3.3. Анионы третьей аналитической группы

К третьей аналитической группе относятся анионы кислородных кислот, соли бария и серебра которых растворимы в воде. Общего группового реагента нет. Растворы солей, содержащих анионы третьей группы бесцветны.

3.3.1. Реакции нитрат-иона

1. Реакция с дифениламином (C₆H₅)₂NH. Нитрат-ион в кислой среде окисляет дифениламин с образованием интенсивно окрашенного синего соединения:

Проведению реакции мешают ионы NO₂^-, CrO₄^2- и другие ионы - окислители.

Методика проведения реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю раствора, содержащего нитрат-ионы, и 2 капли раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте. Бесцветный раствор синеет.

???2. Реакция восстановления алюминием и цинком. При восстановлении солей азотной кислоты алюминием или цинком в щелочной среде образуется аммиак, выделение которого можно открыть по посинению влажной лакмусовой бумаги.

3NO₃^- + 8Al + 5OH^- + 18H₂O = 8[Al(OH)₄]^2- + 3NH_{3 (г)}.

Методика проведения реакции. К 5 каплям раствора, содержащего нитрат-ионы, добавляют 5 капель 6 н. раствора NaOH и кусочек металлического цинка или алюминия. Пробирку нагревают на водяной бане. К отверстию пробирки подносят влажную лакмусовую бумагу и наблюдают ее посинение.

+++3. Реакция с сульфатом железа(II) FeSO₄. При взаимодействии сульфата железа(II) в кислой среде с нитрат-ионами происходит восстановление азотной кислоты и ее солей до оксида азота NO, который образует с ионами Fe²⁺ комплексное соединение бурого цвета.

3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + NO_(г) + 2H₂O,

Fe²⁺ + NO = [FeNO]²⁺.

Предел обнаружения - 2,5 мкг. Определению мешают ионы NO₂^-, I^-, Br^-, SCN^-, IO₃^-, ClO₃^-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, S^2-.

Методика проведения реакции 1. К 2 каплям раствора, содержащего нитрат-ионы, добавляют 5 капель насыщенного раствора FeSO₄ и осторожно, по стенке пробирки, 5 капель концентрированной серной кислоты. Наблюдают образование бурого кольца.

Методика проведения реакции 2. На предметное стекло помещают каплю раствора, содержащего нитрат-ионы, кристаллик FeSO₄ и осторожно каплю концентрированной серной кислоты. Вокруг кристаллика образуется бурое кольцо.

3.3.2. Реакции нитрит-иона

1. Реакция с кислотами. В присутствии кислот соли азотистой кислоты разлагаются с выделением диоксида и оксида азота. Обнаружить присутствие диоксида азота можно по выделению бурого газа, хорошо заметного на белом фоне.

NO₂^- + H⁺ = HNO₂,

2HNO₂ = NO_{2 (г)} + NO _(г) + H₂O.

Методика проведения реакции. К 4 каплям раствора, содержащего нитрит-ионы, прибавить 4 капли концентрированной серной кислоты.

2. Реакция с иодидом калия ki.

2 NO₂^- + 2 I^- + 4 H⁺ = I₂ + 2 NO _(г) + 2 H₂O.

Нитриты в кислой среде окисляют иодид ионы до свободного иода, появление которого обнаруживают по посинению раствора крахмала. Мешают определению окислители и сильные восстановители. Реакцию можно использовать после отделения анионов первой и второй аналитических групп анионов.

Методика проведения реакции. На фильтровальную бумагу наносят по одной капле растворов KI, крахмала, серной кислоты и 1 каплю исследуемого раствора. В присутствии нитрит-ионов бумага синеет.

+++3.3.3. Реакции ацетат-иона

1. Реакция с кислотами. При действии кислот на растворы солей уксусной кислоты образуется свободная уксусная кислота, обладающая характерным запахом.

CH₃COO^- + H⁺ = CH₃COOH.

Методика проведения реакции. К 5 каплям раствора, содержащего ацетат-ионы, прибавить 6 капель 2 н. H₂SO₄. Смесь нагреть. Присутствие ацетат-ионов определяют по характерному запаху.

2. Реакция со спиртами. В сильнокислой среде из ацетатов образуется уксусная кислота, которая со спиртами вступает в реакцию этерификации и образует летучие эфиры, обладающие характерным запахом.

CH₃COO^- + H⁺ =CH₃COOH,

CH₃COOH + C₂H₅OH → CH₃COOC₂H₅ + H₂O.

Определению мешают анионы Cl^-, Br^-, I^-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, S^2-, которые при взаимодействии с серной кислотой дают газообразные продукты, обладающие резким запахом. Поэтому определение ведут после отделения анионов первой и второй групп.

Методика проведения реакции. На водяной бане нагревают смесь из 5 капель раствора, содержащего ацетат-ионы, 5 капель H₂SO₄ и 5 капель этилового спирта.

+++3. Реакция с хлоридом железа(III) FeCl₃. Хлорид железа(III) при взаимодействии с ацетат-ионами образует ацетат железа, который при нагревании гидролизуется, превращаясь в красно-бурый осадок основной соли:

Fe³⁺ + 3CH₃COO^- = Fe(CH₃COO)₃,

Fe(CH₃COO)₃ + 2H₂O = Fe(CH₃COO)(OH)_{2 (тв)} + 2CH₃COOH.

Методика проведения реакции. Смешивают 10 капель раствора, содержащего ацетат-ионы, с 4 каплями раствора FeCl₃ и нагревают. Наблюдают образование красно-бурого осадка.

Некоторые реакции анионов третьей аналитической группы приведены в табл. 13.

Таблица 13