Занятие 11 Анионы I-III аналитической группы

Задачи

1. Изучение качественных реакций на анионы I-III аналитической группы.

Продолжительность занятия: 180 минут (4 академических часа).

Вопросы самоподготовки:

• анионы I аналитической группы, групповой реактив;

• анионы II аналитической группы, групповой реактив;

• анионы III аналитической группы, групповой реактив;

• анионы-восстановители, анионы- окислители, индифферентные анионы;

• качественные реакции на анионы, эффекты реакций, условия проведения, растворимость полученных осадков.

Материальное обеспечение:

а) реактивы:

- растворы солей: Na₂SO₄, Na₂S₂O₃, Na₂HPO₄, Na₂C₂O₄, Na₂CO₃, Na₂CrO₄ (K₂CrO₄), Na₂B₄O₇10H₂O, KCl, KBr, KI, NaNO₃,CH₃COONa, BaCl₂, AgNO₃, Pb(NO₃)₂, KMnO₄, FеSO₄;

- растворы кислот: HCl, HNО₃, H₂SO₄ (конц.), - спирт; - растворы щелочей NaOH, и аммиака NH₄OH; - куркумовая бумага; - раствор ДФА в конц. H₂SO₄; - хлороформ.

б) посуда, оборудование

- пробирки

- водяные бани

в) наглядные пособия, таблицы

• Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

• таблица растворимости

Качественные реакции на анионы

Анионы I аналитической группы

1. Сульфаты - SO₄^2-

Реактив - хлорид бария - BaCl₂ (Ион Ва²⁺)

К 2-3 каплям раствора хлорида бария прибавить 1-2 капли раствора сульфата натрия. Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи.

Na₂SO₄ + BaCl₂  BaSO₄(белый) + 2NaCl

(Отличие BaSO₄ от других солей Ва²⁺ и изучаемых анионов)

2. Сульфиты- SO₃^2-

Реактив - хлорид бария - BaCl₂

К 2-3 каплям раствора сульфита натрия прибавить 2-3 капли раствора хлорида бария. Полученный осадок проверить на растворимость в кислоте и щелочи. Осадок может частично не растворяться в кислоте из-за частичного перехода сульфитов в сульфаты под действием кислорода воздуха.

Na₂SO₃ + BaCl₂  BaSO₃(белый) + 2NaCl

BaSO₃ + 2HCl  BaCl₂ + H₂SO₃

(SO₂+H₂O)

Реактив- сильная минеральная кислота

К 2-3 каплям раствора сульфита натрия прибавить 2-3 капли раствора соляной кислоты. Выделяется газ с запахом жженой серы (жженых спичек).

Na₂SO₃ +2HCl 2NaCl + H₂SO₃

(SO₂(запах)+H₂O)

Реактив- перманганат калия в присутствии серной кислоты.

К 1-2 каплям раствора перманганата калия прибавить 2-3 капли раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора сульфита натрия. Раствор обесцвечивается.

2KMn⁺⁷O₄(роз)+5Na₂S⁺⁴O₃+3H₂SO₄ 2Mn⁺²SO₄(б/ц)+K₂SO₄+5Na₂S⁺⁶O₄+3H₂O

3. Тиосульфаты- S₂O₃^2-

Реактив- хлорид бария- BaCl₂

Т.к. BaS₂O₃ легко образует перенасыщенные раствора для получения осадка необходимо стенки пробирки потереть стеклянной палочкой.

Реактив - сильная минеральная кислота

К 1-2 каплям раствора тиосульфата натрия прибавили 1-2 капли раствора соляной кислоты. Через некоторое время ощущается запах и выпадает осадок желтого цвета.

Na₂S₂O₃ +2HCl  2NaCl + H₂S₂O₃

(SO₂(запах)+S(желтый)+H₂O)

Реактив- нитрат серебра- AgNO₃

К 1-2 каплям раствора тиосульфата натрия прибавить 3-4 капли раствора нитрата серебра (избыток). Выпадает осадок белого цвета, при стоянии переходящий в желтый, коричневый, а затем в черный.

Na₂S₂O₃ + 2AgNO₃2NaNO₃ + Ag₂S₂O₃ (белый)

Ag₂S₂O₃ (белый)+ H₂OAg₂S(черный) +H₂SO₄

Реактив раствор I₂ или подкисленный раствор KMnO₄

Раствор йода обесцвечивается в присутствии тиосульфата натрия.

2Na₂S₂O₃ + I₂  Na₂S₄O₆ + 2NaI

(бурый) (б/ц)

Подкисленный раствор KMnO₄ (2-3 капли раствора H₂SO₄ и 1 капля раствора KMnO₄) обесцвечивается в присутствии тиосульфатов.

