Quality_Analis_Ukr

Межа виявлення – 0,2 мкг. Реакція є специфічною. Проведенню реакції заважають хромати та молібдати.

Аналіз суміші катіонів шостої аналітичної групи

1.Органолептичний аналіз. Забарвлення досліджуваного розчину вказує на наявність катіонів Cu2+, Co2+, Ni2+.

2.Попередні випробовування: З окремими порціями досліджуваного розчину (по 0,5 мл) проводять реакції з реактивом Чугаєва (виявлення іонів нікелю), з реактивом Ільїнського (виявлення іонів кобальту), з концентрованим розчином аміаку (виявлення іонів купруму) і пробу на мідній монеті (виявлення іонів меркурію).

3.Систематичний хід аналізу.

До розчину, що вміщує суміш катіонів шостої аналітичної групи, додають надлишок концентрованого розчину амонію гідроксиду при нагріванні. В осад 1 випадають амідосолі меркурію(II) і основна сіль кобальту. В розчині 1 залишаються [Cu(NH3)4]Cl2, [Ni(NH3)4]Cl2, [Cd(NH3)4]Cl2. До осаду 1 додають розчин H2SO4 – у розчин 2 переходить CoSO4. Осад NH2HgCl розчиняють у розчині HNO3 і виявляють іони Hg2+ реакціями з KI і SnCl2. У розчині 2 виявляють іони Co2+ реакцією з NH4SCN.

До розчину 1 додають розчин H2SO4 і надлишок розчину Na2S2O3. Суміш нагрівають. В осад 3 випадає Cu2S, в розчині 3 залишаються катіони Cd2+ і Ni2+. Розчин 3 ділять на дві частини: в одній частині виявляють катіони Cd2+ з сульфідами, а у іншій – після кип’ятіння – катіони Ni2+ з диметилгліоксимом.

Схема систематичного ходу аналізу суміші катіонів шостої аналітичної групи

1.До досліджуваного розчину додають надлишок концентрованого розчину NH4OH при нагріванні. Осад 1: амідосіль меркурію(II) і основна сіль кобальту. Розчин 1: [Cu(NH3)4]Cl2, [Ni(NH3)4]Cl2, [Cd(NH3)4]Cl2.

2.До осаду 1 додають розчин H2SO4 і центрифугують. Осад 2: амідосіль меркурію(II).

Розчин 2: CoSO4.

3.Осад 2 розчиняють у розчині HNO3 і виявляють іони Hg2+ реакціями з KI і SnCl2.

4.Розчин 2: іони Co2+ виявляють реакцією з NH4SCN.

5.До розчину 1 додають розчин H2SO4 і надлишок розчину Na2S2O3, нагрівають. Осад 3: Cu2S, розчин 3: катіони Cd2+ і Ni2+.

6.Розчин 3 ділять на дві частини: в одній частині виявляють катіони Cd2+ з Na2S, а у іншій – після кип’ятіння – катіони Ni2+ з диметилгліоксимом.

Питання для самостійної підготовки студентів до заняття

1.Чому при дії натрію тіосульфату осаджуються тільки у вигляді сульфідів катіони меркурію та купруму?

2.Особливості дії групового реагенту на суміш катіонів шостої аналітичної групи.

3.Використання реакцій комплексоутворення в ході аналізу суміші катіонів шостої аналітичної групи.

4.Умови руйнування комплексних сполук.

5.В чому розчиняються сульфіди кобальту, нікелю, купруму та меркурію?

6.Використання органічних реактивів для виявлення катіонів шостої аналітичної групи.

7.Що називають хромофорними та ауксохромними групами?

8.В чому полягає перевага органічних реактивів перед неорганічними реактивами?

9.Як виявити катіони меркурію(II) та кобальту у суміші?

61

Тема № 9

АНАЛІЗ СУМІШІ КАТІОНІВ ЧЕТВЕРТОЇ, П’ЯТОЇ ТА ШОСТОЇ АНАЛІТИЧНИХ ГРУП

Лабораторна робота

Актуальність теми: Катіони четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп входять до складу багатьох фармацевтичних препаратів, тому провізор повинен вміти ідентифікувати та розділяти ці катіони і правильно трактувати одержані результати.

