Предварительные испытания. 1.Определение рН среды. Если рН < 2, то в анализируемом растворе отсутствуют анионы слабых неустойчивых кислот, разлагающихся в кислой среде: SO3 2 — , CO3 2 — , NO2 — . В кислой среде (рН £ 5) также не могут существовать анионы-восстановители и анионы-окислители: I — и NO2 — , NO2 — и SO3 2 — .
В щелочной среде могут присутствовать все рассматриваемые анионы.
Если рН > 2, то для определения неустойчивых кислот отбирают пробу раствора, вносят разбавленную серную кислоту, нагревают смесь. Если наблюдается выделение пузырьков газа (SO2, CO2, NO2), то в исследуемом растворе присутствуют анионы SO3 2 — , CO3 2 — , NO2 — . Желто-бурый цвет газов указывает на наличие в растворе аниона нитрита NO2 — .
2.Проба на присутствие анионов первой группы. К отдельной пробе раствора добавляют BaCl2 при рН = 7-9. Если выпадает белый осадок, то присутствуют анионы данной группы. Осадок обрабатывают разбавленной HCl. При этом все соли бария анионов первой группы растворяются за исключением BaSO4. Если осадок полностью растворился, то в пробе отсутствует анион SO4 2 — .
Химия ЕГЭ 2019. Задание № 23. Гидролиз солей. Среда водных растворов кислая, нейтральная, щелочная
3.Проба на присутствие анионов второй группы. К отдельной пробе раствора добавляют раствор нитрата серебра AgNO3. Если выпадает осадок солей серебра от белого до желтоватого цвета, то присутствуют анионы второй группы.
4.Проба на присутствие анионов-окислителей (NO2 — , NO3 — ). К отдельной пробе раствора добавляют смесь KI + H2SO4 (рН = 1). Окислители переводят I — в молекулярный йод I2. Выпадает черно-фиолетовый осадок йода.
5.Проба на присутствие анионов-восстановителей (SO3 2 — , NO2 — , Cl — , Br — , I — ). К отдельной пробе раствора добавляют смесь растворов KMnO4 + H2SO4. Если раствор обесцвечивается (MnO4 — ® Mn 2+ ), то присутствуют анионы-восстановители.
Дробное обнаружение анионов. Все ниже перечисленные операции проводят с отдельными пробами анализируемого раствора.
1.Открытие аниона SO4 2 — . Сульфат-анион обнаруживают по реакции с BaCl2 в кислой среде. Образуется осадок сульфата бария.
2.Открытие аниона CO3 2 — . Если в анализируемом растворе отсутствует SO3 2 — , карбонат-анион открывают по выделению углекислого газа при действии сильной кислоты.
Если в растворе присутствуют одновременно SO3 2 — и CO3 2 — , то к пробе раствора добавляют пероксид водорода и нагревают его. При этом сульфит-анион окисляется (SO3 2 — ® SO4 2 — ). Затем добавляют сильную кислоту. Если выделяется углекислый газ, то в растворе присутствует анион CO3 2 — .
3.Открытие аниона SO3 2 — . Сульфит-анион открывают по обесцвечиванию раствора KMnO4 + H2SO4.
4.Открытие аниона PO4 3 — . Фосфат-анион обнаруживают по выделению желтого осадка при действии смеси (NH4)2MoO4 + HNO3.
5.Открытие аниона хлорида Cl — . К азотнокислой пробе анализируемого раствора прибавляют раствор AgNO3 до полного выпадения осадка солей серебра различных анионов, имеющихся в растворе, в том числе и хлорида серебра. Осадок смеси отделяют и обрабатывают насыщенным водным раствором карбоната аммония (NH4)2CO3. Хлорид серебра растворяется:
Гидролиз солей. Среда растворов (кислая, нейтральная, щелочная)
Серебряные соли остальных анионов остаются в осадке. Раствор отделяют от осадка и доказывают наличие в нем хлорид-аниона реакцией с HNO3 – выпадает белый осадок AgCl:
6.Открытие бромид — (Br — ) и иодид- (I — ) анионов. К пробе анализируемого раствора прибавляют хлорную воду, разбавленную серную кислоту и хлороформ (экстрагент для брома или йода). Бромид-анион окисляется до свободного брома Br2:
Выделившийся бром переходит в органическую фазу и окрашивает ее в желто-бурый цвет. При избытке хлорной воды бром реагирует с хлором с образованием желтого раствора BrCl:
Желто-бурая окраска органической фазы меняется на светло-желтую окраску.
