19. Реакції йонів no2-.

19.1. Реакція з кислотами

У пробірку поміщають 3-4 краплини розчину NaNO₂ і 1-2 краплини розчину H₂SO₄. Спостерігають виділення оксиду нітрогену NO₂ бурого кольору. Реакцію проводять у витяжній шафі!

NaNO₂ + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HNO₂

NO₂^- + H⁺ = HNO₂

3HNO₂ = HNO₃ + 2NO + H₂O

2NO + O₂(пов.) = 2NO₂

19.2. Металічний алюміній

У пробірку поміщають по 3-5 краплин розчину NaNO₂ і концентрованого розчину натрій гідроксиду. До суміші добавляють шматок алюмінію і нагрівають. Виділяється амоніак, який ідентифікують внесенням до отвору пробірки змоченого водою червоного лакмусового папірця (колір його змінюється на синій). Йони NO₃^- поводяться аналогічно.

KNO₂ + 2Al + KOH + H₂O = 2KalO₂ + NH₃

NO₂^- + 2Al + OH^- + H₂O = 2AlO₂^- + NH₃

19.3. KMnO₄ – калію перманганат.

У пробірку поміщають 3-4 краплини розчину КNO₂, добавляють 2-3 краплини розчинів H₂SO₄ та 1-2 краплини розчину KMnO₄. Після перемішування спостерігають знебарвлення розчину KMnO₄.

5KNO₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5KNO₃ + K₂SO₄ +

+ 3H₂O

5NO₂ + 2MnO₄^- + 6H⁺ = 2Mn²⁺ + 5NO₃^- + 3H₂O

20. Реакції йонів ch3coo-.

20.1. H₂SO₄ – розведена сульфатна кислота

До 5-6 мл розчину натрій ацетату добавляють 3-4 мл розведеної H₂SO₄ і обережно нагрівають. Виділяється ацетатна кислота, яку розпізнають за специфічним запахом.

2CH₃COONa + H₂SO₄ = 2CH₃COOH + Na₂SO₄

CH₃COO^- + H⁺ = CH₃COOH

20.2. Реакція утворення естерів

До 5-6 мл розчину натрій ацетату добавляють 3-4 мл концентрованої H₂SO₄ і стільки ж амілового спирту. Суміш обережно нагрівають на водяній бані, після чого виливають у холодну воду. Спостерігається утворення амілацетату, який розпізнають за характерним запахом “грушевої есенції”.

CH₃COOH + C₂H₅OH = CH₃COOC₂H₅ + H₂O

20.3. FeCl₃ – феруму(ІІІ) хлорид

У пробірку поміщають 5-6 краплин розчину FeCl₃ , добавляють стільки ж краплин розчину натрій ацетату, розводять суміш 1-2 мл дистильованої води і кип'ятять. Спостерігають утворення оранжево-червоного кольору в розчині, а тоді появу такого ж кольору осаду.

CH₃COONa + FeCl₃ + 2H₂O = Fe(OH)₂CH₃COO +

+ NaCl + 2HCl

CH₃COO^- + Fe³⁺ + 2H₂O = Fe(OH)₂⁺ + 2H⁺

2.3. Якісний аналіз деяких реальних об’єктів

2.3.1 Аналіз металів та сплавів

Сплав являє собою твердий розчин кількох металів, або металів і неметалів. В технічно чистих металах вміст основного компонента (метала) складає 95-97%, а інколи доходить до 99,99% і більше. Вміст окремих металів в сплавах, звичайно, становить від кількох десятих процента до кількох процентів. Властивості сплавів залежать як від складу, так і від їх структури. Метали і їх сплави визначаються за такими фізичними ознаками: блиск, твердість, колір, ковкість, інколи магнітність. Залежно від основи (металу, який переважає) сплави поділяють:

а) чорні сплави (на основі заліза) – чавун, сталь, надтверді сплави. Сплави заліза розчиняються в хлоридній та сульфатній кислотах. Концентрована HNO₃ робить “пасивним” залізо і його сплави. Деякі сплави заліза розчиняються в “царській горілці”. Іноді доводиться користуватись окислювачами при розчинення сплаві в хлоридній та сульфатній кислотах,

б) кольорові сплави (на основі міді) - бронзи, латунь, мельхіор, нейзильбер.

