Соли серебра нерастворимы в воде и в разбавленной азотной кислоте это характеристика группы анионов

Как известно из курса неорганической химии, к анионам отно­сятся отрицательно заряженные частицы, состоящие из отдельных атомов или групп атомов различных элементов. Эти частицы могут нести один или несколько отрицательных зарядов. В отличие от катионов, которые в большинстве своем состоят из одного атома, анионы могут иметь сложный состав, состоящий из нескольких атомов.Общепринятой классификации анионов не существует. Разными авторами предложены различные системы классификации их.В настоящем руководстве принята наиболее часто применяемая классификация, по которой все анионы делятся на три аналитические группы в зависимости от растворимости их бариевых и серебряных селей.В данном случае групповыми реагентами являются растворимые соли бария и серебра (табл. 1).

Таблица № 1

Классификация анионов

Группа	Анионы	Групповой реагент	Характеристика группы
SO4 2- , SO3 2- , СO3 2- , РO4 3- , SiO3 2-	Хлорид бария ВаСl2 в нейтральном или слабо­щелочном растворе	Соли бария практически нерастворимы в воде
С1 — , Вг — , I — , S 2-	Нитрат серебра AgNO3 и присутствии HNO3	Соли серебра практически нерастворимы в воде и разбавленной кис­лоте
NO3 — , NO2 — , CH3COO —	Группового реагента нет	Соли бария и серебра растворимы в воде

Химия 9 класс (Урок№15 — Азотная кислота. Строение молекулы.Соли азотной кислоты.Азотные удобрения.)

Связь сульфидной классификации катионов с электронной

Конфигурацией атомов и ионов

Растворимость солей и гидроксидов катионов, лежащая в основе аналитической классификации, как и все другие свойства катионов, функционально связана с положением соответствующих элементов в периодической системе.

Катионы s -элементов, обладающие 2- и 8-электронным внешним слоем (Li + , Na + , K + , Mg 2+ , Са 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ и др.), являются слабыми поляризаторами и почти не поляризуются сами. При взаимодействии подобных катионов с сульфид-ионами не происходит заметной деформации электронных оболочек.

Такие катионы, как правило, не образуют труднорастворимых в воде сульфидов и относятся к I и II аналитическим группам. Катионы Ag + , Hg 2+ , As(III), As(V), Sn + , Sb(III), Pb 2+ , Bi 3+ и др., обладающие многоэлектронным внешним слоем (18 и 18 + 2), являются сильными поляризаторами и в то же время легко поляризуются сами. При взаимодействии подобных катионов с легко деформируемыми электронными оболочками сульфид-ионов происходит сильная поляризация обоих ионов и значительная деформация их внешних электронных оболочек. В соответствии с этим все катионы, обладающие внешней электронной структурой 18 е — или (18 + 2 e — ) как правило, образуют сульфиды с очень малыми значениями констант растворимости и потому принадлежат к IV и V аналитическим группам.

Катионы с переходной электронной структурой, т. е. с незаконченным 18-электронным внешним слоем (Mn 2+ , Fc 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Ni 2+ и др.), занимают промежуточное положение. Являясь сравнительно сильными поляризаторами, они в то же время заметно поляризуются сами и потому при взаимодействии с сульфид-ионами дают труднорастворимые сульфиды. Эти катионы образуют III аналитическую группу. Их сульфиды имеют значительно большие значения констант растворимости, чем катионы IV и V групп.

Азотная кислота. Физические и химические свойства азотной кислоты. Подготовка к ЕГЭ по химии | Химия

Таким образом, сульфидная классификация катионов, основанная на признаке, имеющем на первый взгляд чисто практический характер, ни в коей мере не случайна, а связана с электронной конфигурацией атомов и ионов.