Мета: На основі хіміко-аналітичних властивостей катіонів четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп і, використовуючи прийоми напівмікрометоду аналізу, навчити студентів:

–володіти прийомами та навиками роботи напівмікрометодом аналізу;

–аналізувати суміш катіонів четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп за систематичним ходом аналізу;

–перевіряти повноту осадження малорозчинної сполуки;

–використовувати властивості амфотерних сполук для розділення катіонів;

–використовувати реакції комплексоутворення, окисно-відновні реакції для розділення катіонів;

–оформляти результати досліджень у вигляді протоколу. Навчальні цілі: Студенти повинні вміти:

–закріпити знання основних хіміко-аналітичних властивостей катіонів четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп;

–проаналізувати ситуаційну задачу, що містить суміш катіонів четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп, з метою розширення та поглиблення теоретичних знань та практичних навиків;

–провести систематичний хід аналізу суміші катіонів четвертої, п’ятої та шостої аналітичних груп кислотно-основним методом;

–використовувати групові реактиви для розділення катіонів;

–перевіряти повноту осадження;

–використовувати властивості амфотерних сполук для розділення катіонів;

–розділяти фази, які мають різний агрегатний стан;

–використовувати для виявлення катіонів характерні та чутливі реакції. Міжпредметна інтеграція: студенти повинні знати використання закону діючих мас

угетерогенних системах, фізичні та хімічні властивості солей даних груп катіонів (загальна та неорганічна хімія, аналітична хімія), використання їх у медичній практиці. Отримані навики та вміння є базовими для вивчення курсу фармацевтичної хімії, фармакогнозії та токсикологічної хімії.

Хід аналізу суміші катіонів

При аналізі досліджуваних груп звертають увагу на забарвлення розчину та наявність осаду. Так, рожеве забарвлення розчину може бути зумовлене присутністю іонів Со+2, зелене – Ni+2 або Сr+3, голубе – Сu+2, жовте – Fe+3. Якщо розчин і осад не забарвлені, можна зробити висновок про відсутність в суміші вказаних катіонів.

Попередні випробовування.

В окремих порціях розчину (по 0,5 мл) виявляють: іони Fe+2 – реакцією з калію гексаціанофератом(ІІІ); іони Fе+3 – реакцією з калію гексаціанофератом(ІІ) калію; іони Сu+2 – реакцією з концентрованим розчином аміаку; іони Мn+2 за допомогою оксидаційно- відновних реакцій, іони Ni+2 – реакцією з диметилгліоксимом; іони Со+2 – реакцією з тіоціанатами; іони Hg+2 – реакцією з йодидами.

62

Систематичний хід аналізу

1.Відокремлення катіонів четвертої аналітичної групи від катіонів п’ятої та шостої аналітичних груп. З цією метою до 2 мл досліджуваного розчину задачі прибавляють 5-6 крапель 6 % водню пероксиду і 6 М розчин натрію гідроксиду до лужної реакції. Розчин добре перемішують і нагрівають до повного розкладу надлишку водню пероксиду. При цьому катіони четвертої аналітичної групи перейдуть у розчин, а в осаді будуть катіони п’ятої та шостої аналітичних груп у вигляді гідроксидів. Осад 1 відокремлюють від розчину центрифугуванням. Центрифугат 1 може містити хромат-, арсенат-, цинкат-, алюмінат- та станат- іони. В осаді 1 знаходяться гідроксиди катіонів п’ятої та шостої аналітичних груп.

Осад 1 розчиняють у 2 М розчині нітратної кислоти, додають декілька крапель водню пероксиду, нагрівають, розводять подвійним об’ємом води і центрифугують. При цьому в осад 2 перейдуть іони сурми, а в центрифугаті 2 будуть знаходитися катіони п’ятої та шостої аналітичних груп.

Осад 2 розчиняють у концентрованій хлоридній кислоті, розводять водою і виявляють іони стибію(V), як вказано вище (див. Заняття № 7).

