Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Частные реакции анионов первой аналитической группы. Действие группового реагента

Читайте также:
  1. A16 Действие рыночного механизма проявляется в том, что
  2. IV. Общностно ориентированное действие
  3. IV. По характеру ответной реакции, в зависимости от того, какие органы в ней участвуют
  4. IV. Решение примеров и задач действием деления.
  5. Quot;Крестьянский вопрос" в первой половине XIX века.
  6. V. Объединение в общества и общественно ориентированное действие
  7. V7: Воздействие финансов на экономику и социальную сферу
  8. А) Если на систему оказано воздействие, то она будет действовать таким образом, чтобы уменьшить влияние этого воздействия
  9. А. Образование в первой половине XIX в.
  10. А. Свойства и виды рецепторов. Взаимодействие рецепторов с ферментами и ионными каналами

 

Групповым реагентом является хлорид бария в нейт­ральном или слабощелочном растворе. Хлорид бария со всеми аннонами первой аналитической группы дает осад­ки белого цвета, за исключением хромата бария ВаСrО4 — желтого цвета. Кроме того, все осадки, за исключением BaSO4, растворяются в азотной кислоте. Осадок бората ба­рия Ва(ВО2)2 выпадает только из концентрированных рас­творов, осадок тиосульфата бария BaS2O3 образуется толь­ко при прибавлении избытка ВаСl2.

Реакции обнаружения сульфат-иона SO2-4

1. Групповой реагент хлорид бария ВаСl2 образует с растворами, содержащими сульфат-ионы, белый осадок BaSO4, практически нерастворимый в кислотах:

ВаСl2 + Na2SO4 = BaSO4↓+ 2NaCl;

Ва 2+ + SO2-4= BaSO4↓.

 

Реакция является фармакопейной.

2. Соли свинца (II) осаждают из растворов сульфатов белый осадок PbSO4:

 

Pb(NO3)2 + Na2SO4 = PbSO4↓ + 2NaNO3;

Pb(CH3COO)2 + Na2SO4 = PbSO4↓ + 2CH3COONa;

Pb2+ + SO2-4= PbSO4↓.

 

Осадок PbSO4 растворяется при нагревании в щелочах и ацетате аммония:

 

PbSO4 + 4NaOH = Na2PbO2 + Na2SO4 + 2H2O;

PbSO4 + 4OH- = PbO2-2 + SO2-4+ 2H2O;

2PbSO4 + 2CH3COONH4 → [Pb(CH3COO)2 • PbSO4] +

(NH4)2SO4.

 

Образующиеся плюмбиты и комплексная соль ацетата и сульфата свинца растворимы в воде.

Реакции обнаружения сульфит-иона SO2-3

Ион SO2-3 - анион сернистой кислоты H2SO3, которая существует только в водных растворах. Кислота неустойчива и разлагается постепенно на SO2 и воду. В воде рас­творимы лишь сульфиты щелочных металлов и аммония. В водных растворах сульфиты постепенно окисляются в сульфаты, так как сама кислота и ее соли обладают силь­ными восстановительными свойствами. При взаимодейст­вии с очень сильными восстановителями сернистая кисло­та и ее соли проявляют окислительные свойства:

 

H2SO3 + 2H2S = 3S + 3Н2О.

 

1. Групповой реагент ВаСl2 с солями сернистой кисло­ты дает белый кристаллический осадок BaSO3:

 

Na2SO3 + ВаСl2 = BaSO3↓ + 2NaCl;

SO2-3 + Ba2+ = BaSO3.

BaSO3 растворяется в сильных кислотах, выделяя SO2:

 

BaSO3 + 2НСl = ВаСl2 + H2SO3;

H2SO3 = Н2О + SO2↑.

 

2. Разбавленные минеральные кислоты разлагают со­ли сернистой кислоты с выделением оксида серы (IV), имеющего характерный запах жженой серы:



 

Na2SO3 + 2НСl = 2NaCl + SO2↑+ Н2О.

