Quality_Analis_Ukr

2)проба з груповими реагентами: до 0,5 мл розчину додають 5 крапель 2 М розчину хлоридної кислоти і 5 крапель ізопропілового спирту – поява білого аморфного осаду свідчить про наявність катіонів другої аналітичної групи. Осаду дають осісти на дно пробірки, а розчин, що є над осадом, зливають в чисту пробірку. До цього розчину додають 5 крапель 1 М розчину сульфатної кислоти. Поява білого осаду свідчить про наявність катіонів третьої аналітичної групи і, можливо, плюмбуму. Щоб перевірити розчинність осаду сульфатів, осаду дають осісти на дно пробірки, рідину зливають повністю, а до осаду додають 1 мл 4 М розчину натрію гідроксиду і нагрівають. Якщо осад не розчиняється – є сульфати третьої аналітичної групи, а якщо осад розчинився – значить був тільки сульфат плюмбуму.

3)Проба на мідній пластинці: мідну монету знежирюють (миють содою), висушують,

апізніше наносять на неї 2 краплі аналізованого розчину і залишають на 3-5 хвилин (проба на наявність катіонів Ag+, Hg+).

3.Систематичний хід аналізу.

Впробірку вносять 4 мл досліджуваного розчину, додають 0,5 мл ізопропілового спирту і краплями 2 М розчин хлоридної кислоти до повного осадження катіонів другої аналітичної групи. Суміш з осадом переносять у центрифужну пробірку і центрифугують. У центрифугаті 1 – катіони першої та третьої аналітичних груп, а в осаді 1 – катіони другої аналітичної групи.

До осаду хлоридів другої аналітичної групи (осад 1) додають 1,5 мл дистильованої води, добре перемішують скляною паличкою, суміш переносять у скляну пробірку та кип’ятять. Далі аналіз проводять за систематичним ходом аналізу катіонів другої аналітичної групи.

До центрифугату 1 додають 1 М розчин сульфатної кислоти до повного осадження сульфатів третьої аналітичної групи. Утворений осад відокремлюють центрифугуванням. Центрифугат 2 зливають у чисту пробірку. Осад 2 крім сульфатів кальцію, барію, стронцію містити домішку плюмбуму сульфату, який буде заважати виявленню катіонів третьої аналітичної групи. Тому до осаду сульфатів додають 1 мл 2 М розчину натрію гідроксиду, добре перемішують скляною паличкою і суміш переносять у скляну пробірку. Осаду дають осісти на дно пробірки, а рідину, в якій може міститися плюмбіт натрію відокремлюють і не досліджують. Осад ще 2 рази промивають 2 М розчином натрію гідроксиду (по 1 мл), а потім переводять осад сульфатів у карбонати.

Переведення сульфатів у карбонати. Сульфати катіонів третьої групи нерозчинні у воді, кислотах чи лугах, тому для подальшого дослідження цих катіонів, до осаду 2 додають 4 мл насиченого розчину натрію карбонату і суміш кип’ятять 3 хв., осаду дають осісти на дно пробірки і рідину над осадом декантують. Цю операцію повторюють ще 2 рази. Утворений осад карбонатів барію, кальцію, стронцію розчиняють у 3 мл 2 М розчину ацетатної кислоти (злегка підігрівають). Одержаний розчин досліджують на наявність катіонів третьої аналітичної групи за систематичним ходом аналізу суміші катіонів цієї групи.

Дослідження центрифугату 2 на наявність катіонів першої аналітичної групи. У

зв’язку з тим, що центрифугат 2 має кислу реакцію (після додавання 2 М НС1 і 1 М Н2SO4), осади катіонів першої аналітичної групи не будуть утворюватися. Тому центрифугат 2 ділять на дві частини. Одну частину підлужнюють 2 М розчином натрію гідроксиду до pH 7 (за універсальним індикатором) і виявляють в цьому розчині катіони літію і калію. Другу частину розчину підлужнюють 2 М розчином калію гідроксиду до pH 7 і в цьому розчині відкривають катіон натрію. Якщо у попередніх пробах був виявлений катіон амонію, його видаляють із нейтралізованих розчинів методом термічного розкладу, як описано у систематичному ході аналізу суміші катіонів першої аналітичної групи. Одержаний при цьому сухий залишок досліджують на наявність катіону літію. Виявлений катіон літію видаляють із сухого залишку шляхом промивання останнього ацетоном (2 рази по 1,5 мл).

