9.1.3 Аналитические реакции аниона карбоната сo32−

Карбонаты являются солями нестабильной угольной кислоты Н₂СО₃ (рК₁ = 6,35; рК₂ = 10,32). Угольная кислота в водных растворах неустойчива и разлагается с выделением углекислого газа. Угольная кислота образует два ряда солей: средние (карбонаты) и кислые (гидрокарбонаты). Анионы карбоната в водных растворах не имеют цвета, не обладают окислительно-восстановительными свойствами, подвергаются гидролизу.

1.Реакция с хлоридом бария BaCl₂. Анион карбоната при взаимодействии с катионами Ba²⁺ образует белый мелкокристаллический осадок ВаСО₃:

Ba²⁺ + CO₃²⁻ → BaCO₃↓. (9.17)

белый ос.

Осадок растворяется в кислотах: HCl, HNO₃, CH₃COOH.

2.Реакция с минеральными кислотами. Анионы карбоната при взаимодействии с сильными кислотами образуют нестойкую угольную кислоту, разлагающуюся с выделением углекислого газа. Выделение пузырьков газа – аналитический признак данной реакции:

CO₃²⁻ + 2 H₃O⁺ → H₂CO₃ + 2 H⁺; H₂CO₃ → CO₂↑ + H₂O. (9.18)

3.Другие реакции аниона карбоната. Данные анионы при взаимодействии с хлоридом железа (III) образуют бурый осадок основного карбоната железа FeOHCO₃; с нитратом серебра – желтый осадок карбоната серебра Ag₂CO₃, растворимый в азотной кислоте и разлагающийся при нагревании:

tº

Ag₂CO₃↓ → Ag₂O↓ + CO₂↑. (9.19)

черный ос.

9.1.4 Аналитические реакции аниона фосфата po43−

Анион фосфата PO₄³⁻ - анион ортофосфорной кислоты, которая при диссоциации по первой ступени является кислотой средней силы (рК₁ = 2,15), при диссоциации по второй и третьей ступеням – слабой кислотой (рК₂ = 7,21; рК₃ = 12,3). Анионы ортофосфорной кислоты в растворе бесцветны, подвергаются гидролизу, не проявляют окислительно-восстановительных свойств. Ортофосфаты аммония и щелочных металлов растворимы в воде, ортофосфаты других металлов, как правило, малорастворимые.

1.Реакция с хлоридом бария. Анион PO₄³⁻ образует при взаимодействии с катионами Ва²⁺ осадок белого цвета:

2 PO₄³⁻ + 3 Ва²⁺ → Ba₃(PO₄)₂↓. (9.20)

белый ос.

Осадок растворяется в кислотах: HCl, HNO₃, CH₃COOH.

2.Реакция с нитратом серебра. Анионы фосфата и гидрофосфата образуют с катионами серебра в нейтральной среде желтый осадок фосфата серебра:

PO₄³⁻ + 3 Ag⁺ → Ag₃PO₄↓; (9.21)

желтый ос.

HPO₄²⁻ + 3 Ag⁺ → Ag₃PO₄↓ + H⁺. (9.22)

желтый ос.

Осадок фосфата серебра растворяется в азотной кислоте и избытке раствора аммиака.

3.Реакция с магнезиальной смесью (MgCl₂ + NH₄Cl + NH₄OH). Анион фосфата при взаимодействии с данной смесью образует белый мелкокристаллический осадок двойного фосфата NH₄MgPO₄:

Mg²⁺ + PO₄³⁻ + NH₄⁺ → NH₄MgPO₄↓. (9.23)

белый осадок

Осадок двойной соли растворим в кислотах.

4.Реакция с молибдатом аммония. Анионы фосфата взаимодействуют с молибдатом аммония (NH₄)₂MoO₄ при нагревании. В результате реакции образуется желтый кристаллический осадок комплексной аммонийной соли фосфоромолибденовой кислоты: (NH₄)₃[PO₄(MoO₃)₁₂] или (NH₄)₃[PMo₁₂O₄₀]:

tº

PO₄³⁻ + 3 NH₄⁺ + 12 MoO₄²⁻ + 24 H⁺ —→ (NH₄)₃[PO₄(MoO₃)₁₂]↓ +

желтый осадок

+ 12 H₂O. (9.24)

Иногда данную реакцию описывают с помощью уравнения:

tº

PO₄³⁻ + 3 NH₄⁺ + 12 MoO₄²⁻ + 24 H⁺ —→ (NH₄)₃H₄[P(Mo₂O₇)₆]↓ +

желтый осадок

+ 10 H₂O. (9.25)

Осадок фосфоромолибдата аммония растворим в азотной кислоте; в растворах щелочей и аммиака; в избытке анионов фосфата с образованием желтого раствора (поэтому реакцию проводят с использованием избыточного количества реактива).

Испытывают растворимость осадка фосфоромолибдата аммония в кислотах и аммиаке.

5.Взаимодействие с солями железа (III). Растворы солей железа (III) образуют с анионами фосфата светло-желтый осадок фосфата железа (III):

Fe³⁺ + PO₄³⁻ → FePO₄↓. (9.26)

желтый ос.

Осадок не растворяется в уксусной кислоте.

Продукты основных аналитических реакций анионов первой группы представлены в таблице 9.3.

Таблица 9.3

Продукты некоторых аналитических реакций анионов I группы

Реагенты	Продукты аналитических реакций анионов
	SO42	SO32	CO32		PO43
BaCl2	Белый осадок BaSO4. Растворим в конц. H2SO4.	Белый осадок BaSO3.	Белый осадок BaCO3.		Белый осадок Ba3(PO4)2.
		Осадки растворимы в разбавленных кислотах: HCl, HNO3, CH3COOH.
AgNO3	Белый осадок Ag2SO4.	Белый осадок Ag2SO3.		Белый осадок Ag2CO3.		Желтый осадок Ag3PO4. Растворим в конц. NH4OH.
	Осадки растворимы в HNO3.
Конц. H2SO4	-	SO2	CO2			-
KMnO4 + H+	-	Обесцве-чивание раствора: Mn2+ + SO42	-			-
I2 + H2O	-	Обесцве-чивание раствора: 2 I + SO42	-			-
Молибденовая жидкость: (NH4)2MoO4 + HNO3.	-	-	-			Желтый осадок (NH4)3H4[P(Mo2O7)6].
FeCl3	-	-	-			Светло-желтый осадок FePO4.