильные восстановители, например, ме­таллический цинк в кислой среде, могут восстанавливать сульфиты до сероводорода H₂S. Сульфит-ион обладает довольно эффективными комплексообразующими свойствами как лиганд.

Средние сульфиты натрия и калия хорошо растворяются в воде, средние сульфиты других металлов, как правило, малорастворимы в воде.

При действии кислот на сульфиты они разлагаются.

Реакция с хлоридом бария (фармакопейная). Сульфит-ионы при взаимодействии с катионами бария образуют белый кристаллический осадок сульфита бария BaS0₃:

Ba²⁺+S0₃^2- = BaS0₃

Осадок растворяется в разбавленных НСI и HN0₃ с выделением га­зообразного диоксида серы S0₂, например:

BaS0₃ + 2НС1 -> S0₂ + ВаС1₂ + Н₂0

Аналогично протекает реакция сульфит-ионов и с хлоридом стронция SrCl₂.

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора сульфита натрия Na₂S0₃ и прибавляют 2-3 капли раствора ВаС1₂. Выпадает белый осадок сульфита бария.

К полученной смеси прибавляют по каплям раствор НС1. Осадок растворяется.

Реакция разложения сульфитов кислотами (фармакопейная). Все сульфиты разлагаются минеральными кислотами с выделением газооб­разного диоксида серы S0₂:

S0₃^2-+2H⁺ ->S0₂+H₂0

Выделяющийся диоксид серы обнаруживают по характерному запаху, а также по обесцвечиванию водного раствора иода или перманганата калия:

S 0₂ +1₂ + 2Н₂0 -> H₂S0₄ + 2HI

5S0₂ + 2KMn0₄ + 2Н₂0 -> K₂S0₄ + 2MnS0₄ + 2H₂S0₄

Разложение сульфитов под действием кислот ускоряется при нагревании и при понижении рН среды.

Реакцию обычно проводят в приборе для об­наружения газов (рис. 16.1), состоящем из двух пробирок (7 и 2). Одна пробирка 1 снабжена пробкой с газоотводной изогнутой стеклянной трубкой, свободный конец которой погружают в раствор (для поглощения выделяющегося газа), которым заполняется другая пробирка-приемник 2. Методика.

Первый вариант. В пробирку 1 с пробкой вносят 6-8 капель раствора сульфита натрия, быстро прибавляют 6-8 капель разбавленной H₂S0₄, сразу же закрывают пробирку пробкой с газоотводной трубкой, свободный конец которой погружают в пробирку-приемник 2, заполненную сильно разбавленным (светло-розового цвета) раствором перманганата калия, подкисленным серной кислотой. Розовый раствор в пробирке-приемнике обесцвечивается.

Второй вариант. В пробирку вносят 5-6 капель раствора сульфита натрия, прибавляют столько же капель раствора НС1 или H₂S0₄ и встря­хивают пробирку с раствором. Постепенно выделяется газообразный ди­оксид серы с характерным запахом.

Реакция с нитратом серебра. Сульфит-ионы дают с нитратом се­ребра AgN0₃ белый осадок сульфита серебра Ag₂S0₃, растворимый при избытке сульфит-ионов с образованием растворимых комплексных

дисульфитоаргентат(I)-ионов [Ag(S₂0₃)₂]^3-:

2Ag⁺+S0₃^2- ->Ag₂S0₃

Ag₂S0₃ +3S0₃^2- -> 2[Ag(S0₃)₂]^3-

При кипячении смеси белый осадок сульфита серебра темнеет за счет выделения оксида серебра Ag₂0:

Ag₂S0₃ -> Ag₂0 + S0₂

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора сульфита натрия и по каплям прибавляют раствор нитрата серебра до выпадения белого осадка сульфита серебра. К образовавшейся смеси по каплям при пере­мешивании прибавляют раствор сульфита натрия до растворения осадка.

В другой пробирке аналогично получают белый осадок сульфита се­ребра и кипятят смесь осадка с раствором. Осадок постепенно становится бурым.

Реакция с перманганатом калия. Сульфит-ион при реакции с пер-манганатом калия КМn0₄ в кислой среде окисляется до сульфат-ионов:

5S0₃^2- +2МnО₄^- +6Н⁺ = 2Mn²⁺ +5S0₄^2- +3Н₂0

При этом розовый раствор перманганата калия обесцвечивается.

В нейтральной среде сульфит-ион при реакции с перманганат-ионом также окисляется до сульфат-иона. Одновременно образуется темный хлопьевидный осадок МпО(ОН)₂:

3S0₃^2- + 2МnО₄^- + 3Н₂0 -> 2МnО(ОН)₂ + 3S0₄^2- + 20Н^-

Методика. В каждую из двух пробирок вносят по 2-3 капли рас­твора сульфита натрия.

В одну пробирку прибавляют 2-3 капли раствора H₂S0₄ и по кап­лям - сильно разбавленный (до светло-розовой окраски) раствор пер­манганата калия. Раствор обесцвечивается.

В другую пробирку добавляют по каплям такой же раствор перман­ганата калия. Выпадает темный хлопьевидный осадок МnО(ОН)₂.

Реакция с раствором иода (фармакопейная). Сульфит-ионы в ней­тральных или слабо кислых растворах окисляются иодом до сульфат-ионов. При этом желтый раствор иода обесцвечивается вследствие вос­становления иода до иодид-ионов:

SO₃^2- +1₂ + Н₂0 = SO₄^2- + 2I^- + 2Н⁺

Аналогично протекает реакция сульфит-иона с бромной водой.

Методика.

а) В пробирку вносят 2-3 капли раствора сульфита натрия, прибав- ляют по каплям раствор уксусной кислоты до нейтральной реакции (по лакмусовой бумажке), затем также по каплям добавляют разбавленный раствор иода (бледно-желтого цвета), который обесцвечивается.

б) В пробирку вносят 2-3 капли раствора сульфита натрия и добав- ляют 2-3 капли раствора иода, который обесцвечивается.

Реакция восстановления сульфит-иона металлическим цинком в ки­слой среде. Сульфит-ион восстанавливается металлическим цинком в кислой среде до сероводорода H₂S. Реакцию можно описать схемой:

S0₃^2- +2H⁺ = S0₂+H₂0

S0₂ +3Zn + 6H⁺ = H₂S+3Zn²⁺ +2H₂0

Выделяющийся газообразный сероводород можно обнаружить по почер­нению фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца(II), вследствие образования черного сульфида свинца PbS:

H₂S + Pb²⁺ = PbS+2H⁺

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора сульфита натрия, прибавляют 2 капли раствора НС1 и немного металлического цинка. В верхнюю часть пробирки помещают полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца. Бумага чернеет.

Другие реакции сульфит-иона. Для открытия сульфит-иона в раство­рах используют также реакции с красителями - фуксином, малахитовым зеленым (обесцвечивание красителя), с дихроматом калия (раствор обес­цвечивается), с нитропруссидом натрия Na₂[Fe(CN)₅NO] (образуются продукты реакции розово-красного цвета), с ацетатом меди(Н) и уксусно­кислым раствором бензидина на фильтровальной бумаге (возникает тем­ное пятно) и др.