Качественный анализ (кислотно-основная классификация) (стр. 7 из 13)

1.Реакция с щелочами (фармакопейная).

Hg²⁺ + 2 ОН- -> HgО|(желтый) + Н₂О

Осадок HgO растворяется в азотной кислоте, в растворах хлоридов и иодидов щелочных металлов с образованием соответственно Hg(NO₃)₂. HgCl₂ и комплекса [Hgl₄f:

HgO + 2 HNO₃ — Hg(NO₃)₂ + H₂O

HgO +2 Cl- + H₂O - HgCl, + 2 OH-

HgO +4 Г + H₂O - [Hgl₄]²- + 2 OH-

2.Реакциясаммиаком.

HgCl₂ + 2 NH₃ — HgNH₂CL6елый) + NH₄C1 2 Hg(NO₃)₂ + 4 NH₃ + H₂O --[OHg₂NH₂]NO₃ (белый) + 3 NH₄NO₃

Осадки растворяются (лучше - при нагревании) в избытке аммиака; но только в присутствии солей аммония, с образованием бесцветного комплексного катиона гетрамминртути (II) [Hg(NH₃)₄]²⁺.

1 После выпадения осадков в пробирки добавляют по 3-4 капли водного раствора соли аммония (NH₄C1 или NH₄NO₃) и по каплям - водный раствор аммиака при перемешивании до полного растворения осадков:

HgNH₂Cl + 2 NH₃ + NH₄⁺ -+ [Hg(NH₃)₄]²⁺ + СГ |OHg₂NH,]NO₂ + 4 NH₃ +3 NH₄⁺ — 2 [Hg(NH₃)₄]²⁺ +NO₃- + H₂O

3.Реакция с иодидом калия (фармакопейная).

Hg²⁺ + 2 Г ■— Hgbi(KpacHufi) Hgl₂ + 21-^ [Hgl₄]²- (бесцветный)

Доведению реакции мешают катионы Pb²⁺, Cu²⁺, Ag⁺, Bi(III), а также окислители. Капельный метод рекомендуется для открытия Hg²⁺ даже в присутствии мешающих катионов.

4.Реакция с сульфид - ионами (фармакопейная).

Реакция протекает в несколько стадий. Вначале образуется белый осадок, постепенно изменяющий окраску через желто - красную и бурую на коричнево-черную при избытке сульфид - ионов.

3 HgCl, + 2 H₂S — 2 HgSHgCl₂ + 4 НС1

2 HgS-HgCl₂ + H₂S •— 3 HgS (коричнево-черный) + 2 HC1

Аналогично протекают реакции HgCl₂ с сульфидом натрия Na₂S.

Выпадает белый осадок, чернеющий при дальнейшем прибавлении Na₂S или HgS, H₂S не растворяется в разбавленной азотной кислоте, но растворим в царской водке (смесь НС1 + НNО₃)

3 HgS +6 HC1 + 2 HNO₃ — 3 HgCl₂ + 2 NO + 3S + 4 H₂O

5.Реакция с хлоридом олова (II).

Катионы Hg²⁺ восстанавливается олово (II) вначале до Hg₂²⁺, а затем - до металлической ртути Hg°.

2 Hg²⁺ + [SnCl₄]²- + 4 СГ — Н_ё2С1₂|(белый) + [SnCl₆f - Hg₂Cl₂ + [SnCl₄f — 2 Hg° (темный) + [SnCl₆f Выпадает белый осадок Hg₂Cl₂, который постепенно'темнеет.- Проведению реакции мешают катионы Ag²⁺, Hg₂², Sb(III), Bi(III). _t

6.Реакция с металлической медью.

Катионы Hg²⁺ восстанавливаются металлической медью до металлической ртути. Hg²⁺ + Си⁰ -> Hg° (темный) + Си²⁺

Методика. На медную поверхность наносят каплю раствора соли ртути (II). На поверхности возникает темное пятно, которое при протирании фильтровальной бумагой становится серебристо-блестящим.

7.Реакция с хромат - ионами.

Hg²⁺ + СгО₄²' —>СгО₄(желтый)

8.Другие реакции катионов ртути (II).

Катионы Hg²⁺ с ортофосфат - ионами образуют белый осадок Hg₃(PO₄)₂; с дифенилкарбазидом и дифенилкарбазоном - комплекс сине-фиолетового цвета; с дитизоном - желто-оранжевый или красный комплекс, в зависимости от условий проведения реакции.

Аналитические реакции анионов первой аналитической группы: SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, С₂О₄^2-, СО₃^2-, В₄О₇^2-(ВО₂), РО₄^3-, AsO₄^3-, АsО_з^3-, F^-

Групповой реагент - водный раствор ВаС1₂. Реакции с групповым реагентом проводят в нейтральной или слабо щелочной среде, так как осадки соответствующих бариевых солей малорастворимы в данных условиях. Осадки бариевых солей анионов I группы растворяются в минеральных кислотах, за исключением BaSO₄.

Карбонат ВаСО₃, тетраборат ВаВ₄О₇, ортофосфат Ва(РО₄)₂ и арсенат Ba₃(As0₄)₂ растворимы и в уксусной кислоте.

Катионы Ag⁺ дают осадки солей серебра с анионами I группы, за исключением фторид - аниона F, поскольку AgF растворим в воде. Эти осадки растворяются в азотнокислом растворе, в отличие от солей серебра анионов второй аналитической группы.

Соли свинца анионов I группы также нерастворимы в воде, за исключением тетрабората (В₄О₇²-) и периодата.

