Основи аналітичної хімії (стр. 12 из 26)

Виконання реакції

До 1 мл розчину, що містить іони РО43-, додати 10-12 краплин концентрованої HNO3, нагріти до кипіння та прокип’ятити 2-3 хвилини. Після цього додати 5-6 мл молібденової рідини і знову нагріти, потім залишити на 5 хвилин. Утворюється яскраво-жовтий осад.

Виявленню РО43- заважають іони AsO43- та SiO32-, утворюючи подібні за зовнішнім виглядом осади. Вплив цих іонів можна усунути, додаючи винну кислоту.

Характерні реакції на борат-, метаборат- та тетраборат-іони BO33-, BO2-, B4O72-

Метиловий спирт СН3ОН у присутності концентрованої H2SO4 утворює з боратами летку сполуку - борнометиловий ефір, який при згорянні забарвлює полум’я в яскраво-зелений колір. Виконання реакції

2-3 мл розчину, що містить іони ВО2- (ВО33- або В4О72-), внести до порцелянової чашки та випарити досуха. До сухого залишку додати 3-4 краплини концентрованої Н2SO4 та 10-15 краплин метилового спирту СН3ОН. Суміш у чашці перемішати паличкою та відразу (!) запалити. З’являються спалахи зеленого кольору.

Виявленню ВО33-, ВО2- чи В4О72- не заважають інші аніони, заважають іони Cu²⁺, Ba²⁺.

Характерні реакції на фторид-іони F-

Сірчана кислота H2SO4. Для виявлення іонів F- використовують здатність фторидів при реакції з концентрованою H2SO4 виділяти газуватий фтористий водень НF, що призводить до руйнування скла (НF взаємодіє з SіО2 - складовою частиною скла). 2NaF + H2SO4 = 2HF↑ + Na2SO4

SiO2 + 4HF = SiF4↑ + 2H2O

SiF4 + 4H2O = H4SiO4↓ + 4HF↑

Виконання реакції

3-4 мл розчину, що містить іони F-, внести до порцелянової чашки та випарити досуха. Сухий залишок перенести в пробірку, додати 3-4 краплини концентрованої H2SO4. Через 1-2 хвилини пробірку обережно (!) сполоснути водою. У присутності іонів F- дно пробірки стає матовим.

Вивчення реакцій на аніони II аналітичної групи Дія групового реагенту AgNO3

Нітрат срібла утворює з іонами Cl-, Br-, I- та S2- осади відповідних солей.

NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3

KBr + AgNO3 = AgBr↓ + KNO3

KI + AgNO3 = AgI↓ + KNO3

Na2S + 2AgNO3 = Ag2S↓ + 2NaNO3

Усі реакції проводять у середовищі розведеної (2н) НNО3.

Білий осад хлориду срібла AgCl нерозчинний у розведених мінеральних кислотах, проте розчинний у NH4ОН та в 10-12%-ному розчині карбонату амонію (NH4)2СО3. Розчинність AgCl у (NH4)2СО3 використовують для відокремлення Сl- від іонів Вr- та І- і подальшого його виявлення.

Жовтуватий осад броміду срібла AgBr нерозчинний у розведених кислотах та в розчині (NH4)2СО3, проте розчинний у NH4ОН. Світло-жовтий осад йодиду срібла AgI нерозчинний у жодному з перелічених реагентів. Чорний осад сульфіду срібла Ag2S нерозчинний у жодному з перелічених реагентів, проте при нагріванні розчиняється в 2н НNО3.

Виконання реакцій

До 0,5-1 мл розчинів, що містять аніони ІІ аналітичної групи, в окремих пробірках додати по 5-6 краплин НNО3 та по 3-4 краплини розчину AgNO3.

Характерні реакції на хлорид-іони Cl-

Нітрат срібла AgNO3 у середовищі розведеної НNО3 утворює з іонами Cl- білий осад хлориду срібла AgCl. На відміну від AgBr та AgI осад AggCl розчиняється в 10-12%-ному розчину карбонату амонію (NH4)2СО3, і це використовують для відокремлення Cl- від іонів Br- та I- і подальшого його виявлення.

