Качественный анализ (кислотно-основная классификация) (стр. 10 из 13)

Все анионы второй аналитической группы в водных растворах бесцветны, их бариевые соли растворимы в воде.

Бромат - ион в кислой среде является эффективным окислителем, а все остальные являются восстановителями.

Аналитические реакции хлорид - иона Сl

В водных растворах хлорид - ион бесцветен, не гидролизуется, эффективный лиганд, способный к образованию устойчивых хлоридных комплексов с катионами многих металлов.

Хлориды аммония, щелочных, щелочно-земельных и большинства других металлов хорошо растворяются в воде. Хлориды меди (I) CuCl, серебра (I) AgCl, ртути (I) Hg₂Cl₂, свинца (II) РЬС1₂ мало растворимы в воде.

1.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

С1^- + Ag⁺ —> AgCl.(белый творожистый)

Осадок при стоянии на свету темнеет вследствие выделения тонкодисперсного металлического серебра за счет фотохимического разложения AgCl. Осадок растворяется в растворах аммиака, карбоната аммония, тиосульфата натрия с образованием растворимых комплексов серебра (I).

2.Реакция с сильными окислителями.

Хлорид - ионы окисляются сильными окислителями (КМпО₄, МпО₂, РЬО₂) в кислой среде до молекулярного хлора С1₂:

2 МпО₄~ + 10 СГ + ] 6 Н⁺ -> 2 Мп²⁺ + 5 С1₂ + 8 Н₂О

МпО₂ + 2 СГ + 4 Н⁺^ С1₂Т + Мп²⁺ + 2 Н₂О

Выделяющийся С1₂ обнаруживают по посинению влажной иодид - крахмальной бумаги вследствие образования молекулярного йода, который реагирует с крахмалом.

С1₂ + 2 I--> 2 С1- + 1₂

Образовавшийся вначале розово-фиолетовый раствор постепенно частично или полностью обесцвечивается. Каплю смеси наносят на иодид - крахмальную бумагу. На бумаге возникает синее пятно. Проведению реакции мешают восстановители (Вг-, Г).

3.Другие реакции хлорид - иона.

Хлорид - ионы образуют с К₂Сг₂0₇ в кислой среде летучий хлорид хромила СгО₂С1₂ (бурые пары).

Аналитические реакции бромид - иона Вг

Бромид - ион Вг^- - анион сильной кислоты НВг. В водных растворах бромид - ион бесцветен, не гидролизуется, обладает восстановительными свойствами, образует устойчивые бромидные комплексы с катионами многих металлов: Мало растворимы в воде бромиды меди (I) CuBr, серебра (I) AgBr, золота (I) AuBr и золота (III) AuBr₃, таллия (I) TIBr, ртути (I) Hg₂Br₂, свинца (II) РЬВг₂, а остальные бромиды, в том числе NUiBr хорошо растворимы в воде.

1.Реакция с AgNO₃ (фармакопейная).

Br^- + Ag⁺ —► AgBr (желтоватый)

Осадок AgBr практически нерастворим в воде, в азотной кислоте, в расгворе карбоната аммония. Частично растворяется в концентрированном растворе аммиака. Растворяется в растворе тиосульфата натрия с образованием тиосульфатного комплекса серебра (I) [Ag(S₂O₃)₂]³-:

AgBr + 2 S₂O₃²- -> [Ag(S₂O₃)₂]³- + Br-

2.Реакция с сильными окислителями (фармакопейная).