Для открытия анионов йодида раствор обрабатывают хлорной водой, серной кислотой и хлороформом. Анионы I — окисляются до свободного йода:
Йод переходит в органическую фазу и окрашивает ее в фиолетовый цвет. При отсутствии хлороформа йод выпадает в осадок в виде черно-фиолетовых кристаллов.
При избытке хлорной воды I2 окисляется до бесцветных анионов йодата IO3 — :
Фиолетовая окраска органической фазы исчезает. При совместном присутствии Br — и I — в избытке хлорной воды органическая фаза становится светло-желтой вследствие образования BrCl.
7.Открытие аниона NO2 — . Нитрит-анион открывают в отдельных пробах анализируемого раствора при действии сильных кислот – выделяется бурый газ NO2; или при действии смеси KI + H2SO4 – образуется осадок йода I2.
8.Открытие аниона NO3 — . Нитрат-анион открывают с помощью раствора дифениламина – образуется раствор ярко синего цвета.
9.Открытие аниона СН3СОО — . Ацетат-анион открывают в отдельной пробе раствора действием хлорида железа (III). Образуется раствор красно-бурого цвета Fe(CH3COO)3.
Систематический анализ смеси анионов. Для отделения анионов первой аналитической группы используют раствор Ba(NO3)2 (или BaCl2); для осаждения анионов второй группы – раствор AgNO3 + HNO3. Анионы третьей группы не имеют группового реагента.
Сначала переводят в осадок анионы первой аналитической группы, осадок отделяют от раствора. Исследуют растворимость осадка в соляной кислоте. Если осадок не растворяется, то присутствует анион SO4 2 — . BaSO4 отделяют центрифугированием, в центрифугате определяют анионы: SO3 2 — , CO3 2 — , PO4 3 — .
Центрифугат после отделения солей бария анионов первой группы обрабатывают AgNO3. В осадок выпадают анионы второй группы в виде солей серебра. Осадок отделяют от раствора. В растворе (центрифугате) – анионы третьей группы.
Анионы второй и третьей групп определяют дробным методом в отдельных порциях исследуемого раствора.
Источник: poisk-ru.ru
Анализ смеси анионов 1-1II аналитических групп
Анализ смеси анионов начинают с предварительных испытаний.
1. Установление pH раствора.
Если среда кислая (pH _ , S20| _ , COf — , N02). Кроме того, в кислом растворе не могут одновременно находиться анионы-окислители и анионы-восстановители.
2. Испытание на выделение газообразных веществ под действием разбавленных кислот.
Исследуемый раствор обрабатывают 1 М H2S04. Выделение С02 указывает на присутствие С0|“, S02 — на SOf — , N02 — на N02, одновременно S02 и осадка S — на присутствие S20§ _ . Выделение 12 говорит об одновременном присутствии иодид-ионов и анионов-окислителей.
3. Испытание на присутствие анионов I группы.
К исследуемому раствору добавляют раствор хлорида бария при pH 7-9. Отсутствие осадка указывает на отсутствие анионов I группы, хотя S20| _ и В02 образуют осадки с ВаС12 в концентрированных растворах.
4. Испытание на присутствие анионов II группы.
К исследуемому раствору добавляют раствор нитрата серебра в присутствии разбавленной азотной кислоты. Отсутствие осадка указывает на то, что в растворе нет анионов II группы.
