SiO32- - аніон.

Аналіз аніонів

Аналіз аніонів відрізняється від аналізу катіонів. Катіони аналізуються систематичним або дробним методами. Для визначення всіх анаонів використовують окремі (дробні реакції). Розділяють аніони лише тоді, коли визначенню одного з них заважає інший. Аніони, як катіони, розділяють на групи, однак це розділення використовується лише для того, щоб з допомогою групового реактиву зробити висновок: чи є у досліджуваному розчині аніони даної групи.

Розділення аніонів на групи базується на різній розчинності солей барію та срібла. Існує 3 групи аніонів.

До I – відносяться аніони, солі барію яких погано розчиняються у воді. До II – аніони, солі срібла яких погано розчиняються у воді та у розведеній азотній кислоті. III група – це аніони, які не утворюють важкорозчинних солей з іонами барію та срібла. Це насамперед аніони, які виявляють окисно-відновні властивості (за виключенням Cr₂O₇^2-, CrO₄^2-, MnO₄^-), а також аніони оцтової кислоти.

При проведенні групових реакцій висновки потрібно робити обережно, тому що деякі барієві солі випадають у осад дуже повільно і до того ж з концентрованих розчинів. Це [BO₂^-, S₂O₃^2-]. У великих концентраціях випадають у осад СН₃СОО^-, NO₂^- у вигляді СН₃СООAg та AgNO₂. тому при появі осаду від дії AgNO₃ потрібно розчин розвести водою і додавати декілька крапель розведеної азотної кислоти. Якщо осад не розчиняється, то це вказує на присутність аніонів II групи.

При виявленні аніонів I групи потрібно до досліджуваного розчину додати розчин BaCl₂, декілька краплин NH₄OH та залишити пробу на деякий час постояти. Однак довго не можна залишати на повітрі, тому що розчин лужний може поглинати CO₂ з повітря, у результаті чого може утворитися карбонат барію:

CO₂ + 2OH^- = CO₃^2- + H₂O;

CO₃^2- + Ba²⁺ = BaCO₃.

Хоча на III групу нема групового реактиву, а до неї відносяться аніони –окисники та ацетат-іони. Щоб встановити наявність аніонів-окисників III групи додають розчин дифеніламіну у H₂SO₄ конц. У присутності аніонів –окисників з’являється інтенсивне синє забарвлення. Якщо таке забарвлення не з’являється, то це означає, що всі аніони III групи, крім ацетат-іонів, відсутні. Тому, щоб повністю завершити дослідження на предмет наявності аніонів III групи, потрібно виконати характерну реакцію на ацетат-іон.

З реакціями на деякі аніони ми вже ознайомилися при аналізі катіонів. Так, з допомогою SO₄^2- виявляються іони Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, Pb²⁺. Ці ж реакції використовуються і для виявлення відповідних аніонів.

I група аніонів [CO₃^2-; PO₄^3-; SO₄^2-, SO₃^2-, SiO₃^2-]. Груповий реактив - BaCl₂.

Цю групу можна розділити на 3 підгрупи.

I підгрупа – аніони, барієві солі яких погано розчиняються у мінеральних кислотах та у воді. Сюди відноситься один аніон: SO₄^2-;

II підгрупа – характеризується тим, що барієві солі цих аніонів погано розчиняються у воді та в оцтовій кислоті, але добре розчиняються у мінеральних кислотах. Це SO₃^2-;

III підгрупа – інші аніони. Барієві солі цих аніонів погано розчиняються у воді, але добре у оцтовій та мінеральних кислотах: CO₃^2-; PO₄^3-;

SO42- аніон.

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄

SO₄^2- + Pb²⁺ = PbSO₄

PbSO₄ + 4CH₃COOH = [Pb(CH₃COO)₄]^2- + 2H₂SO₄

PbSO₄ + 3HC₄H₄O₆^- = [Pb(HC₄H₄O₆)₃]^-

CO₃^2- - аніон.

CO₃^2- + Ва²⁺ = ВаСО₃ (при нагріванні осадження прискорюється. При стоянні зменшується у об’ємі)

CO₃^2- + 2Ag⁺ = Ag₂CO₃ (при нагріванні переходить з білого у коричневий, у зв’язку з утворенням Ag₂O:

Ag₂CO₃ + 2H₂O = 2AgOH + H₂O + CO₂

2AgOH = Ag₂O + H₂O

усі мінеральні кислоти, а також CH₃COOH виділяють з карбонатів CO₂.

Ва(ОН)₂ + CO₂ = ВаСО₃ + H₂O

Для виявлення CO₃^2- до досліджуваного розчину додають HCl або H₂SO₄ та закривають пробкою з газовивідною трубкою, яку занурюють у баритову воду. При появі в ній муті або осаду роблять висновок про наявність CO₃^2—іону. Однак, слід пам’ятати, що гідрокарбонати у воді розчинні, тому довго пропускати вуглекислий газ не слід.

ВаСО₃ + H₂O + CO₂ = Ва(НСО₃)₂

Реакції заважають S₂O₃^2- та SO₃^2- іони, тому що під дією кислоти вони виділяють SO₂, який при взаємодії з Ва(ОН)₂ також утворює осад (ВаSO₃).

Na₂SO₃ + 2HCl = 2NaCl + SO₂ + H₂O

Na₂S₂O₃ + 2HCl = 2NaCl + S + SO₂ + H₂O

SO₂ + Ва(ОН)₂ = ВаSO₃ + H₂O.

Тому, спочатку потрібно виявити наявність S₂O₃^2- та SO₃^2- і, якщо вони присутні у досліджуваному розчині, то перед виявленням CO₃^2- їх окислюють до SO₄^2- з допомогою Н₂О₂.

Na₂SO₃ + Н₂О₂ = Na₂SO₄ + H₂O.

PO43- - іон.

PO₄^3- + Ba²⁺ = Ba₃(PO₄)₂ (з лужних розчинів випадає білий осад, розчинний у мінеральних та оцтовій кислотах)

PO₄^3- + H⁺ + Ba²⁺ = BaHPO₄ (з кислих розчинів випадає білий осад, розчинний у мінеральних та оцтовій кислотах)

HPO₄^- + Mg²⁺ + NH₄OH = MgNH₄PO₄ + H₂O (випадає білий осад із слабокислого розчину, у якому присутні іони HPO₄^-, у лужному середовищі у розчині будуть PO₄^3-, але Mg²⁺ випаде у вигляді Mg(ОН)₂.

SiO32- - аніон.

1. Хлорид барію утворює з аніонами SiO₃^2- білий осад силікату барію BaSiO₃.

BaCl₂ + Na₂SiO₃ = BaSiO₃ + 2NaCl.

2. Розведені кислоти утворюють з концентрованими розчинами силікатів білий студенистий осад (гель) силікатної кислоти.

2HCl + Na₂SiO₃ = H₂SiO₃ + 2NaCl.

Якщо осад на холоді не утворюється, то розчин слід підігріти.

3. Солі амонію при дії на аніон SiO₃^2- виділяють з розчинів силікатів силікатну кислоту. Гідроліз посилюється у результаті зв’язування ОН^- іонів, що утворюються іонами NH₄⁺. Якщо осад на холоді не виділяється, то розчин нагрівають.

SiO₃^2- + 2H₂O + 2NH₄⁺ = H₂SiO₃ + 2NH₄OH.

Дата добавления: 2015-12-07