2.Відокремлення катіонів п’ятої аналітичної групи від катіонів шостої аналітичної групи. До центрифугату 2 додають потрійний об’єм концентрованого розчину аміаку, нагрівають і суміш центрифугують. В осад 3 перейдуть гідроксиди катіонів п’ятої аналітичної групи. В центрифугаті 3 будуть знаходитися катіони шостої аналітичної групи у вигляді аміакатів.

3.Виявлення катіонів п’ятої аналітичної групи. Осад 3 обробляють насиченим розчином амонію хлориду та водню пероксидом і центрифугують. В осад 4 перейдуть гідроксиди мангану(IV), феруму(ІІІ) та вісмуту, а у центрифугат 4 – магній, який виявляють за допомогою реакцій, які вказані вище (див. Заняття № 7).

До осаду 4 додають 2 М розчин нітратної кислоти, нагрівають і центрифугують. В осаді 5 можуть знаходитися іони мангану(IV) а в центрифугаті 5 – іони феруму(ІІІ) та вісмуту. Центрифугат 5 розділяють на дві частини і виявляють іони феруму(ІІІ) та вісмуту, як вказано вище (див. Заняття № 7). Осад 5 розчиняють у концентрованій нітратній кислоті і виявляють іони мангану, як вказано вище (див. Заняття № 7).

4.Виявлення катіонів шостої аналітичної групи. До центрифугату 3, який вміщує катіони шостої аналітичної групи, додають 2 М розчин сульфатної кислоти (до кислої реакції), 2 М розчин натрію тіосульфату, нагрівають і центрифугують. В осад 6 можуть випадати сульфіди купруму(ІІ) і меркурію(ІІ), а в центрифугаті 6 знаходитимуться іони кобальту(ІІ), нікелю(ІІ) і кадмію.

Осад 6 обробляють 3 М розчином нітратної кислоти, нагрівають і центрифугують. В осаді 7 може знаходитися сульфід меркурію(ІІ), а в центрифугаті 7 – іони купруму(ІІ). Осад 7 розчиняють у «царській горілці», розчин нагрівають, розводять водою і виявляють іони меркурію(ІІ), як вказано вище (див. Заняття № 8).

У центрифугаті 7 виявляють іони купруму(ІІ) (див. Заняття № 8).

Центрифугат 6 ділять на 3 частини і виявляють катіони кобальту(ІІ), кадмію і нікелю (див. Заняття № 8).

5.Виявлення катіонів четвертої аналітичної групи. Центрифугат 1 нейтралізують

2 М розчином хлоридної кислоти, додають рівний об’єм 2 М розчину аміаку, водню пероксид, нагрівають і центрифугують. Осад 8 може вміщувати гідроксиди алюмінію і стануму(ІV), а центрифугат 8 – хромат-, арсенат-іони і аміакат цинку.

Осад 8 розчиняють в 2 М хлоридній кислоті і розчин ділять на дві частини. В одній частині виявляють іони алюмінію, а в другій – іони стануму (див. Заняття № 4). Для цього відновлюють іони стануму(IV), при допомозі реакцій, які вказані вище (див. Заняття № 5).

До центрифугату 8 прибавляють 2 М розчин ацетатної кислоти, розчин нагрівають до повного виділення надлишку кислоти, додають розчин карбонату натрію, нагрівають і центрифугують. Осад 9 вміщує карбонат цинку, а центрифугат 9 – хромат- і арсенат- іони.

63

Осад 9 розчиняють в 2 М хлоридній кислоті і виявляють іони цинку (див. Заняття № 5). Центрифугат 9 ділять на 2 частини і виявляють хром і миш’як(V) (див. Заняття № 5 і 6).

Примітка: Якщо досліджуваний розчин вміщує осад, то розчин з осадом перемішують, 2 мл досліджуваної суміші переносять у пробірку, додають 8 крапель 2 н. розчину нітратної кислоти і нагрівають вміст пробірки на водяній бані на протязі 5 хв. Осад відокремлюють від розчину (центрифугату) і розчиняють в 0,5–1 мл концентрованої хлоридної кислоти. Додають декілька крапель дистильованої води і дрібним методом виявляють іони стибію(ІІІ і V) та стануму(ІV).

Схема систематичного ходу аналізу суміші катіонів ІV-VІ аналітичних груп.