в) легкі сплави (на основі алюмінію та магнію) – дюралюміній, магналій,силумін.

г) важкі сплави (на основі свинцю та олова)– бабіти, припої, друкарські сплави.

Пробу металу необхідно перш за все подрібнити. Якщо стружка забруднена маслом, її необхідно промити органічним розчинником, а потім провести попередні дослідження.

Вибір розчинника. Розчинність зразку в тому чи іншому розчиннику часто являється характерною ознакою того чи іншого металу.

Невеликі кількості порошку або стружки досліджуваного зразку набирають в 5 пробірок і поступово додають:

в першу пробірку - воду

у другу - HCI (1:1);

у третю - HNO₃ (1:2);

в четверту - HNO₃ : HCI (1:3);

в п’яту - 6 М розчин NaOH.

Кожну з цих пробірок нагрівають протягом 3-5 хв. на водяній бані або обережно на невеликому полум’ї пальника, час від часу збовтуючи вміст пробірки. Відмічають, в якій із пробірок проба розчиняється повністю. На основі результатів розчинення можна прийти до наступних висновків:

1) якщо зразок розчинився у воді, він складається з лужних і лужноземельних металів;

2) розчинення зразку в HCI з виділенням водню вказує на вміст металів, розміщених в ряді напруги вліво від водню. Хімічно чисті цинк і свинець погано розчиняються в HCI (1:1) і не розчиняються в ній метали, розміщені в ряді напруги вправо від водню, однак, мідь і ртуть частково розчиняються.

Часто також при розчиненні в HCI утворюється нерозчинний темний осад, який складається з вуглецю, карбідів, силіцидів. Цей осад відфільтровують і досліджують окремо. Крім цього при розчиненні в HCI можуть бути загублені As, P, S ,Si, так як вони утворюють при цьому газоподібні сполуки: AsH₃ , PH₃ , H₂S, SiH₄ .

3) при дії HNO₃ (1:2) при нагріванні виділяються білі аморфні осади метаолов’яної і метасурм‘яної кислот: всі інші метали розчиняються, крім олова й платини.

3 Sn + 4 HNO₃ + H₂O  H₂SnO₃ + 4 NO (розведена)

Sn + 4 HNO₃  H₂SnO₃+ H₂O + 4 NO₂ (концентрована)

4) “царська горілка” розчиняє всі метали й більшість сплавів. Нітратна кислота , яка входить в склад “царської горілки” при нагріванні окислює хлоридну кислоту до вільного хлору, який тут же дуже активно взаємодіє з усіма металами, навіть з платиною.

5) в лугах легко розчинні алюміній, цинк, дещо важче – олово, миш’як. Деякі сплави нерозчинні ні в одному з перерахованих розчинників, тому для їх розчинення приходиться застосовувати суміші кислот, таких як сульфатна з фосфорною і хлорною кислотами або суміш нітратної й плавикової кислот та інші. Для розкладу сплавів, які містять велику кількість кремнію і силікатів, їх сплавляють з содою у співвідношенні (1:6) або із сумішшю натрій - калій карбонатів. Реакція відбувається за таким рівнянням:

CaOAl₂O₃ 6 SiO₃ + 7 Na₂CO₃ = 6 Na₂SiO₃ + CaCO₃ + 2 NaAlO₂ + 6 CO₂ 

Сплав охолоджують, обробляють концентрованою хлоридною кислотою й розчин випарюють досуха. Сухий залишок розчиняють у 2 М хлоридній кислоті, відфільтровують осад, а в розчині виявляють катіони, які входили до складу силікатів.

Після переведення сплаву у розчин, проводять пробні реакції на катіони дробним методом, попередньо нейтралізувавши досліджуваний розчин до слабо кислого середовища. При розчиненні сплаву у нітратній кислоті (царській горілці) надлишок її видаляють випаровуванням до “вологих солей”.