Опыт 3. Определение аниона ро4–

В зависимости от кислотности раствора фосфор может существовать в форме РО₄^3–, НРО₄^2– или Н₂РО₄^–. В кислой среде устойчивы гидро- и дигидро-фосфаты, в щелочной – фосфаты. В воде растворимы все фосфаты щелочных металлов и аммония, а также дигидрофосфаты щелочноземельных металлов. Ион РО₄^3– в водных растворах бесцветен.

А) Реакция с групповым реагентом

Хлорид бария осаждает гидрофосфат в виде белого осадка гидрофосфата бария

НРО₄^2– + Ва²⁺ = ВаНРО₄

К 4 - 5 каплям раствора гидрофосфата натрия прибавьте 2 - 3 капли раствора хлорида бария до образования белого осадка.

В присутствии щелочей или гидроксида аммония образуется белый осадок фосфата бария

2НРО₄^2– + 2ОН ^– + 3Ва²⁺ = Ва₃(РО₄)₂ + 2Н₂О

Осадки ВаНРО₄ и Ва₃(РО₄)₂ растворимы в сильных кислотах (за исключением серной), а также в уксусной кислоте.

Б) Реакция с молибденовой жидкостью

Молибденовая жидкость, т.е. раствор молибдата аммония (NН₄)₂МоО₄ в азотной кислоте, образует с анионами РО₄^3– и НРО₄^2– желтый кристаллический осадок фосфоромолибдата аммония

РО₄^3– + 3NH₄⁺ + 12МоО₄^2– + 24Н⁺ = (NН₄)3Н₄[Р(Мо₂О₇)₆]+ 10Н₂О

НРО₄^2– + 3NH₄⁺ + 12МоО₄^2– + 23Н⁺ = (NН₄)3Н₄[Р(Мо₂О₇)₆] +10Н₂О

Выполняя реакцию, действуют избытком реактива, так как осадок растворяется в гидрофосфате натрия. К 5 - 6 каплям молибденовой жидкости, предварительно нагретой на водяной бане, прибавьте 1 - 2 капли раствора гидрофосфата натрия и дайте постоять. Полезно добавить несколько кристаллов нитрата аммония, так как присутствие в растворе одноименного иона NH₄⁺ понижает растворимость осадка. Осадок растворим в щелочах и гидро-ксиде аммония

(NН₄)3Н₄[Р(Мо₂О₇)₆] + 24ОН^– = РО₄^3– + 12МоО₄^2– + 14Н₂О

В) Реакция с магнезиальной смесью

Магнезиальная смесь (МgС1₂ + NН₄ОН +NН₄С1) образует с фосфатами и гидрофосфатами белый кристаллический осадок. Например:

НРО₄^2– +Mg²⁺ + NH₄OH = MgNН₄РО₄ + H₂O

Осадок растворим в сильных кислотах и в уксусной кислоте.

К 2 - 3 каплям раствора хлорида магния прибавьте столько же раствора гидроксида аммония, и выпавший осадок гидроксида магния растворите в хлориде аммония, прибавляя его по каплям. Полученную таким образом магнезиальную смесь нагрейте на водяной бане и прибавляйте раствор гидрофосфата натрия до появления осадка. Испытайте отношение полученного осадка к кислотам.

Г) Реакция с бензидином

Выполнять реакцию удобнее всего капельным методом. На кусочек фильтровальной бумаги наносят каплю исследуемого раствора, а затем по одной капле (одну за другой) азотнокислого раствора молибдата аммония и бен-зидина C₁₂H₈(NH₂)₂. Далее влажное пятно выдерживают в парах аммиака или обрабатывают каплей ацетата натрия. Перед проведением этой операции полезно влажное пятно для ускорения реакции подержать над нагретой электрической плиткой. В присутствии аниона РО₄^3– появляется синяя окраска, интенсивность которой зависит от концентрации аниона в растворе.

Аналогичную, но растворимую в воде, соль образует также анион SiO₃^2–, присутствие небольших количеств которого в воде всегда возможно. Поэтому опыт лучше вести в присутствии винной кислоты Н₂С₄Н₄О₆, которая добавляется в раствор молибдата аммония и препятствует образованию молибде-нокремниевой кислоты.

Реакция позволяет обнаружить 1,5 мкг РО₄^3– в присутствии 500 кратного избытка аниона SiO₃^2–. Предельное разбавление 1:33 000.