31

Осад, що залишився, розчиняють у 1 мл дистильованої води і перевіряють на наявність катіонів калію та натрію.

Свої спостереження і результати досліджень студенти записують у щоденник у вигляді протоколу.

Питання для самостійної підготовки студентів до заняття

1.Іонний добуток води, його суть.

2.Показник водневих (рН) і гідроксильних (рОН) іонів. Чому рівна сума цих показників?

3.Як впливає концентрація водневих іонів на протікання реакцій в аналітичній хімії? Навести приклади цього впливу при аналізі суміші катіонів I-III аналітичних груп.

4.Взаємозв’язок процесів осадження та розчинення.

5.Як розчиняються в кислотах важкорозчинні у воді солі сильних кислот?

6.Вплив температури на величину добутку розчинності. Використання добутку розчинності в аналізі.

7.Вплив однойменних іонів на розчинність осадів.

8.Використовуючи величину добутків розчинності, вказати в якій послідовності будуть випадати в осад сульфати катіонів третьої аналітичної групи.

9.Як впливають різнойменні іони на розчинність осадів (солевий ефект)?

10.Вплив pH та явища амфотерності на розчинність осадів.

11.Як залежать хіміко-аналітичні властивості катіонів першої, другої та третьої аналітичних груп від будови електронних оболонок, величини іонних радіусів та іонізаційних потенціалів цих елементів, від положення у періодичній системі Д.І.Менделєєва?

12.Умови осадження катіонів другої та третьої аналітичних груп груповими реагентами.

13.Дробний аналіз та систематичний хід аналізу. Чим вони відрізняються один від одного?

14.Дробне (фракційне) осадження.

15.Як досягти повноти осадження речовини?

16.Що служить критерієм придатності методу осадження для розділення чи аналізу досліджуваних сполук? Відповідь обгрунтувати.

Тема № 6

ДІЯ ГРУПОВОГО РЕАГЕНТУ НА КАТІОНИ ЧЕТВЕРТОЇ АНАЛІТИЧНОЇ ГРУПИ, УМОВИ ЙОГО ЗАСТОСУВАННЯ.

ХАРАКТЕРНІ РЕАКЦІЇ КАТІОНІВ ЧЕТВЕРТОЇ АНАЛІТИЧНОЇ ГРУПИ. АНАЛІЗ СУМІШІ КАТІОНІВ ЧЕТВЕРТОЇ АНАЛІТИЧНОЇ ГРУПИ

Лабораторна робота

Актуальність теми: Вміння використовувати хіміко-аналітичні властивості катіонів четвертої аналітичної групи для їх ідентифікації та розділення дає можливість застосовувати отримані навики при вивченні фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу.

Катіони четвертої аналітичної групи входять до складу багатьох лікарських препаратів: цинку сульфату, цинку оксиду, основного ацетату алюмінію, гідроксиду алюмінію, галуну, арсеніту натрію, арсенату натрію, оксиду арсену(III) та ін.

Мета заняття: на основі знань про основні хіміко-аналітичні властивості катіонів четвертої аналітичної групи та, використовуючи прийоми напівмікрометоду аналізу, навчити студентів:

32

–виконувати якісні реакції на катіони алюмінію, хрому, цинку, арсену(III, V) та стануму(II, IV);

–вивчити основні хіміко-аналітичні властивості катіонів четвертої аналітичної групи;

–проводити аналіз суміші катіонів систематичним методом;

–оформляти результати дослідів у вигляді протоколу.

