7.1 Экспериментальная часть

Реакции сульфат-иона

7.1.1 Реакция с хлоридом бария

В три пробирки помещают по 2 – 3 капли раствора Nа₂SО₄ и столько же ВаCl₂. Прибавляют каплю разбавленного раствора НСl. Выпадает белый осадок сульфата бария:

Ва²⁺ + SО₄^2- → ВаSО₄

Осадок не растворяется в минеральных кислотах, за исключением концентрированной Н₂SО₄, в которой он частично растворим с образованием Ва(НSО₄)₂:

ВаSО₄ + Н₂SО₄ → Ва(НSО₄)₂

7.1.2 Реакция с родизонатом бария

На листок фильтровальной бумаги наносят каплю раствора хлорида бария ВаСl₂ и 1 каплю раствора родизоната натрия Nа₂С₆О₆ или родизоновой кислоты Н₂С₆О₆. На бумаге возникает красное родизоната бария. На это пятно наносят 1 – 2 капли раствора, содержащего сульфат-ионы. Пятно обесцвечивается.

7.1.3 Реакция с солями свинца

В пробирку помещают 3 – 4 капли раствора Nа₂SО₄ и прибавляют 2 – 3 капли раствора Рb(NО₃)₂. Выпадает белый осадок сульфата свинца:

Рb²⁺ + SО₄^2- → РbSО₄

Осадок частично растворяется в минеральных кислотах; растворяется в щелочах и в водных растворах ацетатов натрия СН₃СООNа или аммония СН₃СООNН₄ с образованием комплексных соединений.

Растворение в щелочах:

РbSО₄ + NаОН → Nа₂[Рb(ОН)₄] + Nа₂SО₄

Реакции сульфит-иона

7.1.4 Реакция с хлоридом бария

Помещают в пробирку 3 – 4 капли раствора Nа₂SО₃ и столько же капель раствора ВаCl₂. Выпадает белый осадок сульфита бария:

SО₃^2- + Ва²⁺ = ВаSО₃↓

Осадок растворяется в разбавленных НСl и НNО₃ с выделением газообразного диоксида серы:

ВаSО₃ + 2Н⁺ = Ва²⁺ + Н₂О + SО₂↑

7.1.5 Реакция с солями серебра

В пробирку помещают 3 – 4 капли Nа₂SО₃ и 3 – 4 капли раствора АgNО₃. Выпадает белый осадок сульфита серебра:

2Аg⁺ + SО₃^2- → Аg₂SО₃

Осадок растворим при избытке сульфит-ионов с образованием растворимых комплексных дисульфитоаргентат (I)-ионов [Аg(S₂О₃)₂]^3-

Аg₂SО₃ + 3SО₃^2- → 2[Аg(S₂О₃)₂]^3-

При кипячении смеси белый осадок сульфита серебра темнеет за счет выделения оксида серебра:

Аg₂SО₃ → Аg₂О + SО₂

7.1.6 Реакция с перманганатом калия

В две пробирки помещают по 2 – 3 капли раствора Nа₂SО₃. В одну пробирку прибавляют 2 – 3 капли раствора Н₂SО₄ и по каплям – сильно разбавленный (до светло-розовой окраски) раствор КМnО₄. Раствор обесцвечивается.

5SО₃^2- + 2МnО₄^- + 6Н⁺ = 5SО₄^2- + 2Мn²⁺ + 3Н₂О

В другую пробирку добавляют по каплям такой же раствор КМnО₄. Выпадает темный хлопьевидный осадок МnО(ОН)₂:

3SО₃^2- + 2МnО₄^- + 3Н₂О → 3SО₄^2- + 2МnО(ОН)₂ + 2ОН^-

7.1.7 Реакция с йодной или бромной водой

В пробирку помещают 3 – 4 капли раствора Nа₂SО₃, 2 – 3 капли 1 М Н₂SО₄ и 1 – 2 капли раствора йода (или брома). Сульфит-ионы в нейтральных или слабо кислых растворах окисляются йодом до сульфат-ионов. При этом желтый раствор йода обесцвечивается вследствие восстановления йода до иодид-ионов:

SО₃^2- + J₂ + Н₂О → SО₄^2- + 2J^- + 2Н⁺

7.1.8 Реакция с фуксином

На фильтровальную бумагу поместите 1 каплю раствора фуксина, затем 1 каплю нейтрального раствора Nа₂SО₃. Происходит обесцвечивание красителя.

