Лабораторна робота № 4

Тема: Аналітична класифікація аніонів. Аніони І групи

Мета: Ознайомитись з якісними реакціями відкриття аніонів І групи

Знати: розподіл аніонів на аналітичні групи, груповий реагент та реакції відкриття аніонів І групи

Вміти: проводити якісні реакції на аніони І групи

Техніка безпеки: Бути уважним в хімічній лабораторії, проявляти обережність під час роботи з хімічними реактивами і хімічним посудом.

Класифікація аніонів основана на різній розчинності солей Барію та Аргентуму відповідних кислот. Згідно з цієї класифікації всі аніони ділять на три аналітичні групи. Груповими реагентами служать розчини барій хлориду ВаСl₂ і аргентум нітрату АgNO₃.

Аналітична класифікація аніонів

№гр	Аніони	Характеристика групи	Груповий реагент
І	сульфат-йон - SO, карбонат-йон - СО32-, силікат-йон - SiО32-, фосфат-йон - РО43-	Барієві солі труднорозчинні у воді, але розчиняються в кислотах за виключенням ВаSO4	ВаСl2 в нейтральному або лужному середовищі
ІІ	хлорид-йон - СІ-, бромід-йон - Br-, йодид-йон - І-	Срібні солі трудно розчинні у воді і в НNO3	АgNO3.в присутності НNO3
ІІІ	нітрат-йон - NO3- нітрит-йон - NO2-	Барієві і срібні солі розчинні у воді	Групового реагента немає

І група аніонів

До І-ої групи аніонів відносяться аніони: сульфат-йон SO, карбонат-йон СО, силікат-йон SiO, фосфат-йон РО. З катіонами Ва²⁺ вони утворюють солі, нерозчинні у воді, але розчинні в розбавлених мінеральних кислотах (за виключенням ВаSO₄). Тому груповий реагент ВаСl₂ осаджує аніони І групи тільки в нейтральному або слаболужному середовищі.

Солі срібла, що утворюються аніонами І групи, на відміну від ІІ групи, розчиняються в розведеній НNO₃, або навіть в воді (Аg₂SO₄).

Реакції аніона сульфатної кислоти SO

Сульфатна кислота Н₂SO₄ являється сильною двохосновною кислотою. Із її солей, які називаються сульфатами, труднорозчинні ВаSO₄, SrSO₄ , CaSO₄ і PbSO₄. Інші сульфати добре розчинні у воді. Йон SOбезбарвний. Для вивчення реакцій беріть розчин Na₂SO₄ або К₂SO₄.

1. Реакція з барій хлоридом

До розчину солі, що містить йон SO, долийте розчин барій хлориду. Спостерігайте утворення білого дрібнокристалічного осаду ВаSO₄, нерозчинного в кислотах

SO + Ва²⁺ = ВаSO₄↓

2. Реакція з солями свинцю

До розчину солі, що містить йон SO, долийте розчин Рb(СН₃СОО)₂ або Рb(NО₃)₂ . Спостерігайте випадання білого кристалічного осаду РbSO₄

SO + Рb²⁺ = РbSO₄↓

Реакції аніона карбонатної кислоти СО₃^2-

Карбонатна кислота в вільному вигляді невідома. Так як Н₂СО₃ – дуже слабка кислота, розчини карбонатів лужних металів мають лужне середовище. Із середніх солей Н₂СО₃ розчинні в воді тільки солі натрію, калію і амонію.

Йон СО₃^2- - безбарвний. Для реакції беріть розчин Na₂СО₃ або К₂СО₃.

1. Реакція з барій хлоридом

До розчину солі, що містить йон СО₃^2-, додайте розчин ВаСl₂

СО₃^2- + Ва²⁺ = ВаСO₃↓

Спостерігайте випадання білого осаду. Дослідіть розчинність ВаСO₃ в НСІ, в НNО₃ і в СН₃СООН. Напишіть рівняння реакцій.

2. Реакція з кислотами

НСІ і інші кислоти розкладають карбонати з виділенням СО₂ (закипання)

Nа₂СО₃ + 2НСІ = 2NаСІ + СО₂↑+ Н₂О

Налийте в пробірку 1– 2 мл розчину Nа₂СО₃, долийте такий же об’єм розчину НСІ, концентрації 2 моль/л. Швидко закрийте пробірку пробкою з газовідвідною трубкою і пропустіть газ, що виділяється, через вапняну воду. Вода мутніє.

Са(ОН)₂ + СО₂ → Са₂СО₃ + Н₂О

Реакції аніону силікатної кислоти SiО₃^2-

Із солей Н₂SiО₃ розчинні в воді Nа₂SiО₃ і К₂SiО₃, які називають "розчинним склом". Йон SiО₃^2- - безбарвний. Для вивчення реакцій беріть розчин Nа₂SiО₃.

1. Реакція з барій хлоридом

До розчину Nа₂SiО₃ долийте розчин ВаСl₂:

SiО₃^2- + Ва²⁺ = ВаSiО₃↓

Спостерігайте виділення білого осаду силікату барію. Дослідіть розчинність ВаSiО₃ в НСІ. Спостерігайте при цьому виділення драглистого осаду метакремнієвої кислоти Н₂SiО₃. Напишіть рівняння реакцій.

2. Реакція з солями амонію

До розчину Nа₂SiО₃ додайте твердого NН₄СІ, нагрійте суміш. Спостерігайту утворення драглистого осаду силікатної кислоти:

Nа₂SiО₃ + NН₄СІ + 2Н₂О = 2NаСІ + 2NН₃↑ + Н₂SiО₃↓ + 2Н₂О

Реакції йона ортофосфатної кислоти РО₄^3-

Із солей Н₃РО₄, що називаються фосфатами, у воді розчинні лище солі лужних металів і амонію, а також первинні солі лужноземельних металів, наприклад Са(Н₂РО₄)₂. Фосфат йон РО₄^3- - безбарвний. Для вивчення реакцій беріть розчин Nа₂НРО₄.

1. Реакція з барій хлоридом

До розчину Nа₂НРО₄ долийте розчин ВаСІ₂ і спостерігайту утворення білого осаду барій гідрофосфату

НРО₄^2- + Ва²⁺ = ВаНРО₄↓

Перевірте розчинність осаду ВаНРО₄ в сильних кислотах (крім Н₂SО₄), а також в оцтовій кислоті:

ВаНРО₄ + 2НСІ → ВаСІ₂ + Н₃РО₄

2. Реакція з молібденовою рідиною

Молібденова рідина являє собою розчин амоній молібдата в нітратній кислоті. Реактив утворює з йоном РО₄^3- жовтий кристалічний осад фосформолібдата амонію (NН₄)₃РО₄·12МоО₃. Осад розчинний в лугах і аміаці.

Nа₂НРО₄.+ 12(NН₄)₂МоО₄ + 23НNO₃ →

→ (NН₄)₃РО₄ ∙12МоО₃.↓+ 2NаNO₃ + 21 NН₄NO₃ + 12Н₂О

Для проведення реакції налийте в прбірку 2-3 мл молібденової рідини, обережно нагрійте її до 50-60 °С і прибавте по краплинах 0,5 мл розчину Nа₂НРО₄. Надлишку Nа₂НРО₄ слід уникати, оскільки осад в Nа₂НРО₄ розчиняється.