Навчальні цілі: Студенти повинні вміти:

–виконувати характерні реакції на катіони четвертої аналітичної групи (пробіркові, крапельні, "сухим" методом);

–використовувати явище амфотерності, гідролізу, комплексоутворення, окислення та відновлення для виявлення цих катіонів;

–провести аналіз розчину, який вміщує суміш катіонів четвертої аналітичної групи;

–робити правильні висновки з результатів аналізу і оформляти їх у вигляді протоколу. Міжпредметна інтеграція: при підготовці до заняття студентам необхідно знати

хімічні властивості елементів алюмінію, цинку, хрому, арсену та стануму (курс неорганічної хімії), а також вивчити теоретичні питання гідролізу, амфотерності, розрахунку pH середовища, які вивчаються у курсі загальної хімії та аналітичної хімії.

Реакції виявлення катіонів четвертої аналітичної групи

За кислотно-основною класифікацією катіони алюмінію, цинку, хрому(ІІІ), арсену(ІІІ, V) і станум(ІІ, ІV) становлять четверту групу катіонів (групу амфолітів), груповим реагентом якої є розчин водню пероксиду і надлишок лугу. Під дією групового реагенту при нагріванні всі катіони четвертої групи утворюють розчинні солі, а катіони хрому, стануму і арсену з нижчими ступенями окислення переходять у катіони з вищими ступенями окислення.

При виконанні аналізу необхідно звернути увагу на те, що всі препарати арсену (миш'яку) є отруйними і вимагають особливої обережності при роботі з ними.

Реакції виявлення катіонів алюмінію:

1. Дія натрію чи калію гідроксиду. Гідроксиди лужних металів з іонами алюмінію утворюють білий осад алюмінію гідроксиду, розчинний у надлишку реагенту:

Al2(SO4)3 + 6NaOH = ↓2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Al(OH)3 + 3NaOH = Na3[Al(OH)6]

Na3[Al(OH)6] = NaAlO2 + 2H2O + 2NaOH

У присутності флуорид-, оксалат- і тартрат-іонів алюмінію гідроксид не осаджується, оскільки утворюються комплексні сполуки.

2. Гідроліз солей алюмінію (ДФУ). У присутності NH4Cl при нагріванні алюмінат гідролізує з утворенням осаду Al(OH)3:

NaAlO2 + H2O + NH4Cl = ↓Al(OH)3 + NН3 + NaCl

Реакцію гідролізу у присутності NH4Cl використовують для відділення і виявлення іонів алюмінію у присутності іонів цинку(ІІ), феруму(ІІІ), хрому(ІІІ), феруму(ІІ), мангану(ІІ) та інших катіонів, додаючи до розчину надлишок натрію гідроксиду. При цьому гідроксиди, нерозчинні у NaOH, випадають у осад, а у розчин переходять алюмінати, хромати, цинкати. При нагріванні розчину відбувається гідроліз хроматів і цинкатів з утворенням

33

осадів гідроксидів. Додаючи до фільтрату NH4Cl і нагріваючи розчин, отримують осад Al(OH)3, утворення якого свідчить про присутність у розчині катіонів Al+3.

Виконання реакції. Близько 15 мг випробовуваної субстанції розчиняють у 2 мл води. До одержаного розчину або до 2 мл досліджуваного розчину додають близько 0,5 мл кислоти хлоридної розведеної; осад не утворюється. Потім додають краплями розчин натрію гідроксиду розведений; утворюється гелеподібний білий осад, який розчиняється при наступному додаванні розчину натрію гідроксиду розведеного. До одержаного розчину поступово додають розчин амонію хлориду; знову утворюється гелеподібний білий осад.

3. Дія амонію гідроксиду. Розчин аміаку осаджує із водних розчинів солей алюмінію у нейтральному середовищі білий аморфний осад Al(OH)3, нерозчинний у надлишку реагенту:

Al2(SO4)3 + 6NН4OH = ↓2Al(OH)3 + 3(NН4)2SO4

4.Дія кобальту нітрату (утворення тенарової сині). Кобальту нітрат при прожарюванні

зсолями алюмінію утворює кобальту алюмінат синього кольору, який називають “тенаровою синню”:

2Al2(SO4)3 + 2Co(NO3)2 = 2Co(AlO2)2 + 4NО2 + O2 + 6SO3

Для проведення реакції використовують розведені розчини солей кобальту. Реакцію проводять у тиглі або платиновій петлі, прожарюючи сіль алюмінію, змочену розчином солі кобальту, або на фільтрувальному папері, після спалювання якого утворюється попіл синього кольору.