Сильные окислители (КМпО₄, МпО₂, КВгО₃, гипохлорит натрия NaCIO, хлорная вода, хлорамин и др.) в кислой среде окисляют бромид - ионы до брома:

10 Вг^- + 2 МпО₄^- + 16 Н⁺= 5 Вг₂ + 2 Мп²⁺+ 8 Н₂О

2 Вг^- + С1₂ -> Вг₂ + 2 СГ 5 Вг^-+ ВгО₃^-+ 6 Н⁺ -> 3 Вг₂ + 3 Н₂О

Вг₂, придающий водному раствору желто-бурую окраску, можно экстрагировать из водной фазы органическими растворителями (хлороформ, СС1₄, бензол), в которых он растворяется больше, чем в воде. Органический слой окрашивается в желто-бурый или желто-оранжевый цвет. Вг₂ также обнаруживается реакцией с фуксинсернистой кислотой на фильтровальной бумаге (сине - фиолетовая окраска), а также реакцией с флюоресценном (красное окрашивание).

Проведению реакции мешают другие восстановители (S²-,SO₃--. S₂O₃²-, арсенит - ионы и др.).

Аналитические реакции иодид — иона l-

Иодид-ион - анион сильной одноосновной кислоты HI. В водных растворах бесцветен, не гидролизуется, обладает выраженными восстановительными свойствами, каклиганд образует устойчивые иодидные комплексы с катионами многих металлов. NM₄I и иодиды большинства металлов хорошо растворяются в воде. Мало растворимы в воде Cul, Agl, Aul и Aul₃, T1I, РЫ₂ (растворяется при нагревании). Bil₃.

1.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

I^-+Ag⁺=AgI

Выпадает светло-желтый осадок иодида серебра. Agl практически нерастворим в воде, в азотной кислоте и в аммиаке. Растворяется в растворах Na₂S₂O₃ и при большом избытке в растворе иодид - ионов.

2.Реакция с окислителями (фармакопейная - с NaNO₂ и FeCb, в качестве окислителей).

21^- + С1₂ —> 1₂ + 2 С1^- (с хлорной водой)

21^- + 2 Fе³⁺ -> 1₂ + 2 Fe²⁺ (с FeCl₃)

21- + 2 NO₂^- + 4 Н⁺ -> I, + 2 NO + 2 Н₂О (с NaNO₂)

Выделяющийся йод окрашивает раствор в желто-коричневый цвет.

Молекулярный йод можно экстрагировать из водной фазы хлороформом, бензолом и другими органическими растворителями, не смещивающимися с водой, в которых молекулярный иод растворяется лучше чем в воде.

При избытке хлорной воды образующийся йод окисляется до бесцветной йодноватой кислоты Н1О₃ и раствор обесцвечивается:

1₂ + 5 CI₂ + 6 H₂0 -► 2 HIO₃ + 10 HC1

3.Йодкрахмальная реакция.

Молекулярный йод, возникающий при окислении иодид - ионов окислителями, часто открывают реакцией с крахмалом (синее окрашивание).

4.Реакция с солями свинца.

21^- + Pb²⁺= Рb1₂

Рb1₂ + 2 I -> [Рb1₄]^2-

Выпадает желтый осадок Рb1₂ растворимый в избытке KI.

Осадок растворяется в воде (подкисленной уксусной кислотой) при нагревании. При охлаждении раствора иодид свинца выделяется в виде красивых золотистых чешуйчатых кристаллов (-реакция золотого дождя-).

5.Реакция окисления бромид - и иодид - ионов.

Используют для открытия Вг^- и 1^- при их совместном присутствии.

Аналитические реакции бромат - иона BrO₃

Бромат - ион - анион одноосновной бромноватой кислоты НBrO₃ средней силы, в водных растворах бесцветен, почти не подвержен гидролизу, обладает выраженными окислительными свойствами.

NABrO₃ - хорошо, КВгО₃ - умеренно растворимы в воде. Мало растворимы в воде: AgBrO₃, Ва(ВгО₃)₂, РЬ(ВгО₃)₂.

1.Реакция с нитратом серебра.

BrO₃ + Ag —> AgBrO₃.(бледно-желтый)

Осадок AgBrO₃ растворяется в разбавленных растворах HNO₃, H₂SO₄, в растворах аммиака, Na₂S₂O₃.