1.Забарвлення розчину свідчить про наявність іонів Со+2, Ni+2, Cr+3, Cu+3, Fe+3.

2.Дрібним методом виявляють Fe+2 з К3[Fe(CN)6], Fe+3 з K4[Fe(CN)6], Cu+2 з NH4OH, Mn+2 з

PbO2, Ni+2 з реактивом Чугаєва, Со+2 з реактивом Ільїнського, Hg+2 з KI.

3.Розділення груп. До аналізованого розчину додають NaOH, та 6 % H2O2 при нагріванні. В осаді 1 – катіони V і VI групи, в розчині 1 – IV група.

4.Осад 1 розчиняють в HNO3 + H2O2. В осаді 2 – Sb+5, а в розчині 2 – V-VI групи.

5.Sb+5 виявляють з Na2S. При наявності стибію його відділяють.

6.До розчину 2 додають NH4OH. В осаді 3 буде V група, а в розчині 3 – VІ група.

7.Виявлення катіонів V групи (осад 3): до осаду 3 додають NH4Cl i H2O2. В осаді 4 будуть Mn+4, Fe+3, Bi+3, а в розчині – Mg+2, який виявляють з Na2HPO4.

8.Осад 4 розчиняють в HNO3. В осаді 5 – Mn+4, в розчині 5 – Fe+3, Bi+3.

9.Осад 5 розчиняють в HNO3 i виявляють манган з PbO2 або NaBiO3.

10.В розчині 5 виявляють Fe+3 з K4[Fe(CN)6] i Bi+3 з Na2S2O3 i NaOH.

11.Виявлення катіонів VІ групи (розчин 3): до цього розчину додають H2SO4 i Na2S2O3. В

осаді 6 – Cu+2, Hg+2, в розчині 6 – Co+2, Ni+2, Cd+2.

12.Осад 6 розчиняють в HNO3. В осаді 7 – Hg+2, а в розчині 7 – Cu+2.

13.Осад 7 розчиняють у «царській горілці» і виявляють Hg+2 з KI. В розчині виявляють Cu+2

з NH4OH.

14.В розчині 6 виявляють Co+2 з NH4SCN, Ni+2 з диметилгліоксимом, Cd+2 з Na2S.

15.Виявлення катіонів ІV групи (розчин 1): до цього розчину додають HCl, NH4OH, H2O2.

Осад 8: Al+3, Sn+4, розчин 8: Cr+3, As+5, Zn+2.

16.Осад 8 розчиняють в HCl i виявляють Al+3 з 8-оксихіноліном або з алізарином, а Sn+4 відновлюють до Sn+2 i виявляють Sn+2 з HgCl2.

17.До розчину 8 додають СН3СООН і Na2CO3. Осад 9 містить Zn+2, а розчин 9 – Cr+3, As+5.

18.Осад 9 розчиняють в HCl i виявляють Zn+2 з дитизоном або з Na2S.

19.В розчині 9 виявляють Cr+3 реакцією утворення надхромових кислот і As+5 з молібденовою рідиною.

Питання для самопідготовки студентів до заняття

1.Виберіть декілька оксидаторів, за допомогою яких можна окислити хром(III) до хромат- і дихромат-іонів.

2.У якому середовищі відбувається оксидація хрому(III) у хромат-іон при взаємодії його із водню пероксидом та з калію перманганатом?

3.Чи будуть катіони стануму(II) оксидуватися калію перманганатом?

4.За допомогою якої реакції можна виявити арсен у присутності всіх катіонів четвертої групи?

5.Виберіть оксидатор, зазначте середовище і складіть рівняння реакції оксидації катіону мангану(II) до іонів марганцевої кислоти.

64

6.З якою метою додають аргентуму нітрат при оксидації катіону мангану амонію персульфатом?

7.Яким чином можна розділити суміш катіонів феруму(III), мангану(II) і магнію? Написати рівняння реакцій.

Тема № 10

ГРУПОВІ РЕАГЕНТИ В АНАЛІЗІ АНІОНІВ ТА ЇХ ПРИЗНАЧЕННЯ, УМОВИ ЗАСТОСУВАННЯ.