Іони Cl- виявляють у розчині за допомогою трьох послідовно проведених реакцій:

а) NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3 - утворюється білий осад;

б) AgCl + (NH4)2CO3 = [Ag(NH3)2]Cl + CO2 + H2O - осад AgCl розчиняється з утворенням безбарвного розчину аміакату срібла;

в) [Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 = AgCl↓ + 2NH4NO3 або

[Ag(NH3)2]Cl + KI + 2H2O = AgI↓ + KCl + 2NH4OH - знову утворюється білий осад AgCl або світло-жовтий осад AgI.

Виконання реакції

До 1-2 мл розчину, що містить іони Сl-, додати 10-12 краплин НNО3 та 2 мл розчину азотнокислого срібла AgNО3 (до припинення реакції утворення осаду AgCl ). Осад відфільтрувати, промити 3-4 рази водою. Лійку з осадом вставити в чисту пробірку й осад на фільтрі обробити 2-3 мл розчину карбонату амонію (NH4)2СО3. До отриманого прозорого фільтрату додати:

а) розчин НNО3 до кислої реакції середовища (перевірити лакмусовим папірцем). Утворення білої каламуті вказує на наявність у досліджуваному розчині іонів Cl- ;

б) розчин КІ - утворення світло-жовтого осаду вказує на наявність Сl- у досліджуваному розчині.

Характерні реакції на бромід-іони Br-

Хлорна вода (розчин Сl2 у воді) виділяє з розчинів, що містять іони Вr-, вільний бром Вr2, який екстрагується органічним розчинником бензолом. Органічний шар при цьому набуває жовтого або жовто-бурого кольору.

бензол

2NaBr + Cl2 → Br2 + 2NaCl

Бром, який при цьому виділяється, вступає в реакцію з надміром хлорної води.

Утворюється блідо-жовта, майже безбарвна сполука ВrCl. Br2 + Cl2 = 2 BrCl

Реакцію проводять у кислому середовищі.

Виконання реакції

До 1-2 краплин(!) розчину, що містить іони Вr-, додати 1 мл води, 2-3 краплини Н2SО4 та 1-1,5 мл бензолу. Після цього додавати хлорну воду порціями по 3-5 краплин, постійно перемішуючи суміш. Спостерігати спочатку появу жовтого забарвлення, а потім його послаблення.

Виявленню Вr- заважають іони І-, а також велика кількість відновників у досліджуваному розчині.

Характерні реакції на йодид-іони I-

Хлорна вода (розчин Сl2 у воді) виділяє з розчинів, що містять іони І-, вільний І2, який екстрагується органічним розчинником бензолом. Органічний шар при цьому набуває рожево-фіолетового кольору: 2КІ + Сl2 → I2 + 2KI

Йод, що виділяється, вступає в реакцію з надлишком хлорної води. При цьому утворюється безбарвна йоднувата кислота НІО3: І2 + 5Cl2 + 6H2O = 2HIO3 + 10HCl

1 I2 - 10e + 6H2O = 2IO3- + 12H+

5 Cl2 + 2e = 2Cl-

Реакцію проводять у кислому середовищі.

Виконання реакції

До 1-2 краплин(!) розчину, що містиить іони І-, додати 1 мл води, 2-3 краплини Н2SО4 та 1-1,5 мл бензолу. Після цього додавати хлорну воду порціями по 3-5 краплин і перемішувати суміш. Спостерігати спочатку появу рожевофіолетового забарвлення, а потім його зникнення.

Виявленню І- заважають відновники у великій кількості.

Солі міді (наприклад, сірчанокисла мідь CuSO4 ) виділяють з розчинів, що містять іони І-, вільний І2. бензол

2CuSO4 + 4KI → Cu2I2↓ + 2K2SO4 + I2

Реакцію проводять у слабкокислому середовищі.

Виконання реакції

До 0,5-1 мл розчину, що містить іони І-, додати 1-1,5 мл бензолу та 3-4 краплини розчину CuSO4. Збовтати вміст пробірки. Органічний шар набуває рожево-фіолетового забарвлення.

Виявленню І- заважає наявність відновників у досліджуваному розчині.

Нітрит натрію NaNO2 (або нітрит калію KNO2) у присутності кислоти (?) виділяє з розчинів, що містять І-, вільний І2.