 

Оксид серы (IV) обнаруживают также по его способнос­ти обесцвечивать растворы йода или перманганата калия:

 

I2 + SO2 + 2Н2О = 2HI + H2SO4;

5SO2 + 2KMnO4 + 2Н2О = 2MnSO4 + K2SO4 + 2H2SO4.

 

3. Раствор йода I2 обесцвечивается не только оксидом серы (IV), но и растворами сульфитов:

 

Na2SO3 + I2 + Н2О = Na2SO4 + 2HI.

 

Реакцию следует проводить в слабокислой среде, так как в щелочной среде йод обесцвечивается и в отсутствие сульфитов. Кроме того, проведению реакции мешают сульфйд-ионы S2- и нитрит-ионы NO-2 .

Реакции обнаружения тиосульфат-иона S2O2-3

S2O2-3 - анион тиосерной кислоты H2S2O3. Тиосерная кислота очень неустойчива и разлагается на сернистую кислоту и серу:

 

H2S2O3 = H2SO3 + S.

Соли щелочных металлов этой кислоты устойчивы и являются сильными восстановителями.

1. Хлорид бария ВаСl2 образует с ионом S2O2-3 белый осадок тиосульфата бария BaS2O3:

 

Na2S2O3 + ВаСl2 = BaS2O3↓ + 2NaCl;



S2O2-3 + Ba2+ = BaS2O3.

 

Осадок растворим в кипящей воде и в разбавленных минеральных кислотах, кроме серной.

2. Минеральные разбавленные кислоты вытесняют из тиосульфатов тиосерную кислоту H2S2O3:

 

Na2S2O3 + 2HCl = H2S2O3 + 2NaCl.

 

Тиосерная кислота разлагается:

 

H2S2O3 = S↓ + SO2↑ + H2O.

 

От выделяющейся серы раствор мутнеет. Нагревание ускоряет реакцию. Выделение свободной серы отличает ион S2O2-3 от иона SO2-3. Реакция является фармакопейной.

3. Нитрат серебра AgNO3 дает в растворах солей тио­серной кислоты белый осадок Ag2S2O3:

 

Na2S2O3 + 2AgNO3 = Ag2S2O3↓ + 2NaNO3;

S2O2-3 + 2Ag+ = Ag2S2O3↓.

 

Осадок постепенно буреет и в конце концов становится черным вследствие образования Ag2S:

 

Ag2S2O3 + H2O = Ag2S↓ + H2SO4.

 

Соль Ag2S2O3 растворима в избытке раствора тиосуль­фата натрия с образованием комплексного соединения:

 

Ag2S2O3 + 3Na2S2O3 = 2Na3[Ag(S2O3)2].

 

При проведении этой реакции необходимо добавлять избыток нитрата серебра. Это одна из наиболее характерных реакций на тиосульфат-ион.

 

Реакции обнаружения борат-иона ВО-2 и тетраборат-иона В4О72-

Ортоборная (борная) кислота Н3ВО3 представляет со­бой твердое вещество белого цвета. Соли борной кислоты неизвестны и являются производными либо метаборной кислоты НВО2, либо тетраборной Н2В4О7. Из борнокислых солей растворимы в воде только соли щелочных металлов, из которых самой важной является тетраборат натрия (бу­ра) Na2B4O7 • 10Н2О. Бура как соль слабой кислоты гидролизуется, водный раствор ее имеет щелочную реакцию:

 

Na2B4O7 + 7Н2О ↔ 4Н3ВО3 + 2NaOH;

В4О72- + 7Н2О ↔ 4Н3ВО3 + 2ОН-.

 

1. Хлорид бария ВаСl2 осаждает из концентрирован­ных растворов буры белый осадок метабората бария Ва(ВО2)2:

 

Na2B4O7 +ВаСl2 + 3Н2О = Ва(ВО2)2↓ + 2Н3ВО3 + 2NaCl;

В4О72- +Ва2+ + 3Н2О = Ва(ВО2)2↓ + 3Н3ВО3.

 

Осадок метабората бария растворим в разбавленных уксусной, соляной и азотной кислотах.