ХАРАКТЕРНІ РЕАКЦІЇ АНІОНІВ ПЕРШОЇ АНАЛІТИЧНОЇ ГРУПИ, УМОВИ ЇХ ВИКОНАННЯ.

ВИЯВЛЕННЯ АНІОНІВ У СУМІШАХ

Лабораторна робота

Актуальність теми: Вміння виконувати хімічні реакції виявлення аніонів неорганічних та органічних кислот є обов’язковим елементом для вивчення курсу кількісного аналізу, фармацевтичного, фітохімічного та хіміко-токсикологічного аналізу, для комплексної підготовки хіміка-аналітика.

Мета: Базуючись на хіміко-аналітичних властивостях аніонів і, володіючи прийомами напівмікрометоду аналізу, навчити студентів:

−проводити ідентифікацію аніонів неорганічного та органічного походження за допомогою хімічних реакцій;

−правильно обгрунтовувати отримані результати аналізу;

−оформляти результати аналізу у вигляді протоколу.

Навчальні цілі: Студенти повинні вміти:

–виконувати якісні реакції на аніони: SO4-2, SO3-2, CO3-2, PO4-2, S2O3-2, C2O4-2, B4O7-2, BO2-

,AsO3-3, AsO4-3, F-, CrO4-2, Cr2O7-2;

–правильно вибирати найбільш характерні реакції для виявлення окремих аніонів;

–вивчити дію групових реагентів на певні групи аніонів;

–виявляти аніони у сумішах систематичним і дробним методами аналізу;

–працювати з отруйними речовинами;

–робити правильні висновки з результатів аналізу і оформляти їх у вигляді протоколів. Міжпредметна інтеграція: Студенти повинні знати фізичні та хімічні властивості

солей досліджуваних аніонів (біонеорганічна хімія), теорії, що лежать в основі процесів у гетерогенних системах (фізична та колоїдна хімія). Отримані при вивченні даної теми вміння і навики є базовими для вивчення фармацевтичної хімії, токсикологічної хімії, фармакогнозії.

Класифікація аніонів

Аніони утворюються у основному p-елементами і деякими d-елементами (хром, манган). Висока здатність до утворення аніонів властива p-елементам, розташованим у правому верхньому куті таблиці Д.І.Менделєєва. Через те, що p-елементи мають змінний ступінь окислення, вони здатні утворювати різноманітні кислоти і сила кислот зростає зі збільшенням ступеня окислення елемента.

За окислювально-відновними властивостями аніони ділять на аніони-окисники, в яких елемент має вищий ступінь окислення (нітрат-аніон), аніони-відновники з нижчим ступенем

65

окислення (хлориди, броміди, йодиди) і нейтральні аніони, які не проявляють ні окислювальних, ні відновних властивостей (карбонат-, сульфат-, фосфат-аніони). Окислювально-відновні властивості деяких аніонів можуть мінятись (сульфіт-, нітрит- аніони) залежно від умов проведення реакції.

Аналітична класифікація аніонів основана на реакціях утворення нерозчинних у воді осадів солей барію та аргентуму. За цією класифікацією всі аніони поділяють на три групи: перша група аніонів – нерозчинні у воді солі барію: сульфат-, сульфіт, карбонат-, фосфат-, тіосульфат-, оксалат-, тетраборат-, йодат-, арсенат-, арсеніт-, флуорид-, тартрат-, цитрат- іони; друга група аніонів – нерозчинні у воді і азотній кислоті солі аргентуму: хлориди, броміди, йодиди, тіоціанати, ціаніди, бензоати; третя група аніонів – солі барію і аргентуму розчинні у воді, групового реагенту немає: нітрат-, нітрит-, ацетат- бромат-, перхлорат-, саліцилат-аніон.

Більшість аніонів виявляють дробним методом, тому групові реагенти використовують тільки для виявлення груп аніонів, що позбавляє від необхідності у випадку негативної реакції з груповими реагентами шукати у розчині аніони даної групи.

