3. Открытие анионов II группы

Обнаружение иодид-ионов. К отдельной порции анализируемого раствора прибавляют 2–3 капли 2 н. раствора серной кислоты и несколько капель бензола или хлороформа (органический слой будет сверху). Затем в эту же пробирку по одной капле добавляют хлорную воду, каждый раз хорошо взбалтывая ее содержимое. При наличии в растворе иодид-ионов появится фиолетовая окраска бензольного или хлороформного слоя за счет растворения I₂.

Если добавить слишком много хлорной воды, то окраска не появится из-за дальнейшего окисления I₂ до иодноватой кислоты:

I₂ + 5Cl₂ + 6H₂О = 2HIO₃ + 10HCl

Обнаружение хлорид-ионов. К отдельной порции анализируемого раствора добавляют несколько капель 2 н. HNO₃ до кислой реакции и несколько капель AgNO₃. Образовавшийся осадок отделяют от раствора центрифугированием, промывают дистиллированной водой, после чего к нему добавляют 25%-ный раствор NH₄OH. Тщательно перемешивают содержимое пробирки стеклянной палочкой.

При наличии в растворе иодид-ионов осадок растворяется не полностью. Нерастворившийся осадок AgI отделяют центрифугированием и отбрасывают.

Фильтрат помещают в другую пробирку и добавляют 3–4 капли раствора KBr. Появление обильной мути AgBr указывает на присутствие в исследуемом растворе хлорид-ионов.

4. Открытие анионов III группы

Обнаружение нитрит-ионов. Характерную реакцию на c иодидом в кислой среде можно выполнять разными способами.

Пробирочная реакция. К 2–3 каплям анализируемого раствора добавляют 1–2 капли 2 М HCl или CH₃COOH и 2–3 капли раствора KI. Раствор буреет вследствие выделения I₂. При добавлении 1–2 капель крахмала появляется темно-синяя окраска.

Капельная реакция. На фильтровальную бумагу наносят последовательно каплю раствора крахмала, каплю 2 М CH₃COOH и каплю раствора KI. Капля должна оставаться бесцветной. Вносят каплю анализируемого раствора. Если нитриты присутствуют, то появляется синяя окраска.

Обнаружение нитрат-ионов. Обнаружению мешают анионы . Если присутствие в растворе доказано, то его необходимо предварительно удалить.

Проведение реакции в отсутствие

В тщательно вымытую пробирку добавляют 3–4 капли анализируемого раствора, смачивая им стенки пробирки. Затем по стенке пробирки аккуратно пускают 1 каплю дифениламина, приготовленного на концентрированной серной кислоте (осторожно!). Появление интенсивной синей окраски указывает на присутствие .

Большие количества ионов I^– могут помешать этой реакции за счет проявления побочного аналитического эффекта – коричневого окрашивания.

Проведение реакции в присутствии NO₂^–

К 4 каплям анализируемого раствора добавляют на кончике шпателя мочевину (карбамид), после чего в полученную смесь по каплям прибавляют 2–4 капли раствора H₂SO₄, перемешивая раствор стеклянной палочкой. Через некоторое время отдельную порцию испытывают на нитрит-ион реакцией с KI в присутствии крахмала.

Только убедившись в полноте удаления , открывают реакцией с дифениламином, как описано выше.

Лабораторная работа № 4 Анализ смеси сухих солей

Цель работы: провести анализ предложенной смеси сухих солей на содержание в ней катионов и анионов:

– Проба А – смесь сухих солей, образованных катионами I и/или II аналитических групп и анионами различных групп;

– Проба Б – смесь сухих солей, образованных катионами III аналитической группы и анионами различных групп.

Сущность работы. В качестве контрольной задачи предлагается смесь сухих солей, в состав которой входят изученные ранее катионы и анионы. Поскольку анализ проводится «мокрым путем», то анализируемую смесь пpeждe всего необходимо растворить.

При растворении смесей солей в воде могут протекать химические реакции между различными компонентами смеси. Например, при растворении смеси сухих солей Ba(NO₃)₂ и K₃PO₄ произойдет реакция осаждения:

3Ba²⁺ + 2PO₄^3–  Ba₃(PO₄)₂

а при растворении смеси сухих солей FeCl₃ и NaI – окислительно-восстановительная реакция:

2Fe³⁺ + 2I^–  2Fe²⁺ + I₂ 

Протекание этих реакций усложняет ход анализа, поэтому для выполнения лабораторной работы предлагается специально подобранная смесь сухих солей, полностью растворимая в воде.

После перевода пробы в раствор проводят его анализ на наличие катионов и анионов. Катионы открывают, используя систематический ход анализа, а анионы – дробный. Анализ целесообразно начинать с обнаружения катионов, так как наличие некоторых из них свидетельствует об отсутствии ряда анионов. Следует учесть, что число открытых катионов и анионов может совпадать либо не совпадать. Например, в смеси солей KCl, NaCl, NH₄Cl и MgCl₂ присутствуют 4 катиона и 1 анион.

Выполнение работы. Получают пробу для проведения анализа, записывают ее номер в лабораторный журнал. Описывают внешний вид пробы (окраска кристаллов, расплывание на воздухе).

Растворяют пробу в дистиллированной воде, добавляя ее небольшими порциями и перемешивая раствор стеклянной палочкой. Большой объем воды использовать не следует, поскольку раствор будет сильно разбавленным, что усложнит анализ.

Описывают внешний вид полученного раствора (окраска, прозрачность) и определяют значение рН с помощью универсальной индикаторной бумаги. Далее используют отдельные порции раствора для проведения предварительных испытаний, обнаружения катионов и анионов.

Проба А. Смесь солей, образованных катионами I и/или II аналитических групп и анионами различных групп. Анализ проводят в следующем порядке:

1) предварительные испытания и систематический ход анализа катионов по методике, описанной в работе № 1;

2) вывод по результатам анализа катионов – каких анионов в смеси не может быть, учитывая, что смесь растворилась в воде без остатка;

3) предварительные испытания и дробный ход анализа анионов по методике, описанной в работе № 3. Если сделан вывод об отсутствии ряда анионов, то не следует проводить реакции с целью их обнаружения;

4) окончательный результат анализа.

Проба Б. Смесь солей, образованных катионами III аналитической группы и анионами различных групп. Анализ проводят в следующем порядке:

1) предварительные испытания и систематический ход анализа катионов по методике, описанной в работе № 2;

2) вывод по результатам анализа катионов – каких анионов в смеси не может быть, учитывая, что смесь растворилась в воде без остатка;

3) предварительные испытания и дробный ход анализа анионов по методике, описанной в работе № 3, из которой должны быть исключены все операции с явно отсутствующими анионами;

4) окончательный результат анализа.