2. Аналітичні реакції на р-елементи та їх сполуки

Серед р-елементів п’ять елементів є органогенними (“елементи жит- тя”): вуглець, азот, кисень, фосфор, сірка, які складають основу біологічно важливих молекул. До біогенних елементів відносяться також хлор та йод, а бор, фтор та бром наявні в живих організмах у мікрокількостях. Сполуки плюмбуму та арсену мають дуже токсичні властивості. Як правило, в живому організмі р-елементи входять до складу складних органічних макромолекул або йонів OH^–, Cl^–, ,,,,F^–. Вони складають основу буферної системи крові, забезпечують необхідний осмо- тичний тиск, містяться в шлунковому соці та інших біологічних середови-щах. Багато сполук р-елементів використовуються в якості лікарських засобів.

Реакція на бор (ііі) по кольору полум’я

У фарфоровій чашці випаровують 5–6 крапель розчину бури. Після охолодження до сухого залишку добавити 4–5 крапель концентрованого розчину Н₂SO₄ та 5–6 крапель етилового спирту. Суміш перемішати скляною паличкою та підпалити. Полум’я спирту, який горить, забарв- люється в зелений колір. Це забарвлення обумовлене летким етиловим ефіром борної кислоти В(ОС₂Н₅)₃. Його отримують дією сірчаної кислоти та етилового спирту на тетраборат натрію:

Na₂B₄O₇ + H₂SO₄ + 5H₂O = 4H₃BO₃ + Na₂SO₄

H₃BO₃ + 3C₂H₅OH = B(OC₂H₅)₃ + 3H₂O,

За допомогою цих реакцій перевіряються такі лікарські препарати, як борна кислота та ії солі.

Реакція на йон з розведеними кислотами

У пробірку налити 0,5 мл розчину Na₂CO₃ або K₂CO₃ та додати туди 1–2 краплі розчину кислоти. Що при цьому спостерігається? Написати рівняння реакції в молекулярній та йонній формі. Ця реакція вико- ристовується в санітарно-гігієнічній практиці при визначенні таких ком- понентів, як СО та HCO у звичайних та стічних водах.

Реакція на йон Pb²⁺ з йодидом калію

До декількох крапель розчину солі плюмбуму прилити стільки ж розчину йодиду калію. Випадає жовтий осад йодиду плюмбуму.

Pb(NO₃)₂ + 2KI = PbI₂ + 2KNO₃

Pb²⁺ + 2I^– = PbI₂

До осаду прилити 1 мл оцтової кислоти та суміш нагріти до кипіння. Розчин повільно охолоджується. При цьому знов випадає осад йодиду плюмбуму у вигляді золотистих зерен.

Реакція на йон з реактивом Несслера

На предметне скло нанести на відстані (0,5–1)10^–2 м один від одного по одній краплі розчину NH₄Cl та реактиву Несслера. З’єднати краплі за допомогою скляної палички – випадає червонувато-бурий осад:

При дуже малих кількостях солей амонію замість осаду утворюється жовтий розчин. Цей ефект використовується у колориметричному методі аналізу для визначення загального та залишкового азоту крові, сечовини, у санітарно-гігієнічній практиці – при аналізі води, повітря, харчових про- дуктів.

Реакція на йон з сульфатом феруму (ІІ) в присутності концентрованої сірчаної кислоти

На предметне скло нанести краплю розчину нітрату натрію, у середи- ну краплі помістити маленький кристалик FeSO₄7H₂O. На нього нанести одну краплю (за допомогою крапельниці) концентрованої соляної кислоти. Навколо кристалика з’являється буре забарвлення:

3 FeSO₄ + 2HNO₃ + 3H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O + 2NO

3Fe²⁺ + + 4H⁺ = 3Fe³⁺ + 2H₂O + NO

FeSO₄ + NO = [ Fe(NO)]SO₄

Fe²⁺ + NO + = [Fe(NO)]SO₄

Реакція на йон з йодидом калію

Краплю розчину нітриту калію або натрію розбавити до 3 мл водою, а потім добавити по одній краплі розчинів КІ, сірчаної кислоти та декілька крапель розчину крохмалю. Що при цьому бачимо?

Рівняння реакції:

2NaNO₂ + 2NaI + 2H₂SO₄ = 2NO + I₂ + 2H₂O + 2Na₂SO₄

2NO₂^- + 2I^- + 4H⁺ = 2NO + I₂ + 2H₂O

Реакція використовується для перевірки фармакопейного препарату NaNO₂.

Реакція на йон з молібдатом амонію

У пробірку налити 0,5 мл розчину Na₂HPO₄ та 0,5 мл розчину (NH₄)₂MoO₄. Суміш підігріти. Що бачимо при охолодженні? Рівняння реакції:

12(NH₄)₂MoO₄ + Na₂HPO₄ + 23HNO₃ = (NH₄)₃H₄[P(Mo₂O₇)₆] +

+ NaNO₃ + 10H₂O + 21NH₄NO₃

Вказана реакція застосовується для визначення фосфору в ортофос- фатах, які розчинені у водах промислових відходів.

(Для визначення фосфору в біологічних рідинах використовується реакція з молібденовою кислотою за присутністю якогось відновлювача).

Аналітична реакція на арсен (ІІІ)

Ця реакція базується на отриманні гідроген арсену (ІІ), який віднов- лює солі аргентуму до металічного срібла. У пробірку налити 0,5 мл роз- чину розбавленої сірчаної кислоти та краплю розчину солі арсену. Щіль- но закрити пробірку фільтрувальним папером, змоченим 1–2 краплями розчину нітрату аргентуму, потім, трохи піднявши папір, внести у про- бірку кусок гранульованого цинку і знову швидко закрити отвір пробірки. Через декілька хвилин на внутрішній стороні фільтрувального паперу з’являється характерна пляма жовтого, коричневого або чорного кольору – в залежності від концентрації арсена в розчині:

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

+ 3Zn +9H⁺ = AsH₃ + 3Zn²⁺ + 3H₂O

AsH₃ + 6AgNO₃ + 3H₂O = H₃AsO₃ + 6Ag +6HNO₃

AsH₃ + 6Ag⁺ + 3H₂O = H₃AsO₃ + 6Ag +6H⁺

Ця реакція використовується для визначення арсену в біологічних матеріалах та водах, забруднених промисловими відходами.

Реакція на йон Ві³⁺ з йодидом калію

До 0,5 мл розчину солі бісмуту добавити 2–3 краплі розчину КІ. Ви- падає чорно-коричневий осад йодиду бісмуту:

Ві(NO₃)₃ + 3KI = BiI₃ + 3KNO₃

Bi³⁺ + 3I^– = BiI₃

До одержаного осаду прилити ще (надлишок) розчину КІ та збовтати. Осад розчиняється з утворенням комплексної солі оранжевого кольору:

BiI₃ + KI = K[BiI₄]

BiI₃ + I^– = [BiI₄]^–

Реакція використовується для перевірки фармакопейного препарату ВіONO₃.