5. Дія 8-оксихіноліну (оксину). 8-оксихінолін з алюмінієм при pH 4,5–10 утворює внутрішньокомплексну сполуку жовтого кольору:

N

Оксихінолят алюмінію малорозчинний у воді, добре екстрагується органічними розчинниками. Екстракти інтенсивно флуоресціюють зеленим кольором.

Межа виявлення – 0,008 мкг алюмінію. Заважають іони кальцію(ІІ), магнію(ІІ), стронцію(ІІ), барію(ІІ), цинку(ІІ), кадмію(ІІ), стануму(ІІ). Алюміній можна відділити від більшості катіонів екстракцією його оксихіноляту при pH 9 у присутності відповідних маскуючих речовин (винна кислота, калію ціанід, водню пероксид та ін.).

6. Дія алізарину. Алізариновий червоний S з іонами алюмінію у лужному середовищі, створеному NH4OH, утворює осад яскраво-червоного кольору (лак):

34

Вважають, що осад є адсорбційною сполукою алюмінію гідроксиду і алізарину. Реакцію виявлення алюмінію можна виконувати у пробірці і крапельним способом. При виконанні реакції крапельним способом межа виявлення – 0,15 мкг алюмінію. Іони феруму(ІІІ), хрому(ІІІ), мангану(ІІ) заважають виявленню алюмінію, оскільки утворюють забарвлені алізаринові лаки. Для їхнього маскування використовують K4[Fe(CN)6], з яким іони, що заважають, утворюють нерозчинні у воді гексаціаноферати.

Реакції виявлення катіонів цинку:

1.Дія натрію чи калію гідроксиду. Гідроксиди лужних металів осаджують з водних

розчинів осад Zn(OH)2 білого кольору, розчинний у надлишку реагенту з утворенням цинкатів:

ZnCl2 + 2NaOH = ↓Zn (OH)2 + 2NaCl

Zn (OH)2 + 2NaOH = Na2ZnO2 + 2H2O

2. Дія амонію гідроксиду. Розчин амонію гідроксиду осаджує білий осад Zn(OH)2, який розчиняється у надлишку реагенту з утворенням комплексної сполуки гідроксиду тетраамінцинку:

ZnCl2 + 2NH4OH = ↓Zn(OH)2 + 2NH4Cl

Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4](OH)2

3.Дія калію гексаціаноферату(II) (ДФУ). При взаємодії солей цинку з калію

гексаціанофератом(ІІ) утворюється білий осад K2Zn3[Fe(CN)6]2, нерозчинний у розведеній хлоридній кислоті:

3 ZnCl2 + 2K4[Fe(CN)6] = ↓K2Zn3[Fe(CN)6]2 + 6KCl

Осад утворюється у вигляді характерних кристалів – хрестів та дендритів.

Межа виявлення – 0,2 мкг цинку (рН 7). Заважають іони кадмію(ІІ), кобальту(ІІ), купруму(ІІ) і феруму(ІІ).

Виконання реакції. До 2 мл розчину, що містить випробовувану субстанцію у кількості, еквівалентній 5-20 мг цинк-іона (Zn2+), додають 0,5 мл розчину калію гексаціаноферату(ІІ); утворюється білий осад, нерозчинний у кислоті хлоридній розведеній.

4.Дія натрію сульфіду (ДФУ). Натрію сульфід осаджує з водних розчинів солей цинку білий осад ZnS, нерозчинний у оцтовій кислоті і розчинний у розведеній HCl:

ZnCl2 + Na2S = ↓ZnS + 2NaCl

ZnS + 2HCl = ZnCl2 + H2S

35

Виконання реакції. 0,1 г випробовуваної субстанції розчиняють у 5 мл води. До одержаного розчину додають 0,2 мл розчину натрію гідроксиду концентрованого; утворюється білий осад. Потім додають ще 2 мл розчину натрію гідроксиду концентрованого; осад розчиняється. До одержаного розчину додають 10 мл розчину амонію хлориду; розчин залишається прозорим. До розчину додають 0,1 мл розчину натрію сульфіду; утворюється білий пластівчастий осад.

