Качественный анализ (кислотно-основная классификация)

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 укс

усной 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 SO42-

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+ + SO42- —> 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.

РЬ2т + 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 SО32-

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.

Аналитические реакции тиосульфат- иона S2O32-.

Тиосульфат - ион S2O32- - анион неустойчивой двухосновной тиосерной кислоты H2S2O3 средней силы, которая в водных растворах разлагается с выделением элементной серы:

H2S2O3 -> S + SO2 + Н2О

В водных растворах S2O32- - ион бесцветен, практически не гидролизуется, является сильным восстановителем и достаточно эффективным лигандом -комплексообразователем.

Тиосульфаты щелочных металлов, стронция, цинка, кадмия, железа (II), кобальта (II), никеля (II), марганца (II) растворимы в воде, а остальных металлов малорастворимы в воде.

1.Реакция с хлоридом бария.

_ Ва2++ S2O32- —♦ Ва S 2О3 (белый мелкокристаллический) Осадок растворяется в кислотах с разложением:

BaS2O3 + 2 Н+ -> Ва2+ + S + S02 + Н20

2.Реакция разложения тиосульфатов кислотами (фармакопейная).

При действии минеральных кислот на тиосульфаты вначале образуется нестабильная тиосерная (серноватистая) кислота H?S2O3, быстро разлагающаяся с выделением газообразного диоксида серы S02 и элементной серы S, которая вызывает помутнение 'раствора:

SO32- + 2 Н+ <-> H,S,O3 H2S2O3 — SI + SO2T + H20

Выделяющийся SO2 обнаруживают либо по характерному запаху, либо по обесцвечиванию им растворов КМпО4 или йода. Раствор в первой пробирке мутнеет вследствие выделения серы. Раствор в пробирке - приемнике обесцвечивается.

3.Реакция с йодом.

2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-

Эта реакция имеет большое значение в количественном титриметричееком анализе. Разбавленный раствор йода, имеющей желтую окраску, и прибавляют по каплям раствор Na2S2O3 до обесцвечивания раствора йода.

 Скачать реферат