Анионы I группы в водных растворах бесцветны. Анионы - окислители - AsO₄³-, иногда СгО₄²~. Сг₂О₇²\ Анионы - восстановители - AsO₄³-, S₂O₃²-, SO₃²-, C₂O₄²\

Под действием минеральных кислот анионы -летучих- кислот (СО₃²\ SO₃²- и S₂O₃²-) разрушаются с выделением газообразных СО₂ или SO₂

Аналитические реакции сульфат-иона SO₄^2-

Сульфаты аммония и многих металлов хорошо растворяются в Н₂О. Сульфаты кальция, стронция, бария, свинца (II) малорастворимы в воде, что широко используется в химическом анализе.

1.Реакция с катионами бария (фармакопейная).

Ва²⁺ + SO₄^2- —> BaSO₄ (белый мелкокристаллический)

Выпадает белый осадок сульфата бария. Если в растворе присутствует перманганат калия КМО₄, то осадок BaSO₄ окрашивается в фиолетово - красный цвет за счет адсорбции МпО₄' - ионов на осадке.

BaSO₄ не растворяется в минеральных кислотах, за исключением концентрированной H₂SO₄, в которой он частично растворим с образованием Ba(HSO₄)₂:

BaSO₄ + H₂SO₄->Ba(HSO₄)₂

2.Реакция с катионами свинца.

РЬ^2т + SO₄²- -> PbSO₄J. (белый кристаллический)

Осадок PbSO₄ частично растворяется в минеральных кислотах; растворяется в щелочах и в водных растворах ацетатов натрия CH₃COONa или аммония CH₃COONH₄ с образованием комплексных соединений:

PbSO₄ + 4 NaOH -- Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂SO₄

3. Реакция с родизонатом бария.

Методика. На листок фильтровальной бумаги наносят каплю раствора ВаС1₂ и 1 каплю раствора родизоната натрия Na₂C₆Oe или родизоновый кислоты Н₂Сб0₆. На бумаге возникает красное пятно родизоната бария. На это пятно наносят 1-2 капли раствора, содержащего сульфат - ионы (Na₂SO₄, K₂~SO₄ или H₂SO₄ разбавленной). Пятно обесцвечивается.

Аналитические реакции сульфит- иона SО₃^2-

В водных растворах сульфит- ионы бесцветны, подвергаются гидролизу, являются сильными восстановителями (уже в водных растворах они медленно окисляются кислородом воздуха до сульфатов). Сульфит - ион обладает довольно эффективными комплексообразующими свойствами как лиганд.

Средние сульфиты натрия и калия хорошо растворяются в воде, средние сульфиты других металлов, как правило, малорастворимы в воде.

При действии кислот на сульфиты они разлагаются.

1. Реакция с хлоридом бария (фармакопейная).

Ва²⁺+ SO₃²- —> ВаSО₃|(белый кристаллический)

Аналогично протекает реакция сульфит- ионов и с хлоридом стронция SrCl₂. Осадок растворяется в разбавленных НС1 и HNO₃ с выделением газообразного диоксида серы SO₂:

ВаSО₃ + 2 НС1 = SO₂ + ВаC1₂ + Н₂О

2. Реакции с нитратом серебра

2 Ag⁺ + SO₃²- = Ag₂SO₃

Осадок растворяется при избытке сульфит-ионов с образованием комплексных дисульфитоаргентат (I) – ионов 2-[Ag(SO₃)₂]³-

Ag₂SO₃ + 3 SO₃²-— 2-[Ag(SO₃)₂]³- В другой пробирке аналогично получают белый осадок сульфита серебра и кипятят смесь осадка с раствором. Осадок постепенно темнеет, за счет выделения оксида серебра Ag₂O:

Ag₂SO₃ -> Ag₂O + SO₂

3.Реакция разложения сульфитов кислотами (фармакопейная).

SQj²' + 2H⁺-+SO₂T + H₂O

Выделяющийся диоксид серы SO₂ обнаруживают по характерному залаху, а также по обесцвечиванию водного раствора йода или перманганата калия:

SO₂ + h + 2 Н₂О -- H₂SO₄ + 2 HI

5 SO₂ + 2 KMnO₄ + 2 H₂O -> K₂SO₄ + 2 MnSO₄ + 2 H₂SO₄

Разложение сульфитов под действием кислот ускоряется при нагревании и при понижении рН среды.

4.Реакция с перманганатом калия.

5 SO₃²- + 2 МпО₄- + 6 Н⁺ ->• 2 Мп²⁺ + 5 SO₄²' + 3 Н₂О

В кислой среде сульфит - ионы окисляются до сульфат - ионов, при этом розовый раствор перманганата калия обесцвечивается.

В нейтральной среде сульфит - ион при реакции с МпО₄' - ионом также окисляется до сульфат - иона, при этом кроме обесцвечивания образуется темный хлопьевидный осадок МпО(ОН)<

3 SO₃²- + 2 МпО₄- + 3 Н₂О — 2 МпО(ОН)₂ + 3 SO₄²- + 2 ОН-

5.Реакция с раствором йода (фармакопейная).

SO₃²- +I₂ (желто-бурый) + Н₂О -> SO₄²' + 2 Г (бесцветный) + 2 Н⁺ Реакцию проводят в нейтральных или слабо кислых растворах.

6.Реакция восстановления сульфит - иона металлическим цинком в кислой среде.

SO₃²- + 2 НГ ->■ SO₂ + Н₂О SO₂ + 3 Zn + 6Н⁺ -•• H₂S + 3 Zn²⁺ + 2 Н₂О

полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца. Бумага чернеет:

H₂S + Pb²⁺ — PbS + 2 Н⁺

7.Другие реакции сульфит - иона.

Сульфит - ион в растворах можно открыть также другими реакциями: с красителями (фуксин, малахитовый зеленый) - обесцвечивание красителя; С дихроматом калия - обесцвечивание раствора; с нитропруссидом натрия Na₂[Fe(CN)₅NO] - розово - красное окрашивание и др.