7.1.9 Реакция восстановления сульфит-иона металлическим цинком в кислой среде

В пробирку вносят 3 – 4 капли раствора сульфита натрия, прибавляют 2 капли раствора НСl и немного металлического цинка.

Сульфит-ион восстанавливается металлическим цинком в кислой среде до сероводорода:

SО₃^2- + 2Н⁺ → SО₂ + Н₂О

SО₂ + 3Zn + 6Н⁺ → Н₂S + 3Zn²⁺ + 2Н₂О

В верхнюю часть пробирки помещают полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца. Бумага чернеет, вследствие образования черного сульфида свинца:

Н₂S + Рb²⁺ → РbS + 2Н⁺

Реакции фосфат-иона

7.1.9 Реакция с магнезиальной смесью (раствор, содержащий МgCl₂, NН₄Cl и NН₄ОН)

К 2 – 3 каплям раствора, содержащего фосфат-ионы, прибавляют 4 – 5 капель раствора магнезиальной смеси и перемешивают. Образуется белый кристаллический осадок.

НРО₄^2- + Мg²⁺ + NН₄ОН = Мg NН₄РО₄↓

Осадок растворимый в НCl, СН₃СООН, но нерастворимый в NН₃.

Мg NН₄РО₄ + 3НCl = МgCl₂ + NН₄Cl + Н₃РО₄

Мg NН₄РО₄ + 2СН₃СООН = Мg(СН₃СОО)₂ + NН₄Н₂РО₄

7.1.10 Реакция с молибденовой жидкостью (раствор (NН₄)₂МоО₄ в НNО₃)

К 1 – 2 каплям раствора, содержащего фосфат-ионы, прибавляют 3 – 5 капель молибденовой жидкости и слегка нагревают. Образуется желтый кристаллический осадок.

РО₄^3- + 3NН₄⁺ + 12МоО₄^2- + 24Н⁺ = (NН₄)₃Р(Мо₃О₁₀)₄↓ + 12Н₂О

Осадок растворим в избытке фосфата, в щелочах и в NН₃:

(NН₄)₃Р(Мо₃О₁₀)₄ + 24NН₃ + 12Н₂О =

= (NН₄)₃РО₄ + 12(NН₄)₂МоО₄

7.1.11 Реакция с хлоридом бария

В пробирку вносят 2 – 3 капли раствора Nа₃РО₄ и прибавляют столько же капель раствора ВаСl₂. Выпадает белый осадок среднего ортофосфата бария Ва₃(РО₄)₂:

2РО₄^3- + 3Ва²⁺ → Ва₃(РО₄)₂

Свежеосажденный осадок среднего ортофосфата бария растворяется в минеральных кислотах и СН₃СООН.

7.1.12 Реакция с нитратом серебра

К 4 – 5 каплям раствора Nа₃РО₄ добавляют по каплям раствор АgNО₃ до прекращения выпадения желтого осадка фосфата серебра:

РО₄^3- + 3Аg⁺ → Аg₃РО₄

Осадок растворим в азотной кислоте и концентрированном аммиаке.

Реакции карбонат-иона

7.1.12 Реакция с хлоридом бария

К 3 – 4 каплям раствора Nа₂СО₃ прибавляют несколько капель раствора ВаСl₂. Выпадает белый мелкокристаллический осадок карбоната бария:

Ва²⁺ + СО₃^2- → ВаСО₃

Осадок растворяется в минеральных кислотах (в растворе Н₂SО₄ образуется белый осадок ВаSО₄) и в уксусной кислоте.

