7.3.3. Аніони нітрату no3-

Усім реакціям на нітрат, які наведені нижче, заважає нітрит, оскільки він дає такий самий ефект реакції. Тому перед відкриттям нітрату треба упевнитися, що у досліджуваному розчині відсутній нітрит (виконати наведену вище реакцію п. 2 з KІ і п.3 з KMnO₄).

1. Металічна мідь (стружки ) з 2 н. розчином H₂SO₄ не реагує , але якщо у розчині з”являється нітрат, мідь починає розчинятися 3Cu + 2 NO ₃^- + 8H⁺ = 3Cu²⁺ + 2NO + 4H₂O

3Cu + 4H₂SO₄ + 2NaNO₃ = 3CuSO₄ + 2NO  + Na₂SO₄ + 4H₂O

Безбарвний розчин стає блакитним, виділяється NO, який має характерний запах і легко переходить в NO₂, забарвлений у жовто-бурий колір.

2. Металічний алюміній (або цинк) у сильнолужному середовищі відновлює нітрат до амоніаку, який можна виявити за запахом або іншими методами:

NO₃^- + 4Zn + 7OH^- = NH₃ + 4ZnO₂^2- + 2H₂O

3NO₃^- + 8Al + 21OH^- = 3NH₃ + 8AlO₃^3- + 6H₂O

2. Реакція “бурого кільця”: до розчину, який містить нітрат, додають насичений розчин FeSO₄, перемішують і додають конценровану Н₂SO₄ по стінці пробірки так, щоб вона, не перемішуючись, зібралась у нижній частині пробірки. На межі поділу двох шарів утворюється буре кільце – нестійка коплексна сполука FeNOSO₄ темно-бурого кольору:

NO₃^- + 3Fe²⁺ + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

2NaNO₃ +6FeSO₄ +4H₂SO₄ = 2NO + 3Fe₂(SO₄)₃ + Na₂SO₄ + 8H₂O

NO + FeSO₄ = FeNOSO₄

Реакції пп. 1-3 найбільш специфічні для нітратів і тому їх треба знати, але у скороченому курсі якісного аналізу нітрати відкривають менш специфічною реакцією з дифеніламіном.

4. Дифеніламін (C₆H₅)₂NH у концентрованій H₂SO₄ дає з нітратами темно-сине забарвлення на стінках пробірки. Це перетворення (окиснення) відбувається і при дії інших окисників.

Виконання: у чисту пробірку внести 1-2 краплі розчину що містить нітрат, і вилити. До того розчину, який залишився на стінках пробірки, додати розчин дифеніламіну у концентрованій H₂SO₄ (дуже обережно! Не торкатися піпеткою стінок пробірки!). Спостерігати темно-синє забарвлення на стінках пробірки.

АНАЛІЗ СОЛЕЙ

У скороченому курсі якісного аналізу макро- та мікроелементів аналіз невідомої речовини є аналізом простої солі, яка містить тільки один катіон та один аніон і розчинна у воді.Сіль видається у сухому вгляді у день виконання індивідуального завдання.

І. Підготовчі операції. Описати зовнішній вигляд солі (кристалічна форма, колір, гігроскопічність та ін.) і приготувати її розчин у воді у співвідношенні 1:10 – у чисту пробірку насипати частину виданої солі і долити 10 частин дистильованої води, перемішати скляною паличкою. Цією ж паличкою нанести краплину розчину солі на один край універсального індикаторного папірця (жовтого кольору), з іншого краю – краплину дистильованої води, у якій розчиняли сіль. Порівняти зі шкалою рН і визначити, як змінює розчинена сіль рН води. Зменшення рН вказує на гідроліз солі слабкої основи та сильної кислоти, збільшення – на гідроліз солі сильної основи і слабкої кислоти. Незначну зміну рН індикаторним папірцем визначити не можна. Визначення рН розчину солі необхідно перед виконанням багатьох аналітичних реакцій, тому що вони виконуються тільки у певному середовищі.

ІІ. Відкриття катіону солі. Спочатку відкривають аналітичну групу, а вже потім – сам катіон. Реакції виконують у чистих пробірках з невеликими порціями розчину солі.