Реакції аніонів першої аналітичної групи

До першої аналітичної групи відносяться сульфат-, сульфіт-, карбонат-, фосфат-, оксалат-, тіосульфат-, тетраборат-, арсеніт-, арсенат-, флуорид-, тартрат-, цитрат-, хромат-, дихромат-, силікат- аніони, які утворюють осади з хлоридом барію, розчинні у мінеральних кислотах, за винятком сульфату барію. Ці аніони осаджуються груповим реагентом у нейтральному або слабко лужному середовищі.

Реакції виявлення сульфат-іонів:

1.Дія барію хлориду (ДФУ). З солями барію сульфати утворюють нерозчинний у кислотах і лугах осад BaSO4 білого кольору:

Na2SO4 + BaCl2 = ↓BaSO4 + 2NaCl

Тому для виявлення сульфатів до досліджуваного розчину додають розчин солі барію і концентровану соляну або азотну кислоту. Чутливість реакції підвищується при додаванні краплі розчину KMnO4 – осад BaSO4 забарвлюється у фіолетовий колір.

Виконання реакції. Близько 45 мг випробовуваної субстанції розчиняють у 5 мл води. До одержаного розчину або до 5 мл досліджуваного розчину додають 1 мл кислоти хлоридної розведеної і 1 мл розчину барію хлориду; утворюється білий осад.

До суспензії, одержаної в результаті реакції, описаної вище, додають 0,1 мл 0,05 М розчину йоду; жовте забарвлення йоду не зникає (відмінність від сульфітів і дитіонітів), але знебарвлюється при додаванні краплинами розчину стануму хлориду (відмінність від йодатів). Суміш кип’ятять; осад не знебарвлюється (відмінність від селенатів і вольфраматів).

2.Дія плюмбуму ацетату. Солі плюмбуму осаджують з розчинів сульфатів білий осад PbSO4, розчинний при нагріванні у лугах і розчині амонію ацетату:

Pb(CH3COO)2 + Na2SO4 = ↓PbSO4 + 2CH3COONa

PbSO4 + 4NaOH = Na2PbO2 + Na2SO4 + 2H2O

PbSO4 + 2CH3COONH4 = Pb(CH3COO)2 + (NH4)2SO4

66

Реакції виявлення сульфіт-іонів:

1.Дія барію хлориду. З солями барію сульфіти утворюють білий осад BaSO3 розчинний у кислотах:

Na2SO3 + BaCl2 = ↓BaSO3 + 2NaCl

BaSO3 +2НCl = BaCl2 + ↑SO2 + H2O

2.Дія хлоридної кислоти. Мінеральні кислоти розкладають розчинні та нерозчинні сульфіти з утворенням SO2, який має відновні властивості і тому знебарвлює розчини I2 та

KMnO4:

Na2SO3 + 2НCl = 2NaCl + ↑SO2 + H2O

SO2 + I2 + 2H2O = H2SO4 + 2HI

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = 2MnSO4 + 2H2SO4 + K2SO4

Виконання реакції. До 2 мл розчину, що містить 10-30 мг сульфіт-іону (SO3–2), додають 2 мл кислоти хлоридної розведеної і струшують; поступово виділяється сірчистий газ, що виявляється за характерним запахом.

3.Дія розчину йоду (ДФУ). Сульфіт-іон внаслідок відновних властивостей обезбарвлює розчин йоду:

Na2SO3 + I2 + H2O = Na2SO4 + 2HI

Виконання реакції. До зазначеного у окремій статті розчину, що містить сульфіт-іон (SO3–2), додають 0,1 мл 0,05 М розчину йоду; реактив знебарвлюється. Виявленню сульфіт-іонів заважають тіосульфат- та сульфід-іони.

4.Дія натрію нітропрусиду. Натрію нітропрусид Na2[Fe(CN)5NO] забарвлює нейтральні розчини сульфітів у рожево-червоний колір. При додаванні надлишку розчину ZnSO4 забарвлення стає інтенсивнішим. Якщо ж додати ще краплю розчину K4[Fe(CN)6], то утворюється червоний осад. Хімізм цієї реакції поки ще не з’ясований. Кислоти знебарвлюють розчини, тому їх необхідно нейтралізувати.