Группа катионов	I	II	III	IV	V
А	Б	А	Б
Характеристика группы	Сульфиды и карбонаты растворимы в воде	Сульфиды растворимы в воде, карбонаты — нет	Сульфиды или образующиеся вместо них гидроксиды растворимы в разбавленных кислотых	Сульфиды нерастворимы в разбавленных кислотых
Гидроксиды амфотерны	Гидроксиды неамфотерны	Сульфиды нерастворимы в Na2S	Сульфиды растворимы в Na2S	Хлориды нерастворимы в воде
Катионы	Na + , K + , NH4 +	Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ba 2+	Al 3+ , Cr 3+ , Zn 2+	Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ , Co 2+ , Ni 2+	Cu 2+ , Bi 3+ , Cd 2+	As(III, V), Sb(III, V), Sn 2+ , Sn(IV), Hg 2+	Ag + , Hg2 2+ , Pb 2+
Групповой реагент	Нет	(NH4)2CO3	(NH4)2S в присутствии NH4OH и NH4Cl	H2S в присутствии HCl	HCl

Кислотно-основная схема проведения анализа смеси катионов

1. 3. 1. Аналитические реакции катионов I аналитической группы (Na + ,К + , NH4 + )

Реакция с гексанитрокобалътиатом(III) натрия Nа3[Со(NО2)6]:

При добавлении двух-трех капель реактива к такому же коли­честву раствора соли калия образуется желтый кристаллический осадок. Реакцию следует проводить в слабокислой среде (рН = 3…5), в отсутствие ионов аммония, сильных окислителей и восстанови­телей.

Реакция с гидротартратом натрия NаНС4Н4О6:

К двум-трем каплям исследуемого раствора добавляют раствор Реактива, затем следует потереть стеклянной палочкой о стенки пробирки. Через некоторое время появляется белый кристалли­ческий осадок калиевой соли. Реакцию проводят при рН — 5. 7 в холодном растворе. Ионы аммония мешают проведению реакции. Реакция малочувствительна.

Реакция с тетрафенилборатом натрия Na[В(С6Н5)4]:

При смешении растворов образуется объемистый мелкокристаллический осадок белого цвета нерастворимый в разбавленных кислотах. Реакция весьма чувствительна. Ионы аммония мешают проведению реакции.

Микрокристаллоскопическая реакция с гексанитрокупратом на­трия и свинца Nа2Pb[Сu(NО2)6]:

Реакцию проводят на предметном стекле: каплю исследуемого раствора подсушите на водяной бане, и добавьте каплю раствора тройного нитрита. В присутствии ионов калия под микроскопом видны характерные черные кубические кристаллы К2Pb[Сu(NО2)6] (рис. 4.2).

Окрашивание пламени соединениями калия: проба проводится в пламени газовой горелки. Для этого небольшую порцию исследу­емого раствора или твердого вещества на чистой нихромовой или алюминиевой проволоке вносят в пламя горелки. В присутствии соединений калия пламя окрашивается в фиолетовый цвет. Со­единения натрия мешают проведению опыта. Для устранения его влияния пламя горелки следует рассматривать через синий стек­лянный фильтр (кобальтовое стекло).

Реакция с гексагидроксиантимонатом (V) калия — К[Sb(ОН)6]:

После добавления раствора реактива к исследуемому раствору следует потереть стеклянной палочкой стенки пробирки. При этом образуется белый кристаллический осадок натриевой соли. Его следует отличать от аморфного осадка метасурьмяной кислоты (НSbО3), которая может выпасть в осадок при рН < 7. Реакция малочувствительна. Ионы аммония и ионы других аналитических групп мешают.

В присутствии ионов натрия в нейтральной среде образуется лимонно-желтый крупнокристаллический осадок. Реакция специ­фична. Соединение легко образует пересыщенные растворы, по­этому осадок образуется только через несколько минут.

Если прово­дить реакцию в присутствии ионов Zn 2+ или Мg 2+ , то она идет быстро с образованием желтых осадков тройных солей, напри­мер, NaZn(UO2)3(СН3СОО)9- 9Н2О, NаМg(UO2)3(СН3СОО)9 9Н2О соответственно. При наблюдении кристаллов в микроскоп видны правильные тетраэдры и октаэдры (рис. 4.3). Полученные осадки обладают сильной люминесценцией в УФ-свете.