2KI + 2NaNO2 + 4HCl = I2 + 2NO + 2KCl + 2H2O + 2NaCl

2I- - 2e = I2

NO2- + e + 2H+ = NO + H2O

Виконання реакції

До 0,5-1 мл розчину, що містить іони І-, додати 2-3 краплини Н2SO4, 1-1,5 мл бензолу та 3-4 краплини розчину нітриту натрію NaNO2. Вміст пробірки збовтати. Оpганічний шар набуває рожево-фіолетового забарвлення.

Виявленню І- заважає наявність великих кількостей відновників у досліджуваному розчині.

Характерні реакції на сульфід-іони S2-

Соляна кислота НСl виділяє з розчинів, що містять сульфід-іони S2-, сірководень H2S.

Na2S + 2HCl = 2NaCl + H2S↑

Виконання реакції

До 1-2 мл розчину, що містить іони S2-, додати (по одній!) 3-4 краплини НСl.

Після додавання кожної краплини НСl вміст пробірки необхідно струшувати. Виділення газуватого сірководню H2S можна виявити: а) за характерним запахом;

б) за почорнінням фільтрувального папірця, змоченого розчином ацетату свинцю Pb(CH3COO)2 . Внаслідок реакції

Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS↓ + 2CH3COOH утворюється чорний осад сульфіду свинцю PbS.

Інші аніони не заважають виявленню S2- за цією реакцією.

Нітропрусид натрію Na2[Fe(CN)5NO] у середовищі NаОН утворює з сульфід-іонами S2- червоно-фіалкову сполуку. Аніони SO32- утворюють з цим реагентом червоний продукт реакції, але лише в нейтральному середовищі, а в лужному не заважають виявленню S2-.

Виконання реакції

До 0,5-1 мл розчину, що містить іони S2-, додати 2-3 краплини розчину NаОН та 3-4 краплини розчину нітропрусиду натрію. З’являється червоно-фіалкове забарвлення.

Інші аніони не заважають виявленню S2-.

Солі кадмію (наприклад, нітрат кадмію Cd(NO3)2 ) утворюють з сульфідіонами S2- жовтий осад сульфіду кадмію, малорозчинний у СН3СООН та розведеній НСl.

Реакцію проводять у середовищі СН3СООН або розведеної НСl.

Виконання реакції

До 0,5-1 мл розчину, що містить іони S2-, додати 1-2 краплини НСl та 5-6 краплин розчину Cd(NO3)2. З’являється жовтий осад.

Інші аніони не заважають виявленню S2-. Заважають катіони, які утворюють з

S2- забарвлені сульфіди.

Йодна вода (розчин I2 у воді) у нейтральному або слабколужному середовищі та розчин перманганату калію КMnO4 у кислому середовищі знебарвлюються, якщо до них додавати розчин, що містить іони S2- . Виконання реакції (див. Виявлення іонів SO32- (с. ).

Вивчення реакцій на аніони III аналітичної групи Характерні реакції на нітрит-іони NO2-

Соляна кислота НСl виділяє з розчинів, що містять іони NO2- , газуватий безбарвний оксид азоту NO, який при взаємодії з киснем повітря перетворюється на діоксид азоту - бурий газ, що має різкий запах.

3NaNO2 + 3HCl = 3NaCl + HNO3 + 2NO↑ + H2O

2NO + O2 = 2NO2

Виконання реакції

До 1-2 мл розчину, що містить іони NO2-, додавати (по одній!) 3-4 краплини НСl. Після додавання кожної краплини вміст пробірки необхідно струшувати, спостерігаючи при цьому виділення бурого газу, що має різкий запах.

Інші аніони не заважають виявленню NO2-.

Йодид калію KI у присутності навіть оцтової кислоти СН3СООН окислюється іонами NO2- з виділенням вільного йоду I2:

2KI + 2KNO2 + 4CH3COOH = 4CH3COOK + 2NO + 2H2O + I2

Виконання реакції

До 0,5-1 мл розчину, що містить іони NO2-, додати 3-4 краплини розчину КI, 11,5 мл бензолу та 2-3 краплини СН3СООН. Вміст пробірки струсити.

Органічний шар набуває рожево-фіолетового забарвлення.