5.Дія фуксину. Сульфіти мають властивість відновлювати барвники (фуксин, малахітовий зелений). Присутність сульфітів встановлюється за зникненням забарвлення барвника. Фуксин при цьому утворює фуксинсірчисту кислоту – безбарвну сіль N-сульфінової кислоти n-фуксинлейкосульфокислоти (при pH 3–6):

+

H2NNH2

NH2

67

H2N NH-SO2-Na

H3C + 2NaCl + 2H2O

NH-SO2-Na

Реакції заважають сульфід- та нітрит-іони.

Реакції виявлення тіосульфат-іонів:

1.Дія солей барію. Барію хлорид, доданий у надлишку, утворює з тіосульфат-аніоном білий осад BaS2O3:

Na2S2O3 + BaCl2 = ↓BaS2O3 + 2NaCl

Оскільки барію тіосульфат легко утворює пересичені розчини, при виконанні реакції слід потерти стінки пробірки скляною паличкою.

2.Дія мінеральних кислот. При взаємодії з кислотами виділяється тіосульфатна кислота

Н2S2O3, яка розкладається на воду діоксид сірки і сірку. Сірка випадає у осад і розчин стає каламутним:

Na2S2O3 + 2НCl = 2NaCl + ↑SO2 + ↓S + H2O

3.Дія окисників (йоду, калію перманганату). Тіосульфати є сильними відновниками і слабкими окисниками. Розчин йоду при додаванні до розчину натрію тіосульфату обезбарвлюється; при цьому тіосульфат окислюється до тетратіонату, а йод відновлюється до йодид-іону:

2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI

Калію перманганат обезбарвлюється тіосульфат-іоном; при цьому тіосульфат-іон окислюється до сульфат-іону:

5Na2S2O3 + 8KMnO4 + 7H2SO4 = 8MnSO4 + 5Na2SO4 + 4K2SO4 + 7H2O

4.Дія аргентуму нітрату. Аргентуму нітрат утворює з тіосульфат-іонами білий осад

Ag2S2O3, який поступово переходить у Ag2S; осад швидко жовтіє, буріє і стає чорним (процес прискорюється при нагріванні):

Na2S2O3 + 2AgNO3 = ↓Ag2S2O3 + 2NaNO3

Ag2S2O3 + H2O = ↓Ag2S + H2SO4

Чорний осад Ag2S розчиняється при нагріванні у розведеній азотній кислоті:

3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO + 3S + 4H2O

5.Дія феруму(III) хлориду. Феруму(ІІІ) хлорид з тіосульфат-іонами утворює спочатку розчинний тіосульфат тривалентного феруму і розчин забарвлюється у темно-фіолетовий

68

колір. Через деякий час розчин обезбарвлюється внаслідок відновлення феруму(ІІІ) до феруму(ІІ), а тіосульфат окислюється до тетратіонату:

2FeCl3 + 2Na2S2O3 = 2FeCl2 + Na2S4O6 + 2NaCl

Реакції виявлення карбонат-іонів:

1.Дія барію хлориду. З солями барію карбонати утворюють білий осад BaСO3, розчинний у кислотах:

Na2СO3 + BaCl2 = ↓BaСO3 + 2NaCl

BaСO3 + 2НCl = BaCl2 + ↑СO2 + H2O

2.Дія мінеральних кислот (ДФУ). Кислоти, в тому числі і оцтова, розкладають карбонати з виділенням СО2:

Na2СO3 + 2НCl = 2NaCl + ↑СO2 + H2O

Вуглекислий газ виявляють за помутнінням вапняної або баритової води, тобто насичених водних розчинів Ca(OH)2 і Ba(OH)2:

Ca(OH)2 + СO2 = ↓CaСO3 + H2O

Реакції заважають сульфіти, які під дією кислот утворюють SO2, який з вапняною та баритовою водою утворюють осади. Тому перед виявленням карбонат-іонів доцільно окислити сульфіт- до сульфат-іонів додаванням водню пероксиду.