1.Відкриття катіонів 3-ї групи: До окремої порції розчину солі додати 1 М розчин HCl. Утворення білого осаду вказує на наявність катіонів 3-ї групи. Додати дист.води до 1/3 пробірки, нагріти, злити прозорий розчин у чисту пробірку і додати КІ. Утворення жовтого осаду PbІ₂ вказує на присутність Pb²⁺. Якщо жовтий осад не утворюється, до білого осаду, що утворився з НСІ, додати NН₄OH. Розчинення осаду вказує на Ag⁺.

2.Відкриття катіонів 2-ї групи. Якщо з НСІ білий осад не утворився, до нової порції розчину солі додати 1М розчин Н₂SО₄. Утворення білого осаду вказує на присутність Cа²⁺ або Ва²⁺. (Осад BaSO₄ утворюється миттєво, а для утворення CaSO₄ треба охолодити пробірку під краном з холодною водою і потерти сляною паличкою стінки пробірки). У чисту пробірку взяти нову порцію цього розчину і додати 2 – 3 краплі K₂Cr₂O₇ та 1 – 2 краплі CH₃COONa. Утворення жовтого осаду вказує на присутність Ва²⁺. Якщо Ва²⁺ немає, з новою порцією розчину виконати реакцію на Са²⁺ з (NH₄)₂C₂О₄.

3.Відкриття катіонів 4-ї, 5-ї та 6-ї груп. Якщо з НСІ і Н₂SО₄ осаду не було, треба з новою порцією розчину солі виконати реакції з груповими реактивами 4-ї, 5-ї та 6-ї аналітичних груп катіонів – NаОН та NH₄OH і далі як описано у задачі №2.

4.Відкриття І групи. Якщо з груповими реактивами 2-ї, 3-ї, 4-ї, 5-ї та 6-ї груп осадів не було, в окремих порціях розчину солі відкривають катіони 1-ї групи у певній послідовності: NH₄⁺, K⁺, Na⁺.

ІІІ. Відкриття аніону солі..Спочатку відкривають аналітичну групу, а потім – сам аніон. Не треба шукати аніони, які з уже відкритим катіоном утворюють нерозчинні у воді солі.

1.Відкриття І аналітичної групи аніонів.До нейтрального розчину солі додати ВаСІ₂ (або Ва(NО₃)₂ ). Утворення білого осаду (BaSO₄, BaSO₃, BaCO₃, Ba₃(PO₄)₂ ) вказує на присутність аніону І групи. Перевірити розчинність осаду у сильних кислотах - HCI або HNO₃. Нерозчинність у сильних кислотах вказує на BaSO₄. Але аніон SO₄^2- може утворитися при окисненні SO₃^2-, тому з новою порцією розчину треба виконати реакцію на SO₃^2-. Якщо осад повністю розчиняється у сильних кислотах, треба шукати CO₃^2- або PO₄^3-. Якщо розчин солі кислий (рН 4-5 і менше), і осад після додавання ВаСІ₂ не випадає, додавати по краплині 2M NH₄OH до слаболужної реакції розчину (рН більше 7). Якщо і у цьому випадку білий осад не випадає, аніонів І групи у розчині немає.

2.Відкриття аніонів ІІ аналітичної групи. До нової порції розчину солі додати 1-2 краплі AgNO₃. Утворення світлого осаду (AgCI білий, AgBr блідо-жовтий, AgІ світло-жовтий) вказує на присутність аніону ІІ групи тільки у тому випадку, якщо цей осад не розчиняється у сильних кислотах (HNO₃ розведена). Додати до осаду 4-5 крапель 2 М HNO₃, перемішати, упевнитися у тому, що осад не розчинився (суміш не стає прозорою). З новою порцією розчину виконати реакцію з хлорною водою і визначити, який саме аніон ІІ групи входить до складу солі.

3.Відкриття аніонів ІІІ аналітичної групи. Якщо ні катіони Ва²⁺ , ні катіони Ag⁺ у відповідних умовах не осаджують аніон солі, він належить до ІІІ групи. З окремими порціями розчину солі виконати реакції на СН₃СОО^-, NO₂^- і тільки потім – на NO₃^- - іони.

Визначивши катіон і аніон солі, скласти звіт про роботу і записати відповідь – формулу солі.