5.Дія кобальту нітрату (утворення „Зелені Рінмана”). Після спалювання клаптика фільтрувального паперу, змоченого розчином солі цинку і кобальту нітрату, отримують золу, забарвлену у зелений колір кобальту цинкатом („Зелень Рінмана”):

Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 = CoZnO2 + 4NО2 + O2

6.Дія амонію тетрароданомеркуріату. Амонію тетрароданомеркуріат утворює з солями цинку у слабко кислому середовищі білий кристалічний осад Zn[Hg(SCN)4]:

ZnCl2 + (NH4)2[Hg(SCN)4] = ↓Zn[Hg(SCN)4] + 2NH4Cl

Осад розчиняється у сильних кислотах і розкладається лугами з утворенням жовтого осаду HgO. Межа виявлення – 30 мкг цинку. У присутності іонів купруму(ІІ) утворюються ізоморфні кристали фіолетового кольору, у присутності кобальту(ІІ) – від голубого до синього залежно від концентрації іонів кобальту. Необхідно мати на увазі, що іони кобальту(ІІ) і купруму(ІІ) при високих концентраціях утворюють з (NH4)2[Hg(SCN)4 осади синього і трав’янисто-зеленого кольору відповідно. Заважають реакції великі кількості нікелю і феруму(ІІ, ІІІ) через утворення забарвлених осадів, а також іони стануму(ІІ), які відновлюють іони меркурію(ІІ) до іонів меркурію(І) з утворенням осаду Hg2Cl2.

7.Дія дитизону. Дитизон утворює з іонами цинку внутрішньокомплексну сполуку, добре розчинну у органічних розчинниках. Ця сполука на відміну від дитизонатів інших катіонів у лужному середовищі забарвлює не тільки органічну, але й водну фазу у червоний колір:

Межа виявлення – 1 мкг цинку. Заважають іони аргентуму(І), меркурію(ІІ), плюмбуму(ІІ), купруму(ІІ), кадмію(ІІ), кобальту(ІІ), нікелю(ІІ), бісмуту(ІІІ). Їх маскують тіосульфатом, ціанідом або осаджують у вигляді сульфідів.

36

Реакції виявлення катіонів хрому(III):

1.Дія натрію чи калію гідроксиду. Гідроксиди лужних металів осаджують Cr(OH)3 зеленого кольору, розчинний у надлишку реагенту внаслідок його амфотерних властивостей:

Cr2(SO4)3 + 6NaOH = ↓2Cr(OH)3 + 3Na2SO4

2.Дія амонію гідроксиду. Розчини амонію гідроксиду осаджують Cr(OH)3, частково розчинний у надлишку реагенту з утворенням гексаамінхром(ІІІ) гідроксиду:

Cr(OH)3 + 6NH4OH = [Cr(NH3)6](OH)3 + 6H2O

3.Дія натрію гідроксиду та водню пероксиду. Під дією H2O2 в лужному середовищі хром(ІІІ) переходить у хром(VI) з утворенням хроматів жовтого кольору:

2NaCrO2 + 3H2O2 +2NaOH = 2Na2CrO4 + 4H2O

4.Дія окисників. Під дією окисників (KMnO4, Cl2, (NH4)2S2O8) у кислому середовищі утворюються дихромати:

Cr2(SO4)3 + 3(NH4)2S2O8 + 7Н2O = Н2Cr2O7 + 3(NH4)2SO4 + 6Н2SO4

5.Реакція утворення надхромової кислоти. Під дією на утворений дихромат-іон H2O2

утворюється пероксид хрому CrO5 (або надхромова кислота Н2CrO6):

Cr2(SO4)3 + 8NaOH = 2NaCrO2 + 3Na2SO4 + 4H2O 2NaCrO2 + 3H2O2 + 2NaOH = 2Na2CrO4 + 4H2O 2Na2CrO4 + H2SO4 = Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O

Н2SO4 + Na2Cr2O7 + 4H2O2 = 2H2CrO6 + Na2SO4 + 3H2O.

Якщо до реакційної суміші додати суміш ізоамілового спирту з діетиловим ефіром і збовтати, то верхній шар забарвлюється у синій колір внаслідок переходу у спирто- ефірний шар пероксиду хрому (надхромової кислоти).