5Na₂S₂O₃ + 8KMnO₄ + 7H₂SO₄  5Na₂SO₄ + 8MnSO₄ + 4K₂SO₄ + 7H₂O

(розовый) (б/ц)

Mn⁺⁷ +5 ē  Mn⁺² 5- окислитель 2S⁺² -8 ē  2S⁺⁶ 8 - восстановитель

4. Карбонаты- CO₃^2-

Реактив хлорид бария- BaCl₂

К 2-3 каплям раствора карбоната натрия прибавить 2-3 капли раствора хлорида бария. Полученный осадок растворяется в сильной минеральной кислоте. (Кроме H₂SO₄)

Na₂CO₃ + BaCl₂ BaCO₃(белый) +2NaCl

BaCO₃ +2HClBaCl₂ +H₂O +CO₂

Реактив сильная минеральная кислота

К 2-3 каплям раствора карбоната натрия прибавить 1-2 капли раствора соляной кислоты. Выделяются пузырьки бесцветного газа.

Na₂CO₃ +2HCl2NaCl +H₂O +CO₂

5. Оксалаты- C₂O₄^2-

Реактив хлорид бария- BaCl₂

к 2-3 каплям раствора оксалата аммония прибавить 1-2 капли раствора хлорида бария. Образуется осадок белого цвета, растворимый в соляной и азотной кислотах.

BaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄BaC₂O₄(белый) + 2NH₄Cl

BaC₂O₄ + 2HNO₃ H₂C₂O₄ + Ba(NO₃)₂

Реактив перманганата калия в присутствии серной кислоты при температуре.

К 2-3 каплям раствора перманганата калия прибавляют 1-2 капли раствора серной кислоты, 2-3 капли раствора оксалата аммония. Раствор остается розовым. После нагревания на водяной бане раствор обесцвечивается.

2KMnO₄ (роз)+5(NH₄)₂C₂O₄+8H₂SO₄ ^t 2MnSO₄ (б/ц)+K₂SO₄+5(NH₄)₂SO₄+10CO₂+8H₂O

6. Фосфаты- PO₄^3-

Реактив хлорид бария- BaCl₂

К 2-3 каплям раствора натрия гидрофосфата прибавить 2-3 капли раствора хлорида бария. Выпадает белый осадок, растворимый в соляной и азотной кислотах.

BaCl₂+Na₂HPO₄BaHPO₄(белый) +2NaCl

BaHPO₄ +2HClBaCl₂(раствор) + H₃PO₄

Реактив нитрат серебра- AgNO₃

К 2-3 каплям раствора гидрофосфата натрия прибавить 2-3 капли раствора нитрата серебра. Образуется желтый осадок, растворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака.

3AgNO₃ +Na₂HPO₄Ag₃PO₄(желтый) + 2NaNO₃ + HNO₃

Ag₃PO₄ +3 HNO₃3AgNO₃ + H₃PO₄

Ag₃PO₄ +6NH₄OH [Ag(NH₃)₂]₃PO₄ (раствор) +6H₂O

7. Хроматы- CrO₄^2-

Реактив хлорид бария - BaCl₂

К 2-3 каплям раствора хлорида бария прибавить 2-3 капли раствора хромата калия. Образуется осадок желтого цвета, растворимый в соляной и азотной кислотах.

K₂CrO₄ + BaCl₂BaCrO₄(желтый)+ 2KCl

BaCrO₄+ 2HCl BaCl₂ +H₂C₂O₄

Реактив нитрат серебра- AgNO₃

К 2-3 каплям раствора хромата калия прибавить 2-3 капли раствора нитрата серебра. Образуется осадок красно-бурого цвета, растворимый в азотной кислоте и аммиаке.

2AgNO₃ + K₂CrO₄Ag₂CrO₄ (красно-бурый)+2KNO₃

Ag₂CrO₄ + 2HNO₃2AgNO₃ + H₂CrO₄

Ag₂CrO₄ +4NH₄OH [Ag(NH₃)₂]₂CrO4 + 4H₂O

Реактив нитрат свинца – Pb(NO₃)₂

К 2-3 каплям раствора хромата калия прибавить 2-3 капли раствора нитрата свинца. Образуется осадок ярко-желтого цвета, растворимый в азотной кислоте и избытке щелочи.

K₂CrO₄ +Pb(NO₃)₂PbCrO₄(желтый) + 2KNO₃

PbCrO₄ (желтый)+2HNO₃Pb(NO₃)₂ +H₂CrO₄