- •Новосибирский государственный медицинский университет
- •§2. Систематический анализ катионов всех шести групп по кислотно-основной классификации.
- •§3. Качественные реакции на анионы.
- •Введение
- •Раздел 1. Качественный анализ.
- •§ 1. Качественные реакции катионов по кислотно-основной классификации.
- •4.3. Аналитические реакции катиона олова (II).
- •4.4. Аналитические реакции олова (IV).
- •4.5. Аналитические реакции мышьяка (III) и мышьяка ( V).
- •Осадок Mn(oh)2растворяется в разбавленных растворах сильных кислот и в насыщенном растворе хлорида аммония:
- •«Турнбуллевая синь» (темно-синий)
- •Реактив Чугаева розово-красный комплекс
- •(Темно-синий)
- •5.5. Аналитические реакции висмута (III).
- •Осадок Bi2s3 растворяется в присутствии хлорида железа (III)FeCl3– также с выделением свободной серы:
- •5.6.1. Аналитические реакции сурьмы (III).
- •5.6.2. Аналитические реакции сурьмы (V).
- •Осадок Cd(oh)2 растворяется в кислотах:
- •Аналогично протекает реакция HgCl2с сульфидом натрияNa2s.
- •§2. Систематический анализ катионов всех шести групп по кислотно-основной классификации.
- •§3. Аналитические реакции анионов.
- •Красный бесцветный
- •Выделяющийся Cl2обнаруживают по посинению влажной иодид - крахмальной бумаги вследствие образования молекулярного йода, который реагирует с крахмалом.
- •Бромат – ион – анион одноосновной бромноватой кислоты hВrO3средней силы, в водных растворах бесцветен, почти не подвержен гидролизу, обладает выраженными окислительными свойствами.
- •Основная литература:
- •Дополнительная литература:
Красный бесцветный
n= 1,2,…, 6.
Если в растворе имеются катионы натрия, то может образоваться белый осадок малорастворимой комплексной соли Na3[FeF6].
Фторид – ионы при реакции с катионами кальция дают белый осадок СаF2, 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) c ализарином изменяет окраску на желтую. Эту реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.
Аналитические реакции ортофосфат – ионов.
Фосфат – ион РО43-, гидрофосфат – ион НРО42-, дигидрофосфат – ион Н2РО4- - анионы трехосновной ортофосфорной кислоты Н3РО4, которая по первой стадии диссоциации является кислотой средней силы (рК1=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 Н4Р2О7, 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 FeРO4. AlPO4. CrPO4. Pb3(PO4)2, которые в уксусной кислоте не растворяются). Фосфат висмута (III) BiPO4 малорастворим в разбавленной азотной кислоте.
1. Реакция с ВаСl2.
2 РО43- + 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 НРО42- + 3 Ва2+ + 2 NH3 → Ва3(РО4)2 + 2 NH4+
Свежеосажденный осадок Ва3(РО4)2 растворяется в HNO3, HCl, CH3COOH.
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 (MgCl2 + NH4Cl + NH3) образует белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфата NH4MgPO4:
НРО42- + Mg2+ + NH3→ NH4MgPO4
4. Реакция с молибдатом аммония (фармакопейная).
Реакцию проводят в азотнокислой среде при нагревании:
РО43- + 3 NH4+ + 12 MoO42- + 24 H+ → (NH4)3[PO4(MoO3)12] + 12 H2O
Признаки реакции: Выпадает желтый осадок фосфоромолибдата аммония.
Чувствительность реакции повышается при добавлении в раствор бензидина или кристаллического нитрата аммония NH4NO3.
Аналитические реакции арсенит – иона AsO33-.
Арсенит – ион AsO33-- анион слабой трёхосновной ортомышьяковистой (мышьяковистой) кислоты Н3AsO3, которая в свободном состоянии неизвестна и может существовать только в растворах. В водных растворах, как полагают, устанавливается равновесие:
Н3AsO3 ↔ НAsO2 + H2O
Смещенное в обычных условиях вправо – в сторону образования слабой одноосновной метамышьяковистой кислоты НAsO2. Поэтому арсенит – ионом можно считать как анионAsO33-, так и анионAsO2-.
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 AsO33- + 3 Ва2+ → Ва3(AsO3)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 Н3AsO3 + 3 Н2S → As2S3↓(желтый) + 6 Н2О
Осадок As2S3нерастворим в НСl, но растворяется в растворах щелочей, аммиака, карбоната аммония при избытке сульфидов аммония или натрия с образованием тиосолей, например:
As2S3 + 6 NaOH → Na3AsS3 + Na3AsO3 + 3 H2O
As2S3 + 6 NH3*H2O → (NH4)3AsS3 + (NH4)3AsO3 + 3 H2O
As2S3 + 6 (NH4)2CO3 + 3 H2O → (NH4)3AsS3 + (NH4)3AsO3 + 6 NH4HCO3
As2S3 + 3 (NH4)2S → 2 (NH4)3AsS3
3.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).
AsO33- + 3 Ag+ → Ag3AsO3↓(желтый аморфный)
Осадок растворяется в HNO3и в аммиаке:
Ag3AsO3 + 3 НNO3 → 3 AgNO3 + H3AsO3
Ag3AsO3 + 6 NH3 → 3 [Ag(NH3)2]+ + AsO33-
4. Реакция с йодом.
Арсениты окисляются йодом I2до арсенатов в нейтральной или слабощелочной среде (раствор йода обесцвечивается):
AsO33- + I2 + Н2О ↔ AsO43- + 2 I- + 2Н+
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.
AsO33- + 3 Сu → Cu3(AsO3)2↓(желто-зеленый)
Аналитические реакции анионов второй аналитической группы: Cl-,Br-,I-,BrO3-,CN-,SCN-,S2-.
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).
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 Cl-.
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) PbCl2 мало растворимы в воде.
1. Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).
Cl- + 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 (KMnO4, MnO2, PbO2) в кислой среде до молекулярного хлора Cl2:
2 MnO4- + 10 Cl- + 16 H+ → 2 Mn2+ + 5 Cl2 + 8 H2O
MnO2 + 2 Cl- + 4 H+ → Cl2↑ + Mn2+ + 2 H2O