Реакції виявлення катіонів стануму(II):

1.Дія натрію чи калію гідроксиду. Гідроксиди лужних металів осаджують з розчинів солей стануму(ІІ) білий осад Sn(OH)2, розчинний у надлишку лугу та кислотах:

SnCl2 + 2NaOH = ↓Sn(OH)2 + 2NaCl

Sn(OH)2 + 2NaОН = Na2SnO2 + 2Н2О

Sn(OH)2 + 2НCl = SnCl2 + 2H2O

При взаємодії з водню пероксидом натрію станіт переходить у натрію станат: Na2SnO2 + Н2О2 = Na2SnO3 + Н2О

2.Дія амонію гідроксиду. Амонію гідроксид утворює з іонами Sn+2 осад Sn(OH)2, нерозчинний у надлишку реагенту:

SnCl2 + 2NН4OH = ↓Sn(OH)2 + 2NН4Cl

37

3.Дія сірководню. Сірководнева вода або амонію сульфід осаджує із розчинів солей стануму(ІІ) темно-коричневий осад стануму сульфіду SnS:

SnCl2 + H2S = ↓SnS + 2HCl

Осад SnS нерозчинний у лугах і у надлишку натрію сульфіду, проте легко розчиняється у амонію полісульфіді з утворенням тіосолей:

SnS + (NH4)2S2 = SnS2 + (NH4)2S

SnS2 + (NH4)2S2 = (NH4)2SnS3 + S

4.Дія солей вісмуту(III) та меркурію(ІІ) в лужному середовищі. Солі стануму(ІІ), будучи відновниками, легко вступають у реакції окислення-відновлення. Найхарактернішими окислювально-відновними реакціями для них є відновлення солей вісмуту(ІІІ) і меркурію(ІІ) у лужному середовищі. При цьому спочатку отримують станіт, який вступає в реакцію як відновник і в результаті реакцій утворюються осади елементноих меркурію і вісмуту:

SnСl2 + 4NaОН = Na2SnO2 + 2Н2О + 2NaCl Na2SnO2 + НgCl2 + 2NaOH = Na2SnO3 + ↓Нg + 2NaCl + H2O

3Na2SnO2 + 2Bi(NO3)3 + 6NaOH = 3Na2SnO3 + ↓2Bi + 6NaNO3 + 3H2O

Реакції виявлення катіонів стануму(IV).

1.Дія натрію та амонію гідроксидів. Гідроксиди виділяють білий осад H2[Sn(OH)6], який має амфотерні властивості:

H2[SnCl6] + 6NaОН = ↓H2[Sn(OH)6] + 6NaCl

Осад розчинний у надлишку лугу:

H2[Sn(OH)6] + 2NaОН = Na2[Sn(OH)6] + 2Н2O

У кислотах осад розчиняється з утворенням комплексних солей: H2[Sn(OH)6] + 6НCl = H2[SnCl6] + 6Н2O

2. Дія сірководню. З сірководнем солі стануму(ІV) утворюють жовтий осад SnS2:

H2[SnCl6] + 2H2S = ↓SnS2 + 6HCl

Осад розчинний у концентрованій HCl:

SnS2 + 6HCl = H2[SnCl6] + 2H2S

На відміну від Sn+2 осад SnS2 розчинний у розчині (NH4)2S:

SnS2 + (NH4)2S = (NH4)2SnS3

3.Проба з металічним ферумом. На відміну від Sn+2, Sn+4 не відновлює іони вісмуту та меркурію, проте в кислому середовищі відновлюється ферумом до Sn+2:

38

H2[SnCl6] + Fe = FeCl2 + SnCl2 + 2HCl

4.Дія купферону. Купферон (амонійна сіль N-нітрозофенілгідроксиламіну) з іонами стануму(ІV) утворює важкорозчинну сполуку жовтого кольору:

O ON

N

+ 6 NH4Cl + 2H2O

Реакції виявлення катіонів арсену(III):

1.Дія гіпофосфіту (ДФУ). Натрію гіпофосфіт у кислому середовищі відновлює сполуки арсену(ІІІ) і арсену(V) до вільного арсену, який утворює осад бурого кольору або забарвлює розчин у бурий колір:

NaH2PO2 + HCl = NaCl + H3PO2

As2O3 + 3H3PO2 = ↓2As + 3H3PO3

Виконання реакції. 5 мл випробовуваного розчину нагрівають на водяній бані з рівним об’ємом реактиву гіпофосфіту; утворюється коричневий осад.

