Качественный анализ (кислотно-основная классификация) (стр. 9 из 13)

1.Реакция с хлоридом бария.

В₄О₇^2- + Ва²⁺ + 3 Н₂О -> Ва(ВО₂)₂ + 2 Н₃ВО₃

Осадок растворяется в азотной и уксусной кислотах.

2.Окрашивание пламени горелки сложными эфирами борной кислоты (фармакопейный тест). Борат- ионы или борная кислота образуют с этанолом С₂Н₅ОН в присутствии H₂SO₄ сложный этиловый эфир борной кислоты (С₂Н₅О)зВ, который окрашивает пламя в зеленый цвет.

В₄О₇²- + 2 Н⁺ + 5 Н₂О = 4 Н₃ВО₃' Н₃ВО₃ т 3 С₂Н₅ОН = (С₂Н₅О)₃В +3 Н₂О

Пламя окрашивается в зеленый цвет.

3.Реакция с куркумином (фармакопейная).

Краситель куркумин (желтого цвета) в растворах может существовать в двух таутомерных формах - кетонной и енольной, находящихся в равновесии:

Щелочные растворы куркумина имеют красно-коричневый цвет, кислые - светло-желтый.

Реакцию проводят обычно с помощью куркумовой бумаги. Ее готовят, пропитывая белую плотную фильтровальную бумагу спиртовым раствором куркумина и затем высушивая ее в защищенном от света месте в атмосфере, не содержащей паров кислот и аммиака.

4. Другие реакции борат - ионов.

В качественном анализе используют реакцию получения перлов буры: при плавлении буры образуется прозрачная стекловидная масса--перлы буры-. Если плавить смесь буры с солями металлов, то образуются окрашенные перлы, цвет которых зависит от природы катиона металла.

Аналитические реакции фторид - иона F^-

Фторид - ион F - анион одноосновной фтороводородной кислоты HF средней силы. Водные растворы HF называют плавиковой кислотой.

HF взаимодействует с обычным силикатным стеклом, образуя растворимые в воде продукты, поэтому растворы HF нельзя хранить в стеклянной посуде. Фторид - ион в водных растворах бесцветен, гидролизуется, способен к образованию многочисленных устойчивых фторидных комплексов различных металлов, не окисляется в обычных условиях.. Большинство фторидов растворяется в воде, включая AgF Малорастворимы в воде LiF. щелочно - земельных металлов, меди, цинка, алюминия, свинца.

1. Реакция с ВаС1₂

2 F^- + 2 Ва²⁺ = ВаF₂

Осадок растворяется при нагревании в НС1 и НNО₃, а также в присутствии катионов аммония.

2. Реакция с тиоцианатными комплексами железа (III).

6 F⁺ + [Fe(NCS)n (H₂O)6-n]^3-n = [FeF₆]³- + nNCS^-

красный бесцветный

Если в растворе имеются катионы натрия, то может образоваться белый осадок малорастворимой комплексной соли Na₃[FeF₆].

3. Другие реакции фторид - иона.

Фторид - ионы при реакции с катионами кальция дают белый осадок CaF₂, малорастворимый в кислотах; при реакциях с солями циркония (IV) образуют осадок тетрафторида циркония SrF₄, растворимый в присутствии избытка фторид - ионов с образованием гексафтороцирконат (IV) - ионов [SrF₆]^2-.

В присутствии фторид - ионов в кислой среде красный раствор комплекса циркония (IV) с ализарином изменяет окраску на желтую. Эту реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.

Аналитические реакции ортофосфат - ионов

Фосфат - ион РО₄^3-, гидрофосфат - ион НРО₄^2- дигидрофосфат - ион Н₂РО₄- - анионы трехосновной ортофосфорной кислоты Н₃РО₄, которая по первой стадии диссоциации является кислотой средней силы (pKi=2,15), а по второй и третьей - очень слабой кислотой (рК₂= 7,21, рК₃= 12,30).

Обычно к фосфатам относятся соли ортофосфорной кислоты Н₃РО₄, пирофосфорной кислоты Н₄Р₂Оу, а также многочисленные конденсированные полифосфаты различного состава и строения (метафосфат калия КРО₃, триполифосфаты). В фармацевтическом анализе чаще других встречаются анионы ортофосфорной кислоты - средний ортофосфат - ион РО₄³-, гидрофосфат - ион НРО₄²- и дигидрофосфат - ион Н₂РО₄-. Ортофосфаты аммония и щелочных металлов, а также дигидрофосфаты щелочно -земельных металлов растворимы в воде. Ортофосфаты других металлов, как правило, малорастворимы в воде, но обычно растворяются в минеральных кислотах и в уксусной кислоте (кроме FePO₄. А1РО₄. СгРО₄. РЬ₃(РО₄)₂, которые в уксусной кислоте не растворяются). Фосфат висмута (III) BiPO₄ малорастворим в разбавленной азотной кислоте.

1.Реакция с ВаС1₂.

2 РО₄^3- + 3 Ва²⁺ -= Ва₃(РО₄)₂ (белый)

НРО₄²- + Ва²⁺ -+ ВаНРО₄ (белый)

В аммиачной среде реакция гидрофосфат- ионов с катионами бария приводит к образованию осадка среднего ортофосфата бария Ва₃(РО₄)₂:

2 НРО₄^2- + 3 Ва²⁺ + 2 NH₃ -> Ва₃(РО₄)₂ + 2 NH₄⁺

Свежеосажденный осадок Ва₃(РО₄)₂ растворяется в FfNO₃, HC1, СН₃СООН.