2. Куркумовая бумага (бумага, пропитанная раствором красителя куркумина). Бумага, смоченная подкисленным раствором бората или борной кислоты, после высыхания окрашивается в красно-бурый цвет. Если на окрашенное мес­то подействовать щелочью, то красно-бурый цвет меняется на сине-черный или серо-черный (в зависимости от концентра­ции борат-иона). Проведению этих реакций мешают окисли­тели. Реакция очень характерна и является фармакопейной.

3. Этиловый спирт и концентрированная серная кис­лота с сухой борной кислотой или сухими боратами обра­зуют борноэтиловый эфир, окрашивающий пламя в ха­рактерный зеленый цвет:

 

Na2B4O7 +H2SO4+ 5H2O = Na2SO4 + 4Н3ВО3;

Н3ВО3 + 3С2Н5ОН = (С2Н5О)3В + 3Н2О.

 

С метиловым спиртом образуется борнометиловый эфир:

 

Н3ВО3 + 3СН3ОН = В(ОСН3)3 + 3Н2О.

 

Реакции мешают хлориды и бромиды меди, которые также окрашивают бесцветное пламя в зеленый цвет. Реакция является фармакопейной.

Реакции обнаружения фосфат-иона РО43-

Фосфат-иону РO43- соответствует фосфорная кислота Н3РО4. Эта кислота образует три ряда солей: средние, на­пример Na3PO4, и два типа кислых, например Na2HPO4, NaH2PO4. В воде растворяются все фосфаты щелочных ме­таллов и дигидрофосфаты щелочноземельных металлов. В водном растворе гидрофосфата щелочного металла, на­пример Na2HPO4, присутствуют ионы НРО42-, Н2РО-4, РО43-, а также свободная фосфорная кислота Н3РО4. Концентра­ция указанных ионов различна. Концентрация дигидрофосфат-иона значительно больше, чем гидрофосфат-иона и фосфат-иона.

Нерастворимые в воде фосфаты, гидрофосфаты и дигид­рофосфаты хорошо растворяются в минеральных кислотах. Большинство из них растворяется также в уксусной кислоте.

1. Хлорид бария ВаСl2 образует с раствором Na2HPO4 белый осадок ВаНРО4, растворимый в кислотах (кроме H2SO4):

 

ВаСl2 + Na2HPO4 = ВаНРО4↓ + 2NaCl.

 

Если проводить реакцию в присутствии щелочей или аммиака, то ионы НРО42- превращаются в РО43- и осажда­ется средняя соль.

2. Магнезиальная смесь (водный раствор аммиака, хлорида аммония и хлорида магния) дает с ионом РО43- бе­лый кристаллический осадок магнийаммоний фосфата MgNH4PO4:

 

Na2HPO4 + MgCl2 + NH4OH = MgNH4PO4↓ + 2NaCl+ H2O;

НРО42- + Mg2+ + NH4OH = MgNH4PO4↓ + H2O.

 

Осадок легко растворяется в кислотах и не растворяет­ся в растворе аммиака. Эта реакция характерна для фос­фат-иона РО43- и является фармакопейной.

3. Молибдат аммония (NH4)2MoO4 в азотнокислых рас­творах фосфатов при нагревании дает желтый кристалли­ческий осадок фосформолибдата аммония:

 

Na2HPO4 + 12(NH4)2MoO4 + 23HNO3 =

= (NH4)3H4[P(Mo2O7)6]↓ + 21NH4NO3 +

+ 2NaNO3 + 10H2O;

 

НРО42- + 3NH+4 + 12MoO42- + 23Н+ = (NH4)3H4[P(Mo2O7)6]↓+ 10H2O.

 

Осадок растворяется в щелочах и растворе аммиака, но не растворяется в азотной кислоте. Он растворяется также в избытке гидрофосфата натрия, поэтому к нагретому реа­генту надо прибавлять исследуемый раствор, а не наоборот.

Присутствие ионов SO32- и S2O32- мешает реакции, так как эти ионы восстанавливают Mo(VI) и раствор окраши­вается в синий цвет.

Эта реакция применяется для обнаружения фосфатов в моче и является фармакопейной.

