Лабораторна робота 1.4 Характерні реакції на аніони. Аналіз суміші аніонів усіх аналітичних груп

Мета роботи - ознайомитись з аналітичною класифікацією аніонів, закріпити знання про реакції їх ідентифікації. Опанувати методику аналізу суміші аніонів усіх аналітичних груп. Зафіксувати випадки використання реактивів органічного походження у неорганічному аналізі. Усвідомити роль екстракції та колоїдних розчинів у якісному аналізі.

Основні теоретичні відомості

Аналітична класифікація аніонів побудована на розчинності деяких їх солей. До першої групи відносяться ті аніони, барієві солі яких погано розчинні. До другої групи – ті, які з катіоном Ag⁺ утворюють осади, до третьої – решта аніонів.

Як при аналізі аніонів, так і при аналізі катіонів помітну роль грають органічні сполуки. Достатньо згадати характерні реакції на катіони Zn²⁺ з дитизоном, Al³⁺ з алізарином, Ni²⁺ з диметилгліоксимом та інші. Цінною для якісного аналізу властивістю цих та інших органічних реактивів є їхня здатність виступати в ролі лігандів у специфічно забарвлених координаційних сполуках з металами. Ще одна позитивна якість органічних рідин полягає у здатності останніх екстрагувати певні катіони і аніони з водних розчинів. Екстракція поряд з осадженням є методом фазового розділення речовин. Фазами у даному випадку є дві рідини, зазвичай водний розчин та органічний розчинник, які практично не змішуються між собою. Завдяки кращій розчинності речовини в органічному шарі, вона, у відповідності до коефіцієнту розподілу, переходить в органічний шар (екстрагент). В аналізі екстракцію здебільшого проводять з метою розділення елементів. Проте непоодинокими є випадки, коли одночасно з розділенням іонів відбувається і їх ідентифікація. Прикладами можуть бути реакція «синього кільця» для визначення Со²⁺ (екстрагент ізоаміловий спирт) і реакції ідентифікації Br^- і І^- за допомогою хлорної води і бензолу.

При осадженні багатьох катіонів та аніонів у вигляді гідроксидів, сульфідів, силікатних кислот, а також при проведенні інших аналітичних операцій, часто утворюються колоїдні розчини або золі. Колоїдні розчини, на відміну від дійсних розчинів, не є гомогенними системами, а являють собою високодисперсні мікрогетерогенні системи. Колоїдні частинки не осаджуються, проходять через найщільніші фільтри, що суттєво ускладнює хід аналізу. Утворенню крупніших частинок перешкоджає наявність у колоїдів електричних зарядів, що спричиняє їх взаємовідштовхування. Проте заряджені колоїдні частинки, використовуючи спеціальні прийоми, можна з’єднати в крупніші агрегати. Цей процес носить назву коагуляції. Так, стійкість золей можна понизити і перевести їх в осади (гелі) додаванням в розчин електролітів-коагулянтів. В якісному аналізі з цією метою застосовують леткі кислоти або амонійні солі, які можуть бути легко видалені і не заважатимуть подальшому ходу аналізу.

При промиванні або тривалому стоянні осадів у контакті з розчином іноді спостерігається явище, протилежне коагуляції, тобто перехід гелю в золь. Для попередження цього негативного як для якісного, так особливо кількісного аналізу явища, осади слід промивати не чистою водою, а розчинами відповідних електролітів, наприклад, AgCl – азотною кислотою, NiS і Fe(OH)₃ - розчином нітрату амонію.