1. Випробування реакції досліджуваного розчину

а) якщо реакція досліджуваного розчину кисла, то в розчині немає CO₃^2-, NO₂^-, SO₃^2-, S₂O₃^2- аніонів.

б) якщо реакція розчину лужна, то виявляють аніони легких кислот. Для цього у пробірку вносять кілька крапель досліджуваного розчину і додають 0,5 мл 2 н. розчину сульфатної кислоти. Суміш перемішують та нагрівають. Виділення газу свідчить про наявність одного або кількох аніонів: CO₃^2-, NO₂^-, SO₃^2-, S^2-, S₂O₃^2-.

2. Виявлення аніонів-окисників

а) якщо досліджуваний розчин безбарвний, то в ньому відсутні іони MnO₄^-, Cr₂O₇^2-, CrO₄^2-, але можуть бути присутні NO₂^-, AsO₄^3- аніони. Для їх виявлення у пробірку вміщують 0,25-0,5 мл досліджуваного розчину, підкислюють 2 н. розчином сульфатної кислоти, додають 2-3 краплі 1%-го розчину крохмалю та 0,25 мл розчину калій йодиду. Посиніння розчину свідчить про наявність аніонів-окисників.

3. Виявлення аніонів-відновників

До 0,25-0,5 мл досліджуваного розчину додають 2 н. розчин сульфатної кислоти до нейтральної реакції. Потім додають ще 0,5 мл надлишку та краплями 0,1 н. розчин калій перманганату. Знебарвлення розчину свідчить про наявність аніонів-відновників (S^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, NO₂^-).

4. Виявлення аніонів першої аналітичної групи

До 0,25-0,5 мл нейтрального досліджуваного розчину додають 0,25-0,5 мл розчину барій хлориду. Утворення осаду свідчить про присутність аніонів першої аналітичної групи. В цьому випадку проводять характерні реакції на виявлення кожного аніону цієї групи.

5. Виявлення аніонів другої аналітичної групи

До 0,25-0,5 мл досліджуваного розчину додають кілька крапель нітратної кислоти і 0,25-0,5 мл розчину аргентум нітрату. Утворення осаду свідчить про присутність аніонів другої аналітичної групи. У цьому випадку проводять характерні реакції на виявлення кожного аніону цієї групи.

Література: 9 с.13-32, 71-450; 11; 13; 15

Органічні аналітичні реагенти

Лекція №14 (1 година)

План

1. Органічні реагенти.

2. Приклади органічних реагентів, що мають застосування в аналізі.

Органічні реагенти

Перші органічні реактиви були знайдені емпіричним шляхом. Потім вчені В.І.Кузнєцов, А.П.Терентьєв, Л.М.Кульберг, І.М.Коренман та інші вивчали залежність між будовою органічних речовин та їхньою взаємодією з іонами неорганічної природи та приступили до синтезу нових реактивів.

Під час пошуку нових специфічних органічних реактивів використовують сполуки з певними групами атомів: гідроксильною OH, гідросульфідною SH, оксимною NOH, імінною NH, карбоксильною COOH, сульфогрупою SO₃H. Характер взаємодії неорганічних іонів з органічними реактивами залежить від положення відповідних елементів у періодичній системі, від електронних структур іонів та будови молекул органічних речовин.

Переваги застосування органічних реактивів полягають у тому, що вони є високо чутливими та дозволяють визначати дуже малі кількості іонів. Крім того, специфічність органічних реактивів часто дає можливість визначити окремі іони без попереднього розділення, що дуже важливо для практики. Органічні реактиви дуже різноманітні.

Приклади органічних реагентів, що мають застосування в аналізі

1. Алізарин (1,2-діоксиантрахінон) з іонами Al³⁺ утворює комплексну сполуку ярко-червоного кольору, яка не розчиняється в етановій кислоті. Ця сполука називається “алюмінієвим лаком”. Алізарин малорозчинний у воді, тому на практиці використовують алізариновий червоний  натрієву сіль 1,2-діоксантрахінон-3 сульфокислоти.

