Реакции на сульфид-анионы s2-.

1. Нитрат серебра AgNO₃ образует с сульфид-анионом черный осадок сульфида серебра Ag₂S, который нерастворим в растворе аммиака NH₄OH , но растворятся при нагревании в разбавленной азотной кислоте:

2 AgNO₃ + Na₂S = Ag₂S↓ + 2NaNO₃

2Ag⁺ + S^2- = Ag₂S↓

Вместо нитрата серебра можно взять нитрат свинца.

Pb(NO₃)₂ + Na₂S = PbS↓ + 2NaNO₃

PbS↓ - черный осадок

2. Окисление сульфид-анионов.

К раствору сульфида приливают небольшое количество хлорной, бромной или иодной воды и нагревают. В результате раствор становится мутным (молочного цвета) вследствие выпадения свободной серы. Аналогичный эффект с сульфид-анионами S^2- дает также концентрированная азотная кислота HNO₃ и пероксид водорода.

Br₂ + Na₂S = 2NaBr + S↓

3H₂S + 2HNO₃ = 3S + 4H₂O + 2NO↑

Ни один из анионов не мешает открытию сульфид-анионов S^2- данными реакциями.

3. Кислоты (H₂SO₄, HCl) при действии на сульфиды разлагают их с образованием сероводорода:

Na₂S + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂S↑

Сероводород можно обнаружить по запаху, а также по почернению бумаги, смоченной раствором ацетата свинца при поднесении ее к отверстию пробирки:

H₂S + Pb(CH₃COO)₂ = PbS↓ + CH₃COOH

PbS ↓ – черный цвет.

4. Соли цинка образуют с сульфидами белый осадок, не растворимый в уксусной кислоте, но растворимый в минеральных кислотах.

ZnCl₂ + H₂S + 2CH₃COONa = ZnS↓ + 2NaCl + 2CH₃COOH

2. Соли кадмия образуют желтый осадок CdS, не растворимый в разбавленных кислотах. Этой реакцией обычно пользуются для открытия и отделения в растворах сульфид-аниона S^2-, так как она отличается большой чувствительностью и наглядностью.

Ход анализа смеси анионов II аналитической группы.

Иодид-анионы J^- обнаруживаются в присутствии Br^-, Cl^- анионов следующими реакциями:

а) действием KNO₃ в уксуснокислом растворе:

2KNO₂ + 2KJ + 4 CH₃COOH = J₂ + 4KCH₃COO + 2H₂O + 2NO↑

Выделившейся иод можно обнаружить вышеуказанным способом.

б) действием хлорной воды:

Бромид анион Br^- в присутствии иодид-аниона J^- может быть обнаружен.

2NaJ + Cl₂ = 2NaCl + J₂ (крахмальный клейстер, синеет)

Данная реакция очень чувствительна, позволяет обнаружить очень малое количество иод, но следует помнить, что ее следует проводить в кислой среде. В щелочной среде может иметь место обесцвечивание иода, например по реакции:

3J₂ + 6NaOH = NaJ + NaJO₃ + 3H₂O

Хлорную воду следует прибавлять осторожно каплями, каждый раз энергично перемешивания смесь.

При определении хлорид-аниона Cl^- в присутствии иодид-аниона J^- и при отсутствии Br^- аниона поступают следующим образом. Осаждают в анализируемом растворе иодид- и хлорид-анионы нитратом серебра. Осадок AgCl и AgJ центрифугируют, отделяя от раствора, промывают и обрабатывают раствором аммиака NH₄OH, в раствор переходит только AgCl.

AgCl + 2NH₄OH = [Ag(H₃N)₂]Cl + 2H₂O

Раствор с осадком снова центрифугируют, центрифугат сливают в чистую пробирку, подкисляют 2н HNO₃ (проба на индикатор). Выпадение в кислом растворе белого осадка AgCl – признак присутствия в растворе хлорид-анионов Сl^-.

Определение хлорид-аниона Cl^- в присутствии Br^- и J^- -анионов возможно на основании различной скорости окисления данных анионов раствором перманганата калия. Исследуемый раствор подкисляют 2н H₂SO₄ и кипятят, прибавляя по каплям раствор KMnO₄ до появления розового окрашивания. Если бурый осадок MnO₂↓ выпадает до появления розового окрашивания, то это указывает на недостаточную кислотность среды: необходимо еще прибавить 2н H₂SO₄. Анионы брома и иода в этих условиях окисляются быстро, а анионы хлора – очень медленно. Затем раствор продолжают кипятить до полного удаления иода и брома. Первым удаляется иод, затем бром. Полнота их удаления проверяется с помощью бумаги, пропитанной крахмальным клейстером (синеет от иода). Бумажки вносят в пары кипящей жидкости. Когда будет установлено, что бром и иод удалены, необходимо полноту удаления проверить дополнительно в отдельной порции раствора действием хлорной воды. После удаления брома и иода испытуемый раствор обесцвечивается пероксидом водорода H₂O₂. При этом растворяется бурый осадок Mn(OH)₄, который может образоваться в результате взаимодействия Mn²⁺ с MnO₄^-.

Mn(OH)₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ = MnSO₄ + 4H₂O + O₂↑

H₂O₂ – 2e → O₂ + 2H⁺

Пероксид водорода является в данной реакции восстановителем.

Полученный прозрачный раствор подкисляют 2н HNO₃ и прибавляют нитрат серебра. Выпадение белого осадка AgCl↓, растворимого в NH₄OH – признак наличия хлорид-анионов в растворе.

Как это следует из рассмотренного выше анализа, AgCl растворяется в растворе аммиака NH₄OH полностью, AgBr – частично, AgJ- практически не растворяется. Если вместо разбавленного NH₄OH пользоваться так называемым серебряно-аммиачным реактивом, содержащим 0,25М NH₄OH, 0,1М AgNO₃ и 1,25М KNO₃, то в нем растворится AgBr. Этим можно пользоваться для открытия хлорид-анионов в присутствии Br^- и J^-, что в ходе анализа выполняется следующим образом. 1мл анализируемого раствора подкисляют 2н HNO₃ и осаждают в нем Cl^-, Br^-, J^—анионы раствором нитрата серебра AgNO₃, тщательно следует проверить полноту осаждения всех анионов.

Выпавший осадок AgCl, AgBr, AgJ отделяют центрифугированием, хорошо промывают водой и к нему прибавляют 5-6мл серебряно-аммиачного раствора, все тщательно взбалтывают в течение нескольких минут. Затем осадок отделяют центрифугированием, а центрифугат подкисляют 2н HNO₃. выпадение осадка AgCl указывает на присутствие хлорид-анионов в растворе.

Приготовление серебряно-аммиачного реактива (реактив Фаургольта). В воде растворят 1,7г AgNO₃, 2,5г KNO₃ и 17мл концентрированного NH₄OH, после чего разбавляют дистиллированной водой до 1л.