«Микрокристаллоскопия» (стр. 3 из 3)
Так же возможно восстановление сульфит-иона до сероводорода. К исследуемому раствору добавляют разбавленную хлороводородную кислоту и кусочек цинка при этом протекают слудующие реакции:
SO32- + 2HCl => 2CL- + H2O + SO2
3Zn + 6HCL + SO2 => 3 ZnCL2+ 2H2O + H2S
Выделяющийся при этом сероводород можно узнать по запаху или по чернению бумаги, смоченной ацетатом свинца. Реакция протекает при Ph=4 и если испытуемый раствор не содержит восстановителей.
Обнаружение анионов СO32-. Хлорид бария осаждает анион CO32-, образуя белый осадок карбоната бария, растворимый в кислотах:
Ba2+ + CO32- => BaCO3 + 2Cl-
Нитрат серебра также образует с этим анионом белый осадок, растворимый в кислотах.
Кислоты разлагают соли угольной кислоты с выделением углекислого газа, который можно обнаружить известковой водой.
Обнаружение анионов PO43-. Хлорид бария образует с анионом PO43- белый осадок гидрофосфата бария, растворимый в кислотах, а нитрат серебра даёт жёлтый осадок фосфата серебра, растворимый в азотной кислоте.
Магнезиальная смесь (MgCl2, NH3*H2O, NH4CL) с анионами PO43- образует белый кристаллический осадок:
HPO42- + NH3*H2O + Mg2+ => MgNH4PO4 + H2O
Обнаружение анионов II группы
Ко второй аналитической группе относятся хлорид-ион, бромид-ион, йодид-ион и сульфид-ион. Эти анионы образуют с катионом Ag+ соли, нерастворимые в воде и разбавленной азотной кислоте. Групповой реагент второй группы – нитрат серебра в присутствии азотной кислоты. Хлорид бария с анионами второй группы осадков не образует.
При анализе на анионы второй группы следует сначала доказать наличие в растворе на этих ионов групповым реагентом, и в случае выпадения осадка (нерастворимой соли серебра) приступить к исследованию раствора на каждый из анионов.
При анализе на катионы второй группы удобно использовать нитрат серебра,
так как галогениды серебра (кроме фтористого серебра) нерастворимы в воде и легко различимы по цвету: хлорид серебра – белый творожистый осадок; бромид серебра – слабо-жёлтый, йодид серебра – ярко жёлтый, а сульфид серебра – чёрный.
Хлорид серебра растворяется в астворе аммиака, образуя комплексную соль серебра [Ag(NH3)2]Cl, которая под действием азотной кислоты вновь разлагается на хлорид серебра и аммиак. Однако, обнаружение хлорид-иона в присутствии бромид-иона не предоставляется возможным. Йодид серебра имеет значительно меньшее произведение растворимости и практически нерастворим в растворе аммиака, тогда как бромид серебра растворяется в аммиачной воде и в дальнейшем мешает открытию хлорид-иона. Для понижения растворимости бромида серебра осадки AgCl, AgBr и AgJ обрабатывают 12-процентным раствором карбоната аммония. Хлорид серебра перейдёт в раствор в виде комплексной соли – диаминоаргентахлорида. После отеления осадка в центрифугате открывают хлорид-ион действием раствора бромида калия.
Существуют и другие способы обнаружения ионов второй группы:
-Окислеие хлорид-иона до свободного хлора (йодид- и бромид-ионы мешают протеканию этой реакции);
-Окисление хлором брома -1 до молекулярного брома, а йода -1 до молекулярного йода (однако, избыток хлорной воды может вызвать образование хлорида брома или хлорида йода).
-Реакция ионного обмена сульфидов с кислотами, при этом выделяется сероводород.
Также возможна микрокристаллическая реакция по обнаружению йодид-иона: катионы Pb2+ образуют с йодид-ионом золотистые кристаллы PbJ2.
К 2-3 каплям исследуемого раствора добавляют 2-3 капли 2М раствора Ch3CooH и 2-3 капли Pb(NO3)2. Образующийся жёлтый осадок нагревают до кипения и охлаждают. Выпадает золотисто-жёлтый осадок в виде красивых блестящих лепестков: Обнаружение анионов III группы
К последней, третьей аналитической группе анионов относятся нитрат-ион, нитрит-ион и ацетат-ион. Ни один из этих анионов не образует осадка с катионами серебра или бария. Третья группа не имеет группового реагента.
Обнаружение анионов NO3-. Нитрат-ион возможно обнаружить в растворе несколькими способами:
-Появление интенсивно-синей окраски при окислении дифениламина нитрат-ионом.
-Восстановление нитрат-иона до моноксида углерода металлической медью в присутствии серной кислоты:
2NO3- + 8H+ + 3Cu => 3Cu2+ + 4H2O +2NO
(монооксид азота, в свою очередь, доокисляется кислородом воздуха до бурого газа)
-Образование комплексной соли [Fe(NO)]SO4 бурого цвета при реакции с сульфатом железа (II) в присутствии серной кислоты:
6FeSO4 + 2NO3- + 4H2SO4 => 3 Fe2(SO4)3 + SO42- + 4H2O + 2NO
2NO + 2FeSO4 => 2[Fe(NO)]SO4
-Восстановление нитратов до аммиака металлическим алюминием в сильнощелочной среде.
Существует также и микрокристаллическая реакция на нитрат-ион:На каплю раствора, содержащего нитрат-ион, действуют каплей 10-процентного раствора нитрона в 5-процентной уксусной кислоте. Выпадают характерные пучки игл нитратнитрона.
Обнаружение анионов NO2-. Нитрит-ион может быть разложен кислотой, при этом выделяются окислы азота:
2NO22- + H2SO4 => 2HNO2 + SO42-
2HNO2 => NO + NO2 + H2O
Иодид калия в присутствии разбавленной серной кислоты окисляется нитритами до молекулярного йода:
2I- + 2NO2- + 4H+ => I2 + 2H2O + 2NO
Обнаружение анионов CH3COO-. При взаимодействии спиртов с растворам ацетатов образуются эфиры, которые узнаются по запаху.
Вывод.
Микрокристаллоскопия – довольно молодой, но быстро развивающийся раздел аналитической химии. На практике микрокристаллоскопия удобна тем, что позволяет обнаружить очень небольшие количества данных ионов в растворе. Однако, микрокристаллоскопия требует наличия специального оборудования (микроскопа) и большой точности и аккуратности в операциях.
Список использованной литературы:
Ю. А. Золотов «Основы аналитической химии» (Москва, «Высшая школа», 2001);
Н. Я. Логинов «Аналитическая химия» (Москва, «Просвещение», 1979);
Интернет:
Wikipedia.org .
[*] В книге Ю.А.Золотова (стр.16; см. список литературы) вместо зарядов катионов в скобках отмечен модуль заряда, причём римской цифрой. Например, вместо Ca2+ - Ca(II).