Групповые реакции анионов

Реагенты по своему действию на анионы разделяют на следующие группы:

1. Реактивы, разлагающие вещества с выделением газов. К ним относятся разбавленные минеральные кислоты – соляная или серная.

2. Реактивы, выделяющие анионы из растворов в виде малорастворимых осадков:

а) BaCl₂ в нейтральной. Осаждаются SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, CO₃^2-, PO₄^3-, B₄O₇^2-, AsO₄^2-, SiO₃^2-;

б) ANO₃ в 2н HNO_3. Осаждаются: Cl^-, Br^-, I^-, S^2-.

3) Реактивы - восстановители (KI)

4) Реактивы- окислители (KMnO_4, I₂, HNO_3(конц) , H₂SO₄).

Анионы при анализе в основном не мешают обнаружению друг друга, поэтому групповые реакции применяют не для разделения, а для предварительной проверки наличия или отсутствия той или иной группы анионов.

Выполнение качественных реакций

В качественном полумикроанализе применяют следующие операции: нагревание раствора, осаждение, отделение осадка от раствора, промывание осадка, выпаривание растворов и прокаливание сухого остатка.

Нагревание раствора ведут в пробирке на водяной бане. Кипячение раствора можно осуществлять в химическом стакане или фарфоровом тигле

Аналитические реакции, связанные с осаждением и растворением осадков, проводят в пробирках при перемешивании стеклянной палочкой после добавления каждой порции реактива. Все реакции выполняют по указанной методике, соблюдая порядок приливания реактивов, температуру, проверяя полноту осаждения и др.

Отделение осадка от раствора производят центрифугированием. Конические пробирки с разделяемой смесью ставят в гнездо центрифуги. В противоположный патрон помещают для равновесия такие же пробирки с равным объемом воды. Центробежная сила отбрасывает частицы осадка в конец пробирки и уплотняет его. Раствор, освобожденный от частиц осадка, называют центрифугатом. Его переносят в другую пробирку пипеткой с резиновым колпачком, стараясь не задеть осадок. Оставшуюся над осадком жидкость удаляют капиллярной пипеткой (без колпачка).

Осадок, отделенный от центрифугата, нужно обязательно промыть для удаления посторонних ионов дистиллированной водой, иногда разбавленным раствором осадителя. Для этого прибавляют 1-2 мл промывной жидкости, тщательно перемешивают стеклянной палочкой полученную смесь и вновь центрифугируют. Центрифугат удаляют пипеткой.

Концентрирование растворов или полное удаление воды проводят в фарфоровых чашках, нагреваемых на водяной бане. Выпаривают осторожно, не допуская разбрызгивания выделяющихся кристаллов водяным паром.

Прокаливание смесей для удаления солей аммония или органических веществ проводят в тиглях или фарфоровых чашках нагреванием на песчаных банях или электроплитке и только после остывания переносят на рабочий стол. Горячие тигли переносят щипцами.

1. Дробные реакции катионов

Опыт 1. Обнаружение иона натрия. Каплю раствора соли натрия NaCl вносят на петельке из нихромовой или платиновой проволоки в пламя горелки. В присутствии ионов натрия пламя окрашивается в характерный желтый цвет.

Опыт 2. Обнаружение иона аммония. К 1 мл раствора соли аммония NH₄NO₃ добавляют 3-4 капли концентрированного раствора NaOH и несколько капель реактива Несслера. Образуется красно-бурый осадок, растворимый в избытке солей аммония и кислой среде. Реакции мешают ионы тяжелых металлов, удаляемые действием избытка щелочи. Реакция специфична, обладает высокой чувствительностью. Напишите уравнения реакций.

Опыт 3. Обнаружение катиона Fe³⁺.

а) К нескольким каплям раствора соли железа (III) FeCl₃ добавляют 3-4 капли раствора гексацианоферрата (II) калия. Выпадает осадок темно-синего цвета (берлинская лазурь). Напишите уравнение реакции. Реакции мешают большие количества ионов металлов, дающих окраску с гексацианоферратом (II) калия, а также фторид -, оксалат- и фосфат- анионы, образующие с катионом Fe³⁺ более прочные комплексы.

б) К нескольким каплям раствора соли железа (III) добавляют 3-4 капли воды, 3 -5 капель роданида аммония и 1 -2 капли соляной кислоты. В присутствии ионов Fe³⁺ появляется красное окрашивание. Мешают фторид-, оксалат-, фосфат-, арсенит-, арсенат- и тартрат- анионы.

Опыт 4. Обнаружение катиона Fe²⁺. К 1-2 каплям раствора соли железа (II) FeSO₄ (необходимо, чтобы анализируемый раствор имел слабокислую реакцию) добавляют 3-4 капли раствора гексацианоферрата (III) калия. В присутствии ионов Fe²⁺ выпадает осадок синего цвета (турнбулевая синь). Напишите уравнение реакции.

Опыт 5. Обнаружение алюминия. Каплю раствора соли алюминия Al₂(SO₄)₃, помещенную на фильтровальную бумагу обрабатывают парами аммиака и добавляют 1-2 капли 0,2%-ного спиртового раствора ализарина. В присутствии ионов алюминия образуется фиолетовое пятно, которое после обработки уксусной кислотой дает розовое пятно алюминиевого лака. Реакции мешают ионы железа (III), меди (II ) и хрома (III).

Опыт 6. Обнаружение калия. К 2-3 каплям раствора соли калия KNO₃ добавляют 2-3 капли раствора винной кислоты H₂C₄H₄O₆. Стенки пробирки трут стеклянной палочкой. В присутствии ионов калия при pН 4-5 выпадает белый кристаллический осадок. Напишите соответствующие уравнения реакций. Осадок растворим в горячей воде, шелочах и кислотах, более сильных, чем винная. Мешают ионы аммония.

Опыт 7. Обнаружение меди. К 4 -5 капля раствора соли меди (II) добавляют 3-4 капли гексацианоферрата калия (II) K₄[Fe(CNS)₆] при рН <7. В присутствии ионов меди образуется красно-бурый осадок, растворимый в избытке гидроксида аммония. Реакции мешают ионы тяжелых металлов. Напишите уравнения реакций.

Опыт 8. Обнаружение кадмия. К капле раствора соли кадмия CdSO₄ добавляют раствор сульфида натрия Na₂S. В присутствии ионов кадмия выпадает осадок ярко желтого цвета. Напишите уравнение реакции.

Опыт 9. Обнаружение ионов свинца. К 4-5 каплям раствора соли свинца Pb(NO₃)₂ прибавляют по каплям раствор иодида калия KI. В присутствии ионов свинца выпадает желтый осадок, растворимый в горячей воде и в избытке реактива. Напишите ионные уравнения реакций. Данной реакции мешают ионы серебра, висмута и меди.

Опыт 10. Обнаружение ионов серебра. К 2-3 каплям, раствора соли серебра AgNO₃ прибавляют по каплям раствор НС1(разб.) до кислой среды. В присутствии ионов серебра выпадает белый творожистый осадок, чернеющий на свету. Напишите уравнения реакций. Обнаружению мешают ионы свинца и ртути.

Опыт 11. Обнаружение ионов бария. К 2-3 каплям раствора соли бария BaCl₂ добавляют 1-2 капли ацетата натрия CH₃COONa и 2-3 капли бихромата калия K₂Cr₂O₇. В присутствии ионов бария выпадает желтый осадок, растворимый в сильных кислотах и нерастворимый в уксусной кислоте. Напишите уравнения реакций.