7.1.13 Реакция с кислотами

В пробирку 1 вносят 8 – 10 капель Nа₂СО₃, прибавляют столько же капель 2М НСl и сразу же закрывают пробирку 1 пробкой с газоотводной трубкой, свободный конец которой быстро погружают в известковую или баритовую воду, находящуюся в пробирке-приемнике 2. В первой пробирке наблюдается выделение пузырьков газа (СО₂), в пробирке-приемнике – помутнение раствора.

СО₃^2- + 2Н⁺ = Н₂О + СО₂↑

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃↓ + Н₂О

При пропускании больших количеств СО₂ осадок может раствориться:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂

7.1.14 Реакция с нитратом серебра

В пробирку помещают 4 – 5 капель раствора Nа₂СО₃ и добавляют примерно столько же капель АgNО₃. Выпадает белый осадок карбоната серебра Аg₂СО₃, растворимый в НNО₃ и разлагающийся при кипячении в воде до темного осадка Аg₂О и СО₂:

Аg₂СО₃ → Аg₂О + СО₂↑

Реакции тиосульфат-иона

7.1. 15 Реакция с хлоридом бария

В пробирку вносят 3 – 4 капли раствора Nа₂S₂О₃ и столько же капель раствора ВаСl₂. Выпадает белый осадок тиосульфата бария:

Ва²⁺ + S₂О₃^2- → ВаS₂О₃

Осадок растворяется в кислотах с разложением:

ВаS₂О₃ + 2Н⁺ → Ва²⁺ + S + SО₂ + Н₂О

7.1.16 Реакция с нитратом серебра

К 2 – 3 каплям раствора, содержащего тиосульфат-ионы, добавляют 3 – 5 капель раствора АgNО₃, нагревают и перемешивают. Выпавший белый осадок желтеет, буреет и становится черным.

S₂О₃^2- + 2Аg⁺ = Аg₂S₂О₃↓

Аg₂S₂О₃ + Н₂О = Аg₂S + Н₂SО₄

Черный осадок Аg₂S при нагревании растворяется в разбавленной НNО₃:

3Аg₂S + 8НNО₃ = 6 АgNО₃ + 3S + 2NО + 4Н₂О

7.1.17 Реакция с сильной кислотой

В пробирке смешивают 5 – 6 капель раствора Nа₂S₂О₃ с равным объемом 1М Н₂SО₄. Раствор мутнеет вследствие выделения серы.

S₂О₃^2- + 2Н⁺ = Н₂S₂О₃

Н₂S₂О₃ = Н₂О + S↓ + SО₂↑

Не должны одновременно присутствовать SО₃^2- и S^2-, так как при подкислении идет реакция:

SО₃^2- + 2S^2- + 6Н⁺ = 3S↓ + 3Н₂О

7.1.18 Реакция с йодом

К 2 – 3 каплям раствора J₂ добавляют одну каплю крахмала,

3 – 5 капель раствора, содержащего тиосульфат-ионы и 2 – 3 капли 1М Н₂SО₄. Синий раствор обесцвечивается.

2S₂О₃^2- + J₂ = S₄О₆^2- + 2J^-

Эта реакция имеет большое значение в количественном титриметрическом анализе.

7.1.19 Реакция с сульфатом меди

В пробирку вносят 2 – 3 капли тиосульфата натрия, прибавляют 2 – 3 капли раствора сульфата меди (II) и осторожно нагревают пробирку. Выпадает черный осадок сульфида меди (I):

2Сu²⁺ + 3S₂О₃^2- → Сu₂S₂О₃ + S₄О₆^2-

Сu₂S₂О₃ + Н₂О → Сu₂S + Н₂SО₄