2.Реакция восстановления бромат - ионов бромид - ионами или иодид- ионами в кислой среде до Вг₂.

ВгО₃^- +5 Вг^- + 6 Н⁺ -> 3 Вг₂ + 3 Н₂О

ВгО₃- + 6 1^- + 6 Н⁺ — 3 h + 3 Н₂О + Вг-

Выделяющиеся свободные Вг₂ и 1₂ обнаруживают, экстрагируя их из водной фазы в органическую. В пробирке органический слой окрашивается в оранжевый цвет (образовался Вг₂), во второй - в фиолетовый цвет (присутствует 1₂).Проведению реакции мешают восстановители (S-. SO₃~-, S₂O₃ - и др.).

3.Другие реакции бромат - иона.

Бромат - ион в кислой среде окисляет анионы - восстановители S²-, SO₃²- и S₂O₃~- до сульфат - ионов SO₄--. Сам бромат - ион восстанавливается вначале до Вг₂ (раствор желтеет), а при избытке указанных восстановителей - до бромид - иона Вг' (раствор обесцвечивается). С сульфид - ионами:

8 ВгОз- + 5 S²- + 8 Н⁺-^ 4 Вг₂ + 5 SO₄²- + 4 Н₂О

4 Br₂ + S²- + 4 Н,0 •— 8Br- + SO₄²- + 8 Н⁺ С сульфит- ионами:

2 ВгОз- + 5 SO₃²- + 2 Н⁺ -> Вг₂ + 5 SO₄²- + Н₂О

Br₂ + SO₃²- + Н₂О — 2 Вг- + SO₄²- + 2 Н⁺

С тиосульфат - ионами:

8 ВгО₃- + 5 S₂O₃^2- + H₂O — 4 Br₂ + 10 SO₄^2- + 2 FT

4 Br₂ + S₂O₃²- + 5 H₂O -- 8 Br' + 2 SO₄²- +10 H⁺

Бромат- ионы (концентрированный раствор) с ВаС1₂ образуют белый кристаллический осадок бромата бария ВаВгО₃, растворимый в НС1 и HNO3. ВЮ₃- + Bad, ->■ ВаВЮ₃ + 2 СГ

Аналитические реакции цианид - иона CN^-

Цианиды - соли, содержащие цианид - анионы CN- слабой цианистоводородной кислоты HCN (синильной кислоты).

Синильная кислота - летуча (имеет запах горького миндаля), очень ядовита и даже при незначительных дозах (меньше 0,05 г) приводит к смерти'

Цианид - ион в водных растворах бесцветен, сильно гидролизуется, обладает восстановительными свойствами, является очень эффективным лигандом и образует многочисленные весьма устойчивые цианидные комплексы с катионами многих металлов.

Цианиды щелочных и щелочно - земельных металлов, а также цианид ртути (II) Hg(CN)₂ растворяются в воде. Остальные цианиды мало растворимы в воде. При кипячении в водных растворах CN- практически полностью гидролитически разлагается до аммиака и формиат - ионов:

CN- + 2 Н₂О -> NH₃ + НСОО-. Под действием кислорода воздуха цианид - ионы окисляются до цианат - ионов NCO-:

2 CN + О₂ -> 2 NCO-

Цианиды, особенно KCN, - сильно ядовитые вещества. Поэтому при работе с ними следует соблюдать повышенную осторожность! Все операции проводятся только под тягой! Избегать разбрызгивания растворов!

1.Реакция с нитратом серебра.

Образованием бесцветных дицианоаргентат (I) - ионов [Ag(CN)₂]-:

CN- + Ag⁺ -> AgCNCN- + AgCN -> [Ag(CN)₂]^-

Этот процесс протекает до тех пор, пока все присутствующие в растворе ионы CN- прореагируют с катионами серебра. По мере дальнейшего прибавления AgNO₃ из раствора осаждается,белая малорастворимая комплексная соль Ag[Ag(CN)2]: