3 .Аналіз аніонів

Хоча загальноприйнятого поділу аніонів на групи немає, аніони здебільшого класифікують на три аналітичні групи (див. табл. 5). Такий поділ базується на різній розчинності у воді солей, які вони утворюють з йонами барію та аргентуму.

До першої групи аніонів належать: сульфат-іони SО₄^2-, фосфат-іони РО₄^3-, карбонат-іони СО₃^2-, сульфіт-іони SO₃^2-, силікат-іони SiO₃^2-, тіосульфат-іони S₂О₃^2-, борат ВО₂^- або тетраборат-іони В₄О₇^2-. Усі перелічені аніони з катіонами Барію утворюють солі, що важко розчиняються у воді, але розчиняються в розбавлених кислотах, за винятком BaSO₄.

Груповим реактивом є барій хлорид ВаС1₂.

До другої групи аніонів належать: хлорид-іони Сl^-, бромід-іони Вг^-, йодид-іони I^-, сульфід-іони S^2- тощо. Перелічені аніони з катіонами Аргентуму утворюють солі, які важко розчиня­ються у воді та розбавленій нітратній кислоті. Груповим реактивом є аргентум нітрат AgNО₃ за наявності нітратної кислоти HNО₃.

До третьої групи аніонів належать: нітрат-іони NO₃^-, нітрит-іони NO₂^- тощо, які не утворюють важкорозчинних солей з іонами Барію та Аргентуму. Ця група аніонів не має групового реактиву.

На відміну від аналізу катіонів для виявлення аніонів використовують дробний метод аналізу за допомогою специфічних реакцій. Групові реактиви використовують не для розділення груп аніонів, а для виявлення аніонів з тієї чи іншої групи. Це значно полегшує і прискорює аналіз, оскільки в разі негатив­ної реакції з груповими реактивами не потрібно виявляти в до­сліджуваному розчині аніони цієї групи.

0. 3.1.Загальна характеристика аніонів першої аналітичної групи

До першої групи аніонів належать: сульфат-іони SО₄^2-, фосфат-іони РО₄^3- , карбонат-іони СО₃^2-, сульфіт-іони SO₃^2-, силікат-іони SiO₃^2- , оксалат-іони С₂О₄^2-, тіосульфат-іони S₂О₃^2-, хромат-іони СгО₄^2-, тетраборат-іони В₄О₇^2-.

До першої групи відносять аніони, які з катіонами барію утворюють мало розчинні у воді солі. Розчинність таких солей у воді та кислотах різна, що можна використати для їх виявлення чи розділення. Так, барію сульфат практично не розчинний у воді та мінеральних кислотах. Оксалат-, сульфіт- та фторид барію розчинні у хлоридній, але нерозчинні в ацетатній кислотах. Всі інші барієві солі розчинні у мінеральних та ацетатній кислотах.

Важливою аналітичною властивістю аніонів 1 групи є відношення їх до дії окисників чи відновників, а також здатність розкладатись з виділенням газів у кислому середовищі. Сульфіт-, оксалат-, тіосульфат-іони є відновниками і здатні знебарвлювати розчин калію перманганату в сірчанокислому середовищі (оксалат – лише при нагріванні). Леткими аніонами є сульфіт-, тіосульфат- (у кислому середовищі розкладаються з виділенням SO₂), а також карбонат- і оксалат-( виділяють CO₂).

Солі Аргентуму аніонів першої групи малорозчинні у воді, крім аргентум сульфату, однак, на відміну від солей Аргентуму аніонів другої групи, вони добре розчинні в нітратній кислоті.

Розчинні у воді солі аніонів першої групи в основному безбарвні. Лише хромат-іони СгО₄^2- забарвлені у жовтий колір.

Біологічна роль і застосування. Виявлення аніонів першої групи має велике практичне значення, з'єднання їх широко застосовують у сільському господарстві. Деякі сульфати, наприклад K₂SO₄, (NH₄)₂SO₄, входять до складу мінеральних добрив, гіпс CaSO₄2H₂O вносять у ґрунти для зниження їх засоленості, а купороси CaSO₄5H₂O і FeSO₄7H₂O використовують як сільськогосподарські отрути. Кількість іонів SO₄^2- доводиться визначати у водних витяжках із ґрунту й у природних водах. Питна вода повинна містити не більше 60 мг сульфатів в 1 л.

З карбонатів у ґрунтах переважають СаСО₃ і MgCO₃, карбонати ж лужних металів присутні в незначних кількостях. Від вмісту карбонатів СаСО₃ і MgCO₃ у ґрунті залежить її обмінна поглинальна здатність; СаСО₃ і доломіт CaCO₃MgCO₃ застосовують для нейтралізації (вапнування) сильно кислих ґрунтів.

Ґрунти містять також фосфати у зв'язаному й частково в рухливому, доступному для рослин, станах. Оскільки фосфор є елементом харчування рослин, нестачу його в ґрунті відшкодовують за допомогою фосфорних добрив. Всі вони являють собою солі фосфатної кислоти. Так, фосфорит і апатит містять Са₃(РO₄)₂, преципітат - СаНРО₄, суперфосфат - Са(Н₂РO₄)₂. На основі ортофосфорної кислоти синтезують ряд органічних ядохімікатів (препарати тіофос, октаметил, НІУІФ-1 тощо). У тварин найбільша кількість фосфатів утримується в кістках.

Бор є найважливішим мікроелементом. При його нестачі, що спостерігається зазвичай в підзолистих і болотних ґрунтах, двочасткові рослини погано ростуть, не утворюють квітів або насіння, легко піддаються хворобам. Тому мікродобрива, що містять бораты, широко застосовують у сільськогосподарській практиці.

Сполуки Силіцію накопичуються деякими рослинами: злаками, осоками, хвощами. Особливо багато Силіцію в старій деревині. Зазначено, що при нестачі силікатів у ґрунті затримується ріст кукурудзи, ячменя, вівса, буряка й інших культур.