9.2. Анализ смеси анионов третьей группы (без ионов nо2-)

Анионы этой группы можно обнаружить дробно в отдельных порциях раствора.

Обнаружение NО₃^-. Используют реакцию с дифениламином.

Обнаружение СН₃СОО^-. К 5-6 каплям исследуемого раствора прибавляют 3-4 капли концентрированной Н₂SО₄, 5-6 капель этилового спирта, 1-2 капли раствора АgNО₃ (катализатор). Смесь нагревают на водяной бане в течение 1-2 мин., затем выливают в холодную воду. В присутствии ионов СН₃СОО^- образуется уксусноэтиловый эфир, обладающий характерным запахом.

К 5-6 каплям исследуемого раствора прибавляют 5-6 капель раствора FeCl₃. При наличии ионов СН₃СОО^- появляется красно-бурая окраска, а при разбавлении водой и нагревании выпадает красно-бурый осадок.

Схема анализа анионов 3-й аналитической группы приведена на рис. 13.

9.3. Контрольные вопросы

1. Какие анионы не могут присутствовать в сильнокислом растворе?

2. На чем основано открытие ацетат-ионов раствором хлорида железа (III)?

3. Как определяется нитрат-ион в присутствии нитрит-иона? Приведите несколько способов анализа смеси указанных анионов.

4. О чем свидетельствует темно-синяя окраска раствора при добавлении крахмала с реакцией иодида калия на нитрит-ион?

5. Почему раствор перманганата калия обесцвечивается при реакции на нитрит-ион?

6. Что собой представляет реактив Грисса – Илошвая?

7. Какие оксиды азота образуются при реакции нитрит-ионов с кислотами?

4. Анализ твердого вещества

Для анализа отбирают 0,1 – 0,3 г твердого вещества, состав которого устанавливается в два этапа. На первом этапе проводят предварительные испытания. К ним относятся следующие операции:

• оценка агрегатного состояния, запаха, цвета (соли меди окрашены в голубой цвет, никеля – в зеленый, железа – в желтый), но цвет раствора еще не дает возможность сделать окончательный вывод о его составе. Поэтому производят систематический анализ катиона и аниона, составляющих данную соль;

• пробы на окрашивание пламени;

• получение цветных перлов. В результате нагрева анализируемого вещества с тетраборатом натрия Nа₂В₄О₇ или с гидрофосфатом натрия-аммония NаNН₄НРО₄ в ушке нихромовой проволоки образуется характерно окрашенный перл (стеклообразная бусинка): зеленый цвет перла свидетельствует о наличии катионов Сr³⁺, синий цвет – Со²⁺ и др. Интенсивность окраски перлов зависит от концентрации исследуемого вещества и температуры нагревания;

• кислотное разложение (воздействие серной кислотой для определения анионов), в результате которого возможно выделение газообразных продуктов;

• растворение вещества:

1) сначала в холодной воде, а затем, если не растворяется, в горячей воде;

2) если вещество не растворяется в горячей воде, то последовательно пробуют растворить его в 2М растворе уксусной кислоты, а затем в 2М растворах соляной, азотной, серной кислотах.

Если вещество имеет более сложный состав, то его растворяют либо:

3) в концентрированной НСl;

4) в концентрированной НNО₃ ;

5) в царской водке НNО₃ + 3НСl;

6) в 30%-м растворе щелочи;

7) в 25%-м растворе аммиака;

8) проводят сплавление.

При использовании кислот в качестве растворителей не следует допускать их избыток. Во избежание потерь анионов летучих или неустойчивых кислот нежелательно применение кислот для растворения исследуемого вещества при анализе пробы на содержание анионов;

• определение рН раствора (для растворимых в воде солей). В сильнокислой среде исключено наличие карбонатов, тиосульфатов, сульфитов, нитритов, фосфатов (средние соли). Кислая среда указывает на присутствие солей сильных кислот и слабых оснований (NН₄Сl, АlСl₃, ZnSO₄, NН₄NО₃ и др.), а также кислых солей. В случае нейтральной реакции среды возможно присутствие солей сильных кислот и сильных оснований (NаСl, КNО₃ и др.) или солей слабых кислот и слабых оснований (NН₄СН₃СОО и др.). Щелочная среда свидетельствует о наличии солей сильных оснований и слабых кислот (К₂СО₃, Nа₂SО₃ и др.). При рН = 7–9 практически однозначно отсутствуют катионы Аg⁺, Рb²⁺, Сd²⁺, Мn²⁺ (в случае присутствия в исследуемом растворе только одного катиона);

• обнаружение окислителей и восстановителей.

Изменения в растворе анализируемого вещества при добавлении смеси КJ + Н₂SО₄ означают наличие окислителей. Изменения в результате действия J₂ + Н₂SО₄ или КМnО₄ + Н₂SО₄ характеризуют присутствие восстановителей в исследуемом растворе.

На втором этапе проводят систематический, или дробный, анализ катионов и анионов.

Систематический анализ начинают с обнаружения катионов. Из отдельных проб анализируемого раствора, используя групповые реактивы, обнаруживают аналитические группы, к которым относятся присутствующие в растворе катионы. Определив группу, к которой относится катион, открывают его с помощью характерных реакций. Затем проводят обнаружение аниона.

Лабораторная работа № 10. Анализ сухой соли.

Цель работы: подготовка твердого вещества к анализу, открытие катиона и аниона и составление формулы выданной соли.