Виконання реакції. 0,1 г випробовуваної субстанції поміщають у пробірку і суспендують у 2 мл води. До одержаної суспензії або до 2 мл суспензії, зазначеної у окремій статті, додають 3 мл кислоти оцтової розведеної. Пробірку відразу закривають притертим корком із скляною трубкою, двічі вигнутою під прямим кутом; спостерігається бурхливе виділення бульбашок газу без кольору і запаху. Пробірку обережно нагрівають і пропускають газ, що виділяється, крізь 5 мл розчину барію гідроксиду; утворюється білий осад, що розчиняється при додаванні надлишку кислоти хлоридної.

3.Дія аргентуму нітрату. Аргентуму нітрат утворює з карбонат-іонами білий осад Ag2СO3, розчинний у кислотах (крім HCl):

Na2CO3 + 2AgNO3 = ↓Ag2CO3 + 2NaNO3

4. Дія магнію сульфату (ДФУ). Магнію сульфат утворює у розчинах карбонатів білий осад

MgCO3:

Na2CO3 + MgSO4 = ↓MgCO3 + Na2SO4

Осад розчинний у кислотах.

Виконання реакції. 0,2 г випробовуваної субстанції розчиняють у 2 мл води. До одержаного розчину додають 0,5 мл насиченого розчину магнію сульфату; утворюється білий осад (відмінність від гідрокарбонатів, розчини яких утворюють осад лише при кип’ятінні суміші).

5.Відмінність від гідрокарбонатів. 0,2 г випробовуваної субстанції розчиняють у 2 мл води. До одержаного розчину додають 0,05 мл розчину фенолфталеїну; з’являється червоне забарвлення. Розчини гідрокарбонатів при цьому залишаються безбарвними.

69

Реакції виявлення фосфат-іонів:

1. Дія барію хлориду. Барію хлорид у присутності лугів або NH4OH утворює з розчином Na2HPO4 осад Ba3(PO4)2, який розчиняється у кислотах (крім H2SO4):

3BaCl2 + 2NaOH + 2Na2HPO4 = ↓Ba3(PO4)2 + 6NaCl + 2H2O

2. Дія аргентуму нітрату (ДФУ). У лужному середовищі аргентуму нітрат з аніоном РO4–3 утворює осад жовтого кольору Ag3РO4:

Na3РO4 + 3AgNO3 = ↓3Ag3РO4 + 3NaNO3

Осад розчинний у розчині азотної кислоти, а також у розчині амонію гідроксиду. Виконання реакції. До 5 мл досліджуваного розчину, якщо необхідно –

нейтралізованого, додають 5 мл розчину аргентуму нітрату; утворюється жовтий осад, колір якого не змінюється при кип’ятінні і який розчиняється при додаванні розчину аміаку.

3. Дія магнезіальної суміші. Магнезіальна суміш з фосфат-іонами утворює білий кристалічний осад MgNH4РO4, розчинний у хлоридній кислоті:

Na2HРO4 + MgCl2 + NH4OH = ↓MgNH4РO4 + 2NaCl + H2O

4. Дія молібденової рідини. У кислому середовищі молібдат амонію з фосфат-іонами утворює жовтий кристалічний осад, розчинний у надлишку реагенту:

12(NH4)2MoO4 + (NH4)3РO4 + 24HNO3 = ↓(NH4)3РO4·12MoO3 + 24NH4NO3 + 12H2O

5. Дія молібденованадієвого реактиву (ДФУ). До 1 мл досліджуваного розчину додають 2

мл молібденованадієвого реактиву і перемішують; з’являється жовте забарвлення.

1.Дія барію хлориду. Оксалат-іони з іонами барію утворює білий кристалічний осад барію оксалату:

(NH4)2C2O4 + BaCl2 = ↓BaC2O4 + 2NH4Cl

Осад розчинний у киплячій оцтовій кислоті (на відміну від кальцію оксалату) і у розчинах сильних кислот з утворенням щавлевої кислоти.

2.Дія кальцію хлориду. Кальцію хлорид з оксалатами утворює білий дрібнокристалічний осад кальцію оксалату, розчинний у мінеральних кислотах і нерозчинний у оцтовій кислоті:

(NH4)2C2O4 + СaCl2 = ↓СaC2O4 + 2NH4Cl

3. Дія калію перманганату. Калію перманганат у кислому середовищі з оксалат-іонами при нагріванні обезбарвлюється внаслідок відновлення до Mn+2:

70