Розділ 8 Якісний аналіз аніонів

Приклади розв 'язку задач

Приклад.Запропонуйте хід аналізу суміші аніонів: NO₂^-, NO₃^-, I^-, Вr^-. Напишіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть умови їх виконання, аналітичні ефекти, заважаючі йони.

Розв 'язок:

Аналіз аніонів виконують після виявлення катіонів. Тому перш за все виконують аналітичну операцію одержання "содової витяжки". Досліджувану суміш кип'ятять з насиченим розчином Na₂СОз. Катіони II, IIІ, V, VI аналітичних груп, якщо вони присутні в досліджуваному розчині, утворюють осад відповідних оксидів, карбонатів, гідроксидів або основних солей. Після центрифугування і відокремлення одержаного осаду в фільтраті залишаються аніони та катіони І, IV аналітичних груп.

Досліджуємо одержаний лужний фільтрат на наявність іонів NO₂^-, NO₃^-. Для цього до окремої порції фільтрату додають розчин розведеної НС1 до кислої реакції і вводять кристалічний антипірин. Спостерігають смарагдово-зелене забарвлення:

H⁺ + NO₂^- = HNO₂

NO₃^- іони не заважають виявленню NO₂^- цим реагентом.

Перш ніж виявляти іони NO₃^-, необхідно з фільтрату видалити іони NO₂^-, оскільки вони заважають їх визначенню. До окремої порції лужного фільтрату додають кристалічний NH₄СІ і нагрівають до повного видалення N₂:

NO₂^- + NH₄⁺ → N₂ + 2Н₂О

Повноту видалення NO₂^- перевіряють реакцією з калій йодидом в кислому середовищі:

2NO₂^-+ 4Н⁺ + 3I^- → 2NO +2Н₂О + [І₃]^-

Оскільки виявленню NO₃^- можуть заважати іони I^-, Br^- - іони, розчин, одержаний після видалення NO₂^- іонів, нейтралізують розведеною азотною кислотою і визначають за допомогою групових реагентів аніони яких груп присутні в розчині. При дії групового реагенту на першу групу (розчин барію хлориду) нічого не спостерігають. При дії групового реагенту на другу групу аніонів (АgNO₃в HNO₃) спостерігають утворення осаду жовтого кольору, що свідчить про відсутність S^2- і можливу присутність Cl^-, I^-, Br^-:

Аg⁺ + Cl^- → АgС1 (білий)

Аg⁺ + I^-→ АgI (жовтий)

Аg⁺ + Br^- → АgBr (блідо-жовтий)

Отже, в розчині присутні аніони II групи. Осад досліджуємо на наявність СІ^-. Для виявлення СІ^- осад, одержаний після додавання групового реагенту, обробляють розчином аміаку і в одержаному фільтраті виявляють СІ^- -йони. Оскільки вони відсутні, то підкислення одержаного фільтрату розчином HNO₃ не зумовлює утворення осаду АgС1.

Видаляємо I^- та Br^- - йони дією хлорної води в присутності НС1 до повного видалення I₂ і Вr₂:

С1₂ + 2I^-→ 2Сl^- + І₂

С1₂ +2Br^- → 2Сl^- + Вг₂

При цьому І₂ і Вг₂ екстрагуються хлороформом, а в водному розчині залишаються іони NO₃^-. Відділяємо забарвлений хлороформний шар і проводимо аналіз водного розчину. Додаємо кристалик заліза (II) сульфату і концентровану сірчану кислоту (реакцію виконують на предметному склі). Спостерігаємо утворення бурого кільця, що вказує на присутність NO₃^- іонів:

ЗFе²⁺ + NO₃^- + 4Н⁺ →NO↑ + 2Н₂О + 3Fе³⁺

SО₄^2- + Fе²⁺ + NO↑ → [Fe(NO]SО₄

До третьої групи аніонів крім NO₂^- i NO₃^- йонів входять СНзСОО^- — йони. їх виявляють з допомогою розчину FеСl₃. Оскільки червоне забарвлення розчину не спостерігається, роблять висновок про відсутність ацетат-іонів.

Досліджуємо хлороформний екстракт. Він забарвлений в червоно-фіолетовий колір, що вказує на присутність в ньому йоду. Червоно-буре забарвлення брому маскується червоно-фіолетовим і тому для виявлення Вr^- іонів продовжуємо додавати до хлороформного екстракту хлорну воду поки червоно-фіолетове забарвлення хлороформного шару не зникне внаслідок повного окислення йоду до безбарвних іонів ІО₃^-:

І₂ + 5С1₂ + 6Н₂О → ІО₃^- + 10Сl^- + 12Н⁺

При цьому шар хлороформу забарвлюється в характерний для брому червоно— бурий колір. При незначному надлишку хлорної води Вr₂ окислюється до ВrСІ світло-жовтого кольору.