5. Испытание на присутствие анионов-окислителей.
К исследуемому раствору добавляют раствор иодида калия в присутствии разбавленной серной кислоты. Если при этом не выделяется 12, то анионов-окислителей в растворе нет.
6. Испытание на присутствие анионов-восстановителей.
К исследуемому раствору добавляют раствор перманганата калия в нейтральной среде и нагревают. Выпадение темно-бурого осадка указывает на присутствие анионов-восстановителей. Дополнительно можно проверить наличие сильных восстановителей по обесцвечиванию раствора 12.
Далее проводят реакции обнаружения анионов, отсутствие которых не было доказано в предварительных испытаниях. Используемый в этих целях раствор не должен содержать никаких катионов, кроме К + , Na + , NH4. Мешающие катионы удаляют путем кипячения с раствором карбоната натрия (готовят «содовую вытяжку»).
Источник: studref.com
Анионы III аналитической группы
К 2-3 каплям раствора хлорида натрия прибавить 2-3 капли раствора нитрата серебра. Образуется белый творожистый осадок, растворимый в аммиаке, нерастворимый в азотной кислоте.
2. Бромиды- Br —
Реактив нитрат серебра -AgNO3
К 2-3 каплям раствора нитрата серебра прибавить 2-3 капли раствора бромида натрия. Выпадает осадок бледно- желтого цвета, частично растворимый в аммиаке.
К 2-3 каплям раствора перманганата калия прибавить 1-2 капли раствора серной кислоты и 2- 3 капли раствора бромида натрия. Раствор окрасился в желтый цвет. Прибавляют 1-2 капли хлороформа. Встряхивают. Хлороформенный слой окрасился в желтый цвет.
3. Йодиды- I —
Реактив нитрат серебра -AgNO3
К 1-2 каплям раствора йодида калия прибавляют 1-2 капли раствора нитрата серебра. Образуется осадок желтого цвета, нерастворимый в азотной кислоте и растворе аммиака.
К 1-2 каплям раствора йодида калия прибавить 2-3 капли раствора перманганата калия, 1-2 капли раствора серной кислоты. Раствор окрасился в бурый цвет. Прибавляют 1-2 капли хлороформа. Встряхивают. Хлороформенный слой окрашивается в розовый цвет.
Mn +7 +5 ē ®Mn +2 ½2
4. Сульфиды- S 2-
Реактив нитрат серебра-AgNO3
К 1-2 каплям раствора сульфида натрия прибавить 1-2 капли раствора нитрата серебра. Образуется осадок черного цвета. Нерастворимый в азотной кислоте и растворе аммиака.
К 1-2 каплям раствора сульфида натрия прибавляют 1-2 капли раствора соляной кислоты. Ощущается запах гниющего белка (тухлых яиц).
К 2-3 каплям раствора сульфида натрия прибавляют 2-3 капли раствора перманганата калия, 1-2 капли раствора серной кислоты. Раствор обесцвечивается и мутнеет.
S -2 -2 ē ®S 0 ½5 — Восстановитель
Mn +7 +5ē ®Mn +2 ½2 — Окислитель
1. Нитраты-NO3 —
Реактив дифениламин в концентрированной серной кислоте.
К 1 капле раствора нитрата натрия прибавляют 1 каплю реактива ДФА. Появляется синее окрашивание
-NH- -NH-
Реакция «бурого кольца»
К 1-2 каплям раствора нитрата натрия прибавляют 2-4 капли раствора сульфата железа (II). По стенке пробирки аккуратно наслоить 1-2 капли концентрированной серной кислоты. На границе водного и кислотного слоя образуется «бурое кольцо».
2Fe +2 -2 ē ®2Fe +3 ½3 — восстановитель
N +5 +3 ē ®N +2 ½2 — окислитель
Нитрит ион дает эту реакцию даже с разбавленной серной кислотой.
2. Нитриты-NO2 —
Источник: studopedia.su