C₁₄H₅O₂(OH)₂SO₃Na+Al(OH)₃=Al(OH)C₁₄H₅O₂(OH)₂SO₃Na⁰

Іони Fe³⁺, Cu²⁺, Bi³⁺ заважають реакції, бо з алізарином вони теж утворюють забарвлені осади.

Реакцію виявлення Al³⁺ алізарином краще проводити в слабко кислому середовищі (pH=4,2....4,6), у цих умовах алізарин дає жовтий колір. У лужному середовищі фіолетовий колір самого алізарину маскує червоне забарвлення алюмінієвого комплексу і впливає на результати аналізу.

2. -нітрозо--нафтол (реактив Ільїнського) окиснює кобальт(II) у кобальт(III), із яким утворює червоно-бурий осад внутрикомплексної солі (C₁₀H₆NOO)₃Co. Осад не розчиняється у мінеральних кислотах.

Такі самі реакції у присутності реактиву Ільїнського відбуваються з іонами Fe³⁺, Cu²⁺, Hg²⁺, але осади цих іонів розчиняються в мінеральних кислотах.

3. Диметилгліоксим (реактив Чугаєва) в амоніачному середовищі утворює з іоном Ni²⁺ комплексну сполуку яскраво-червоного кольору - диметилгліоксимат нікелю. Рівняння реакції має такий вигляд:

NiSO₄+2C₄H₈N₂O₂+2NH₄OH → Ni(C₄H₇N₂O₂)₂+(NH₄)₂SO₄+2H₂O.

Нікель диметилгліоксимат не розчиняється у розведеному розчині амоніаку, але розчиняється в сильних кислотах та лугах.

Реакції Ni²⁺ з диметилгліоксимом заважають іони Fe³⁺, що утворюють із розчином амоніаку гідроксид, нерозчинний у воді, а також іони Fe²⁺, які з диметилгліоксимом утворюють комплексну сіль червоного кольору. Вплив іонів Fe³⁺ можна усунути маскуванням за допомогою фториду лужного металу, а вплив іонів Fe²⁺  окисненням в іони Fe³⁺ дигідроген пероксидом .

4. Натрій гідрогентартрат NaHC₄H₄O₆ із розчинами солей калію утворює білий кристалічний осад:

KCl+NaHC₄H₄O₆ → KHC₄H₄O₆↓+NaCl.

Утворений осад  кисла сіль винної кислоти. Сама винна кислота H₂C₄H₄O₆, її середні солі (K₂C₄H₄O₆, Na₂C₄H₄O₆, (NH₄)₂C₄H₄O₆), подвійна сіль KNaC₄H₄O₆, а також натрій гідрогентартрат NaHC₄H₄O₆ добре розчинні у воді. Калій гідрогентартрат KHC₄H₄O₆ і амоній гідрогентартрат NH₄HC₄H₄O₆  малорозчинні сполуки. Якщо подіяти сильною кислотою або лугом, то калій гідрогентартрат розчиниться. Реакції розчинення відбуваються за такими рівняннями:

KHC₄H₄O₆↓+HCl → H₂C₂H₄O₆ +KCl,

KHC₄H₄O₆↓+NaOH → KNaC₄H₄O₆+H₂O.

Слід пам'ятати, що калій гідрогентартрат розчиняється під час нагрівання розчину, реакція його утворення відбувається в концентрованих розчинах калій-іонів. Тому під час виявлення іонів K⁺ за допомогою натрій гідргентартрату треба додержуватись таких умов: а) реакцію проводити в слабокислому середовищі; б) концентрація калій-катіонів повинна бути достатньо великою; в) реакцію треба проводити за умови охолодження, у відсутності іонів NH₄⁺.

5. Бензидин (С₆Н₅)₂NH утворює з хром(VI)- та манган(IV)-іонами сполуки синього кольору.

Література: 3 т.1, с.164-177