4. Нитрат серебра AgNO3 образует с растворами солей фосфорной кислоты желтый осадок фосфата серебра, растворимый в азотной кислоте:

 

2Na2HPO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4↓ + 3NaNO3 + NaH2PO4;

2 HPO2-4 + 3Ag+ = Ag3PO4↓ + H2PO-4.

 

Осадок растворяется также в растворе гидроксида ам­мония с образованием комплексной соли:

 

Ag3PO4 + 6NH4OH = [Ag(NH3)2]3PO4 + 6Н2О.

 

Реакция является фармакопейной.

Реакции обнаружения карбонат-иона СO32-

Карбонат-ион СO32-- анион угольной кислоты Н2СО3, которая в свободном состоянии неизвестна. При вытесне­нии из солей кислотами она распадается на СО2 и Н2О. Карбонаты щелочных металлов в растворах вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию.

1. Хлорид бария ВаСl2 дает с ионом СO32-белый осадок ВаСО3:

 

Na2CO3 + ВаСl2 = ВаСО34 + 2NaCl;

СO32-+ Ва2+= ВаСО3.

 

Как и все карбонаты, ВаСО3 легко растворяется в уксусной и минеральных кислотах.

2. Кислоты. Важнейшей реакцией на карбонат-ион яв­ляется реакция разложения карбонатов с помощью раз­бавленных минеральных кислот. При этом с шипением выделяются пузырьки диоксида углерода:

 

Na2CO3 + 2НСl = 2NaCl + CO2↑ + Н2O.

 

Выделяющийся углекислый газ можно легко обнару­жить с помощью газоотводной трубки, опущенной в извест­ковую воду. Выпадает белый осадок карбоната кальция:

 

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ +Н2О.

 

Проведению реакции мешают ионы SO32-и S2O32-, так как при взаимодействии их с кислотами выделяется сер­нокислый газ, который образует с известковой водой бе­лый осадок сульфита кальция. Перед обнаружением кар­бонат-ионов целесообразно окислить SO32- до SO42- добавлением в исследуемый раствор пероксида водорода.

Реакция является фармакопейной.

3. Сульфат магния образует в растворах карбонатов бе­лый осадок карбоната магния:

 

Na2CO3 + MgSO4 = MgCO3↓ + Na2SO4;

CO32- + Mg2+ = MgCO3↓.

 

Осадок растворим в кислотах. Гидрокарбонаты образу­ют осадок с MgSO4 только при кипячении.

Реакция является фармакопейной.

4. Фенолфталеин. Карбонаты и гидрокарбонаты ще­лочных металлов гидролизуются и имеют щелочную реак­цию среды:

 

СО32- + НОН ↔ НСО-3 + ОН-;

НСО-3 + НОН ↔ Н2СО3 + ОН-.

 

При добавлении фенолфталеина в водный раствор этих солей появляется розовая окраска.

Реакции обнаружения оксалат-иона С2О42-

Оксалат-ион С2О42- — анион щавелевой кислоты Н2С2О4. Щавелевая кислота представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде. Сла­бый электролит.

1. Хлорид бария ВаСl2 образует с С2О42- белый творо­жистый осадок оксалата бария ВаС2О4:

 

(NH4)2C2O4 + ВаСl2 = ВаС2О4↓ + 2NH4Cl; С2О42- + Ва2+ = ВаС2О4↓.

 

Осадок ВаС2О4 легко растворяется в соляной и азотной кислотах, а в уксусной кислоте растворяется при кипячении.

2. Хлорид кальция СаСl2 дает с ионом С2О42- белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция СаС2О4:

 

(NH4)2C2O4 + СаСl2 = СаС2О4↓ + 2NH4Cl;

С2О42- + Са2+ = СаС2О4↓,

 

не растворимый в уксусной кислоте даже при кипячении но легко растворяющийся в НСl и HNO3.

Эта соль входит в состав мочевых камней.

3. Перманганат калия КМnО4 в присутствии серной кислоты при слабом нагревании окисляет ионы С2О42- до диоксида углерода СО2, а сам восстанавливается до бес­цветного иона Мn2+ и раствор обесцвечивается:

 

5(NH4)2C2O4 + 2KMnO4 + 8H2SO4= 2MnSO4 + K2SO4 +

+ 5(NH4)2SO4 + 10CO2↑ + 8H2O;

5C2O42- + MnO4 + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O.