2.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

Реакцию проводят в нейтральной среде:

РО₄³- + 3 Ag⁺ -> Ag₃PO₄ (желтый)

НРО₄²- + 3 Ag⁺ -> Ag₃PO₄ + Н⁺

Осадок растворяется в азотной кислоте, в концентрированном аммиаке.

3.Реакция с магнезиальной смесью (фармакопейная)

Гидрофосфат - ион НРО₄²~ при взаимодействии с магнезиальной смесью (MgCI₂ + NH4CI + NH₃) образует белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфата NH₄MgPO₄:

НРО₄^2- + Mg²⁺ + NH₃= NH₄MgPO₄

4. Реакция с молибдатом аммония (фармакопейная). Реакцию проводят в азотнокислой среде при нагревании:

РО₄^3- + 3 NH₄⁺+ 12 МоО₄^2- + 24 Н⁺ -> (NH₄)₃[PO₄(MoO₃)₁₂] + 12 Н₂0

Выпадает желтый осадок фосфоромолибдата аммония.

Чувствительность реакции повышается при добавлении в раствор бензидина или кристаллического нитрата аммония NH₄NO₃

Проведению реакции мешают арсенат - ионы, которые дают аналогичный эффект, а также анионы - восстановители SO₃²-, S2O3²-, S²- и др., восстанавливающие комплексный гетерополианион до молибденовой сини состава МоО₅Мо₂О₃6 Н₂О.

Аналитические реакции арсенит - иона AsO₃^3-

Арсенит - ион AsО₃^3- - анион слабой трёхосновной ортомышьяковистой (мышьяковистой) кислоты H₃As0₃, которая в свободном состоянии неизвестна и может существовать только в растворах. В водных растворах, как полагают, устанавливается равновесие:

H₃As0₃=HAs0₂+H₂0

Смещенное в обычных условиях вправо - в сторону образования слабой одноосновной метамышьяковистой кислоты HAsO₂. Поэтому арсенит - ионом можно считать как анион AsO₃³-, так и анион AsO₂-.

Арсенит - ионы в водных растворах бесцветны, гидролизуются, обладают восстановительными свойствами. Большинство арсенитов малорастворимы в воде. Арсениты аммония, щелочных металлов и магния - растворяются в воде. Соединения мышьяка токсичны! При работе с ними необходимо проявлять особую осторожность!

1.Реакция с хлоридом бария.

Реакцию проводят в аммиачной среде:

2 AsO₃^3-+ 3 Ва²⁺ -> Ва₃(Аз0₃)₂ (белый)

2.Реакция с сульфид - ионами в кислой среде (фармакопейная).

Реакцию проводят только в сильнокислой среде. Из нейтральных или щелочных растворов осадок не выпадает.

2 H₃As0₃ + 3 H₂S -> Аs₂ S ₃ (желтый) + 6 Н₂О

Осадок As₂S₃ нерастворим в НС1, но растворяется в растворах щелочей, аммиака, карбоната аммония при избытке сульфидов аммония или натрия с образованием тиосолей, например:

As₂S₃ + 6 NaOH -> Na₃AsS₃ + Na₃As0₃ + 3 H₂O

As₂S₃ + 6 NH₃H₂O -> (NH₄)₃AsS₃ + (NH₄)₃As0₃ + 3 H₂O

As₂S₃ + 6 (NH₄)₂CO₃ + 3 H₂O -► (NH₄)₃AsS₃ + (NH₄)₃As0₃ + 6 NH4HCO3

As₂S₃ + 3 (NH₄)₂S -- 2 (NH₄)₃AsS₃

3.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

AsO₃^J~ + 3 Ag⁺ —- Ag₃As0₃ (желтый аморфный)

Проба на растворимость. Осадок растворяется в HNO₃ и в аммиаке:

Ag₃As0₃ + 3 HNO₃ -> 3 AgNO₃ + H₃As0₃ Ag₃As0₃ + 6 NH₃ — 3 [Ag(NH₃)₂]⁺+ AsO₃^3-

4. Реакция с йодом:

Арсениты окисляются с йодом до арсенатов в нейтральной или слабощелочной среде (раствор йода обесцвечивается):

AsO₃^3- + I₂ + Н₂О = AsO₄^3- + 2 I^- + 2 H⁺

Реакция обратима. Для смещения равновесия вправо в раствор прибавляют твердый гидрокарбонат натрия NaHCO₃, связывающий ионы водорода в слабую угольную кислоту. Аналогично протекают реакции с хлорной и бромной водой, которые окисляют арсениты до арсенатов.

5. Реакция с солями меди (II).

Реакцию проводят в слабощелочной среде.

2 AsO₃^3- + 3 Си —> Си₃(АsО₃)₂ (желто-зеленый)

Аналитические реакции анионов второй аналитической группы:С1^-, Вг^-, 1^-, ВгО_з^-, CN^-, SCN^-, S^2-

Групповой реагент - раствор нитрата серебра AgNO₃ в 2М растворе HNO₃. В присутствии катионов серебра анионы II группы образуют осадки солей серебра, практически нерастворимые в Н₂О и в разбавленной HNO₃ (Ag₂S растворяется в HNO₃ при нагревании).