3.2. Анионы второй аналитической группы

Вторая аналитическая группа анионов содержит: сульфит-ион (SO₃)^2─, сульфат-ион (SO₄)^2─, тиосульфат-ион (S₂O₃)^2─, карбонат-ион (СО₃)^2─, фосфат-ион (РО₄)^3─, тетраборат-ион (В₄О₇)^2─, силикат-ион (SiO₃)^2─. Эти анионы образуют с катионом бария малорастворимые соли белого цвета. Групповой реактив ─ раствор хлорида бария BaCl₂ или нитрата бария Ba(NO₃)₂ при рН = 7, образует нерастворимые в воде, но растворимые в кислотах соли, поэтому осаждение бариевых солей второй группы анионов ведут из нейтральных или слабощелочных растворов.

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO_{4 (тв)},

Ba²⁺ + SO₃^2- = BaSO_{3( тв)},

Ba²⁺ + S₂O₃^2- = BaS₂O_3(тв),

Ba²⁺ + HPO₄^2- = BaHPO_{4 (тв)},

Ba²⁺ + CO₃^2- = BaCO_{3 (тв)},

Ba²⁺ + B₄O₇^2- + 3H₂O = Ba(BO₂)₂ + 2H₃BO_{3 (тв)},

Ba²⁺ + SiO₃^2- = BaSiO_{3 (тв)}.

Осадки бариевых солей анионов второй аналитической группы, кроме BaSO₄, растворимы в соляной и азотной кислотах. В серной кислоте осадки бариевых солей, кроме BaSO₄, растворяются с одновременным образованием сульфата бария:

BaSO_{3 (тв)} + H₂SO₄ = BaSO_{4 (тв)} + H₂SO₃.

Гидрофосфат бария, карбонат бария и метаборат бария растворимы в уксусной кислоте. Осадок тиосульфата бария растворяется в минеральных кислотах и в кипящей воде с выделением осадка серы:

BaS₂O_{3 (тв)} + 2HCl = BaCl₂ + H₂S₂O₃,

H₂S₂O₃ → H₂O + S _(г) + SO_2(г).

Соли свинца (II) и анионов второй аналитической группы так же нерастворимы в воде.

Сульфит- и тиосульфат-ионы обладают свойствами восстановителей.

+++3.2.1. Реакции сульфат-иона

1. Реакция с хлоридом бария BaCl₂. Образование осадка соли бария в присутствии соляной или серной кислот указывает на присутствие сульфат-иона:

Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO_{4 (тв)}.

белый

Методика проведения реакции. 2-3 капли исследуемого раствора подкислить соляной кислотой и прибавить 2-3 капли хлорида бария. В присутствии сульфат-иона выпадает белый нерастворимый в кислотах и щелочах осадок ВаSO₄.

2. Реакция с ацетатом свинца Pb(CH₃COO)₂. При взаимодействии с ацетатом свинца образуется белый осадок сульфата свинца.

SO₄^2- + Pb(CH₃COO)₂ = PbSO_{4 (тв)},

растворимый при нагревании в едких щелочах и ацетате аммония:

PbSO_{4 (тв)} + 4OH^- = [Pb(ОН)₄]^2- + SO₄^2-,

2PbSO_4(тв) + 2CH₃COONH₄ = [Pb(CH₃COO)₂^.PbSO₄] + (NH₄)₂SO_4.

Методика проведения реакции. В пробирку помещают 2-3 капли раствора, содержащего сульфат-ионы, добавляют 2-3 капли раствора ацетата свинца и наблюдают образование белого осадка. Затем добавляют 7-8 капель концентрированного раствора гидроксида натрия, нагревают и наблюдают растворение осадка.

3.2.2. Реакции сульфит-иона

1. Реакция с кислотами. При взаимодействии солей сернистой кислоты с минеральными кислотами образуется сернистая кислота, разлагающаяся на сернистый газ (SO₂) и воду:

SO₃^2- + 2H⁺ = H₂SO₃,

H₂SO₃ → H₂O + SO_2(г).

Выделение диоксида серы можно обнаружить по запаху горящей серы или по обесцвечиванию раствора иода и перманганата калия:

SO_{2 (г)} + I₂ + 2 H₂O = 2HI + H₂SO₄;

5SO_{2 (г)} + 2MnO₄^- + 2H₂O = 2Mn²⁺ + 5SO₄^2- + 4H⁺.

Методика проведения реакции 1. К 4 каплям раствора, содержащего сульфит-ионы, добавляют 5 капель раствора H₂SO₄ и 2 капли раствора иода. Наблюдают исчезновение желтой окраски иода.

Методика проведения реакции 2. В пробирку наливают 5 капель соляной кислоты, 5 капель раствора, содержащего сульфит-ионы. В верхнюю часть пробирки помещают полоску фильтровальной бумаги, смоченную каплей раствора крахмала и разбавленным раствором иода. Пробирку нагревают и наблюдают обесцвечивание индикаторной бумаги.

2. Реакция восстановления до сероводорода H₂S. В сильнокислой среде сульфиты восстанавливаются цинком до сероводорода. Обнаружить выделение H₂S можно по запаху тухлых яиц или по почернению фильтровальной бумаги, смоченной ацетатом свинца:

SO₃^2- + 2H⁺ = H₂O + SO_{2 (г)},

SO_{2 (г)} + 3Zn + 6H⁺ = 3Zn²⁺ + 2H₂O + H₂S_(г),

H₂S + Pb²⁺ = PbS_(тв).

Методика проведения реакции. К 5 каплям раствора, содержащего сульфит-ионы, добавляют 10 капель 2 н. раствора HCl и кусочек цинка. В верхнюю часть пробирки помещают полоску фильтровальной бумаги, смоченную каплей раствора ацетата свинца.