 

Реакция широко используется в количественном анализе.

Реакции обнаружения хромат-иона СrО42-

О соединениях хрома написано в § 11.1.

1. Хлорид бария ВаСl2 с хромат-ионом образует жел­тый осадок хромата бария ВаСrО4:

 

К2СrO4 + ВаСl2 = ВаСrО4↓ + 2KCl;

СrО42- + Ва2+ = ВаСrО4↓.

 

Осадок растворим в минеральных кислотах, но не рас­творяется в уксусной кислоте. Дихромат-ионы Сr2О7 об­разуют желтый осадок с хлоридом бария только в присут­ствии ацетата натрия (см. § 10.3).

2. Нитрат свинца (II) Pb(NO3)2 дает с хромат-ионами осадок желтого цвета:

 

Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4↓ +2KNO3;

Pb2+ + CrO2-4 = PbCrO4↓.

 

Осадок растворяется в азотной кислоте и щелочах.

3. Нитрат серебра AgNO3 при взаимодействии с хроматами щелочных металлов дает кирпично-красный осадок хромата серебра Ag2CrO4:

 

2AgNO3 + K2CrO4 = Ag2CrO4↓ +2KNO3;

2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4↓.

 

Осадок растворим в азотной кислоте и растворе аммиа­ка, но не растворяется в уксусной кислоте.

4. Пероксид водорода в кислой среде окисляет дихро­мат-ионы Сr2О72- до надхромовои кислоты синего цвета:

 

К2Сr2O7 + 4Н2О2 + H2SO4 = 2Н2СrO6 + K2SO4 + 3Н2О;

Сr2О72- + 4Н2О2 + 2Н+ = 2Н2СrO6 + 3Н2О.

 

В водных растворах надхромовая кислота очень неус­тойчива и разлагается с образованием солей хрома (III). Синий цвет раствора переходит в зеленый. При добавле­нии к водному раствору надхромовои кислоты амилового спирта С5Н11ОН или диэтилового эфира (С2Н5)2О кислота переходит при встряхивании в органический слой, кото­рый окрашивается в синий цвет.

ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

1.Какие химические элементы способны к образованию ани­онов? Приведите примеры.

2. Как классифицируются анионы по своим ОВ-свойствам?

3. Какие анионы проявляют свойства как окислителя, так и восстановителя?

4. Как анионы подразделяются на группы?

5. Почему открытие анионов в отличие от катионов обыч­но ведут дробным методом?

6. Какова биологическая роль элементов, входящих в состав анионов: а) углерода и кремния; б) фосфора; в) кислорода; г) серы; д) фтора; е) хлора; ж) йода?

7. Перечислите важнейшие химические соединения анионов первой группы, применяемых в медицине.

8. Бариевая соль какого аниона первой аналитической груп­пы не растворяется в кислотах?

9. Какой анион первой аналитической группы дает осадок желтого цвета с групповым реагентом?

10. С помощью какой реакции можно обнаружить сульфит-ион SO2-3 в присутствии карбонат-иона? Напишите уравнение реакции.

11. Какая реакция позволяет отличить тиосульфат-ион S2O2-3 от сульфит-иона SO2-3?

12. Какая реакция является характерной и одновременно фарма­копейной для обнаружения: а) борат-ионов; б) фосфат-ионов?

13. Какие анионы могут мешать обнаружению карбонат-ио­нов? Как устранить мешающее действие некоторых анионов при обнаружении карбонат-иона?

14. Какая реакция обнаружения оксалат-ионов широко ис­пользуется в количественном анализе ? Напишите урав­нение реакции.

15. Как взаимодействуют хроматы и дихроматы с пероксидом водорода?

 


Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 145; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Биологическая роль элементов, входящих в состав анионов | Частные реакции анионов второй аналитической группы. Действие группового реагента
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2017 год. (0.047 сек.) Главная страница Случайная страница Контакты