III група аніонів

До III групи аніонів відносяться аніони нітратної кислоти NО₃^-, нітритної кислоти NO₂^- і ін. Солі цих аніонів, в тому числі барієві і срібні, добре розчинні в воді. Групового реагента на аніони III групи немає.

Реакції аніона нітратної кислоти nо3-

Нітратна кислота НNО₃ належить до числа самих сильних кислот і являється в той же час енергійним окисником. Солі HNО₃ називаються нітратами. Всі вони, за виключенням основних солей вісмута і ртуті, легко розчинні в воді. Йон NO₃^- - безбарвний. Відкривають його за допомогою реакцій окиснення-відновлення. Для вивчення реакцій беріть розчин NaNO₃ або КNО₃.

1. Реакція з сульфатом двовалентного заліза

FеSО₄ відновлює йон N0₃^- в кислому середовищі до оксиду азоту:

2NaNO₃ + 6FеSО₄ + 4Н₂SО₄ = 2NО +Na₂SО₄ + 3Fе₂(SО₄)₃ + 4Н₂О

До 2-3 мл розчину FеSО₄ долийте 1-2 мл досліджуваного розчину нітрату і перемішайте. Потім, нахиливши пробірку, влийте в неї обережно по стінці приблизно 1 мл концентрованої Н₂SО₄ так, щоб рідини не змішувались На межі зіткнення шарів Н₂SО₄ та розчину FеSО₄ спостерігайте буре кільце, яке являє собою нестійку комплексну сполуку, що утворює NO з надлишком FеSО₄.

NO + FеSО₄ = [Fе(NO)]SO₄

2. Реакція з алюмінієм (або цинком) і лугом

Металічний алюміній (або цинк) при наявності лугу відновлює йон NO₃^- до аміаку:

3NaNO₃ + 8Аl + 5NaOН + 2Н₂О = 8NaАlO₂ + 3NH₃↑ або

NaNO₃ + 4Zn + 7NaOН = 4Na₂ZnO₂ + NH₃ + 2Н₂О

В пробірку налийте 1-2 мл розчину нітрату і долийте 1-2 мл розчину лугу (молярної концентрації 1 моль/л). Всипте туди ж з кінчика ножа невелику порцію порошку алюмінію або цинку. Якщо реакцію проводять з цинком, то беріть концентрований розчин NaOН (25%). Якщо реакція проходить погано, пробірку злегка нагрійте. Відбувається виділення аміаку, який можна виявити за запахом або за зміною кольору червоного лакмусового папірця. Йон NO₂^-теж дає цю реакцію. Катіон NH₄⁺попередньо видаляють кип’ятінням розчину з лугом.

Реакція аніона нітритної кислоти no2-

Нітритна кислота в вільному стані може існувати лише в холодних розведених водних розчинах, оскільки вона дуже легко розкладається на антідрид і воду:

2HNO₂= N₂О₃ + Н₂O

Солі азотистої кислоти називаються нітритами. Нітрити значно стійкіші, ніж HNO₂. Всі вони добре розчинні в воді (АgNО₂ розчиняється при нагріванні). Аніон NO₂^- - безбарвний. Для вивчення беріть КNО₂ або NaNО₂.

1. Реакція з калій йодидом

В слабокислому середовищі нітрити окиснюють йон J^- до вільного йоду.

2КNО₂ + 2КJ + 2Н₂SО₄ = J₂ + 2NO↑ + 2К₂SО₄ + 2Н₂О

2. Реакція з калій перманганатом

КМnО₄ в кислому середовищі окиснює NO₂^- до NO₃^-:

5КNО₂ + 2КМnО₄ + 3Н₂SО₄ = 5КNО₃ + 2МnSО₄ + К₂SО₄ + 3Н₂О

До 1-2 мл розчину КМnО₄ долийте стільки ж розчину Н₂SО₄^- (С(1/2 Н₂SО₄) = 2 моль/л) і додайте невелику порцію розчину КNO₂. Розчин обезбарвлюється, оскільки йон МnО₄^- переходить в Мn²⁺. Також діють на КМnО₄ і інші відновники: J^-, Вr^-, і т.д.

3. Виділення нітірит-йону

Аніон NO₂^- має багато спільних реакцій з йоном NO₃^- і заважає його відкриттю. Тому NO₂^- видаляють перед відкриттям йона NO₃^-. Досягається це нагріванням розчину нітриту з твердим NH₄Сl.

NaNO₂ + NH₄Cl = N₂↑ + NaCl + 2H₂O

Повноту видалення йонів NO₂^- перевірте реакцією з КMnО₄ або КJ (в кислому середовищі).

Контрольні питання

1. Що лежить у основі аналітичної класифікації аніонів?

2. Які аніони відносяться до першої аналітичної групи. Охарактеризуйте їх властивості.

3. Що являється груповим реагентом на аніони першої групи?

4. Назвати аніони ІІ групи та груповий реагент.

5. Які аніони відносяться до ІІІ аналітичної групи? Охарактеризуйте їх властивості.

Дати відповіді на тестові завдання

6. Аніони – це ...

а) позитивно заряджені частинки;

б) негативно заряджені частинки;

в) нейтральні частинки.

7. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів SО₄^2-:

а) AgNO₃; б) ВаСІ₂; в) Pb(NO₃)₂; г) NаОН.

8. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів СО₃^2-:

а) ВаСІ₂; б) НСІ; в) NаОН; г) AgNO₃.

9. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів SiО₃^2-:

а) ВаСІ₂; б) AgNO₃; в) NаОН; г) НСІ.

10. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів РО₄^3-:

а) NаСІ; б) ВаСІ₂; в) молібденова рідина; г) AgNO₃.

11. На наявність якого аніону вказує виділення газу при дії на його сіль кислотою?

а) SО₄^2-; б) СО₃^2-; в) РО₄^3-; г) SiО₃^2-.

12. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів СІ^-:

а) ВаСІ₂; б) AgNO₃; в) NаОН; г) NН₄ОН.

13. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів І^-:

а) AgNO₃; б) ВаСІ₂; в) розчин хлорної води; г) NН₄ОН.

14. Якими реактивами слід скористатись, щоб виявити наявність у розчині йонів Вr^-:

а) AgNO₃; б) ВаСІ₂; в) NН₄ОН; г) РbСІ₂ .