2.Дія натрію гідроксиду та водню пероксиду. У лужному середовищі під дією водню пероксиду As+3 переходить у As+5:

Na3AsO3 + H2O2 = Na3AsO4 + H2O

3.Дія сульфідів (ДФУ). Сульфіди у сильнокислому середовищі із солями арсену утворюють осад As2S3 жовтого кольору:

2Na3AsO3 + 3H2S + 6HCl = ↓As2S3 + 6NaCl + 6H2O

Арсену сульфід розчинний у розчинах натрію гідроксиду, натрію сульфіду, амонію полісульфіду, амонію карбонату, аміаку і нерозчинний у кислоті хлоридній концентрованій:

As2S3 + 6NaOH = Na3AsS3 + Na3AsO3 + 3H2O

As2S3 + 3Na2S = 2Na3AsS3

As2S3 + 3(NH4)2S2 = 2(NH4)3AsS4 + S

As2S3 + 3(NH4)2CO3 = (NH4)3AsS3 + (NH4)3AsO3 + 3CO2

39

Виконання реакції. До 0,3 мл розчину, що містить близько 30 мг арсеніт-іону (AsO3-3), додають 0,5 мл кислоти хлоридної розведеної і 0,1 мл розчину натрію сульфіду; утворюється жовтий осад.

4.Дія аргентуму нітрату. У нейтральному або лужному середовищі аргентуму нітрат з аніоном AsO3-3 утворює осад жовтого кольору Ag3AsO3:

Na3AsO3 + 3AgNO3 = ↓Ag3AsO3 + 3NaNO3

Осад розчинний у розчині азотної та оцтової кислот, а також у розчині амонію гідроксиду.

5.Дія розчину йоду. У слабко лужному середовищі під впливом вільного йоду іони AsO3-3 переходять у AsO3-4, знебарвлюючи при цьому розчин йоду:

Na3AsO3 + I2 + 2NaHCO3 = Na3AsO4 + 2NaI + 2CO2 + H2O

6.Реакція Марша. Дуже малі кількості арсену (< 0,1 мг) добре виявляються у вигляді

арсину AsH3, який отримують відновленням сполук арсену цинком у кислому середовищі:

2Na3AsO3 + 6Zn + 9H2SO4 = ↑2AsH3 + 6ZnSO4 + 3Na2SO4 + 6H2O

Утворений безбарвний арсин AsH3 розкладається при нагріванні з утворенням вільного арсену:

2AsH3 = ↓2As + 3H2

7.Реакції виявлення арсину:

– утворений за представленими вище реакціями арсин утворює з AgNO3 комплексну

сполуку жовтого кольору, яка розкладається під дією вологи до металічного аргентуму (реакція Гутцайта):

AsH3 + AgNO3 = [AsAg6(NO3)3] + 3HNO3

[AsAg6(NO3)3] + 3H2O = H3AsO3 + ↓6Ag + 3HNO3

– для виявлення AsH3 використовують папір, просочений спиртовим розчином HgCl2. При його взаємодії з парами арсину отримують оранжеве або жовте забарвлення внаслідок утворення сполуки As(HgCl)3:

AsH3 + 3HgCl 2 = As(HgCl)3 + 3HCl

– присутність AsH3 можна також виявити при його пропусканні через трубку з кристалічним йодом. При цьому утворюється йодид арсену червоного кольору:

AsH3 + 3І2 = AsІ3 + 3HІ

Реакції виявлення катіонів арсену(V):

1.Дія гіпофосфіту (ДФУ). Натрію гіпофосфіт у кислому середовищі відновлює сполуки арсену(ІІІ) і арсену(V) до вільного арсену, який утворює осад бурого кольору або забарвлює розчин у бурий колір:

40