Качественные реакции анионов I аналитической группы

Реакции иона SO₄^2-.

1. Сульфат-ион обычно обнаруживают в виде белого кристаллического осадка BaSO₄, практически нерастворимого в соляной и азотной кислотах.

BaCl₂ + Na₂SO₄ ¾® BaSO₄↓ + 2NaCl

Ион бария образует малорастворимые осадки также со многими анионами слабых кислот и кислот средней силы: BaCO₃, BaSO₃, BaS₂O₃, Ba₃(PO₄)₂, BaSiO₃, BaCrO₄. Однако все они растворяются в минеральных кислотах и поэтому обнаружению SO₄^2- в кислой среде не мешают.

Предел обнаружения 10 мкг.

Выполнение реакции. К 5 каплям анализируемого раствора прибавляют равный объем концентрированной соляной кислоты и нагревают около 1 минуты. Если выпадает осадок, его центрифугируют. К прозрачному раствору прибавляют 2-3 капли раствора BaCl₂ и взбалтывают. В присутствии SO₄^2- выпадает белый кристаллический осадок.

 

Реакции иона SO₃^2-.

2. Хлороводородная и серная кислоты разлагают сульфиты (как сухую соль, так и водные растворы) с выделением SO₂, который можно обнаружить по запаху или по обесцвечиванию иод-крахмальной бумаги или раствора иода:

Na₂SO₃ + 2HCl ¾® SO₂ + H₂O + 2NaCl

I₂ + SO₂ + 2H₂O ¾® 2HI + H₂SO₄

Предел обнаружения 20 мкг.

Выполнение реакции. К 1-2 каплям анализируемого раствора прибавить 2-3 капли 2 М раствора HCl, 1 каплю крахмала и по каплям раствор иода. Исчезновение синей окраски крахмала и обесцвечивание раствора – признак присутствия SO₃^2-.

3. Бромная и иодная вода обесцвечиваются при взаимодействии с SO₃^2—ионом, который при этом окисляется до SO₄^2-:

Na₂SO₃ + I₂ + H₂O ¾® Na₂SO₄ + 2HI

Предел обнаружения 5 мкг.

Выполнение реакции. В пробирку поместить 2-3 капли дистиллированной воды и 1-2 капли иодной воды. Затем добавить по каплям раствор сульфита. При этом раствор бромной воды обесцвечивается.

Реакции иона S₂O₃^2-.

4. Минеральные кислоты HCl и H₂SO₄ разлагают тиосульфаты с образованием непрочной тиосерной кислоты. Выделяющаяся сера вызывает помутнение раствора.

Na₂S₂O₃ + 2HCl ¾® S↓ + SO₂ + H₂O + 2NaCl

Предел обнаружения 10 мкг.

Выполнение реакции. К 1-2 каплям исследуемого раствора добавить 2-3 капли соляной кислоты. В присутствии тиосульфат-иона наблюдается образование коллоидной серы.

5. Раствор иода восстанавливается тиосульфатом:

2Na₂S₂O₃ + I₂ ¾® 2NaI + Na₂S₄O₆

Раствор при этом обесцвечивается.

Предел обнаружения 5 мкг.

Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора тиосульфата добавить по каплям раствор иода, при этом окраска иода исчезает.

 

Реакции иона CO₃^2-.

6. Разбавленные кислоты, в т.ч. и уксусная, разлагают карбонаты с выделением углекислого газа, который можно обнаружить по помутнению известковой или баритовой воды:

Na₂CO₃ + 2HCl ¾® CO₂ + H₂O + 2NaCl

CO₂ + Ba(OH)₂ ¾® BaCO₃↓ + H₂O

Предел обнаружения 10 мкг.

Выполнение реакции. Реакция выполняется в двухходовой пробирке. В одно колено помещается 1-2 мл баритовой (или известковой) воды, в другое – 2-3 мл исследуемого раствора (или твердого вещества) и 3-4 мл соляной кислоты и пробирка закрывается пробкой. При наличии карбонат-ионов наблюдается выделение газа и помутнение баритовой воды.

 

Реакции иона PO₄^3-.

7. Молибденовая жидкость (азотнокислый раствор молибдата аммония (NH₄)₂MoO₄) из азотнокислых растворов осаждает желтый осадок молибдофосфата аммония, легко растворяющийся в щелочах и аммиаке и нерастворимый в азотной кислоте:

NaH₂PO₄ + 12(NH₄)₂MoO₄ + 22HNO₃ ® (NH₄)₃[PMo₁₂O₄₀]↓ + 12H₂O + 21NH₄NO₃ + NaNO₃

Осадок молибдофосфата растворим в избытке фосфата, поэтому реактив нужно брать в большом избытке. Мешают восстановители SO₃^2-, S₂O₃^2-, S^2-, Fe^2-, Sn²⁺, т.к. в их присутствии образуется растворимая «молибденовая синь». Силикат-ионы образуют аналогичные соединения.

Предел обнаружения 0,5 мкг.

Выполнение реакции. К 1-2 каплям раствора фосфата прибавить 8-10 капель молибденовой жидкости и нагреть на водяной бане. Дать постоять. В зависимости от количества фосфата может выпасть желтый осадок (если фосфата много) или появиться желтое окрашивание раствора (если фосфата мало).