Окрашивание пламени соединениями натрия: проба проводится в пламени газовой горелки. Для этого небольшую порцию исследу­емого раствора или твердого вещества с помощью чистой нихро­мовой или алюминиевой проволоки вносят в пламя горелки. В при­сутствии соединений натрия пламя окрашивается в ярко-желтый цвет. Проба очень чувствительна, поэтому для предотвращения ошибки следует проверить чистоту всех инструментов.

Едкие щелочи при нагревании выделяют из растворов солей аммония газообразный аммиак, который может быть обнаружен не только по характерному запаху, но и другими способами, на­пример, с помощью влажной фильтровальной бумаги, пропитан­ной раствором фенолфталеина. В присутствии газообразного ам­миака индикаторная бумага краснеет.

Действие реактива Несслера |К2[HgI4] + КОН>:

Отношение ионов аммония к действию реагентов на К + : все реагенты на ион калия в присутствии NН4 + показывают эф­фекты, не отличимые по виду от действия иона К + .

Источник: cyberpedia.su

Качественный химический анализ анионов

В большинстве случаев анионы открываются дробным методом. Групповые реактивы используются не для отделения группы, а для обнаружения анионов группы. В основу классификации анионов положено различие в растворимости солей бария и серебра.
По наиболее распространенной классификации все анионы делятся на три аналитические группы.

Файлы: 1 файл

Качественный химический анализ анионов

В большинстве случаев анионы открываются дробным методом. Групповые реактивы используются не для отделения группы, а для обнаружения анионов группы. В основу классификации анионов положено различие в растворимости солей бария и серебра.

По наиболее распространенной классификации все анионы делятся на три аналитические группы.

BaCl2 в нейтральном или слабощелочном растворе

Соли бария нерастворимы в воде

Cl — , Br — , I — , S 2-

Соли серебра нерастворимы в воде и в разбавленной азотной кислоте

Группового реагента нет

Соли бария и серебра нерастворимы в воде

Первая аналитическая группа анионов

Бариевые соли анионов первой группы не растворяются в воде. Но эти соли, за исключением сульфата бария BaSO4, хорошо растворимы в разбавленных кислотах. Поэтому выделить анионы этой группы в виде осадка групповым реактивом BaCl2 можно только в нейтральной или слабощелочной среде.

РЕАКЦИИ СУЛЬФАТ-АНИОНА SO4 2-

Хлорид бария BaCl2 образует с анионом SO4 2- белый осадок BaSO4:

Сульфат бария BaSO4 в кислотах не растворяется.

Опыт: Налейте в пробирку 3-4 капли раствора сульфата натрия Na2SO4 и добавьте 2-3 капли раствора хлорида бария. Проверьте растворимость осадка.

РЕАКЦИИ СУЛЬФИТ-АНИОНА SO3 2-

1. Иодная или бромная вода при взаимодействии с растворами сульфитов обесцвечивается:

Опыт: Налейте в пробирку 4-5 капель сульфита натрия, добавьте 5 капель раствора серной кислоты и 2 капли иода. Раствор почти обесцвечивается.

2. Хлорид бария BaCl2 образует с анионом SO3 2- белый осадок сульфита бария BaSO3, растворимый в кислотах:

РЕАКЦИИ КАРБОНАТ АНИОНА CO3 2- .

1. Хлорид бария BaCl2 осаждает анион CO3 2- c образованием белого осадка карбоната бария BaCO3, растворимого в кислотах (кроме серной кислоты):

2. Кислоты разлагают соли угольной кислоты с выделением углекислого газа:

Оксид углерода можно обнаружить известковой водой (насыщенный раствор Ca(OH)2):

Опыт. В пробирку поместите 5 капель раствора Na2CO3 и прилейте такой же объем соляной кислоты. Медленно по каплям добавьте 2-3 капли известковой воды. Наблюдайте помутнение известковой воды. Следует иметь в виду, что помутнение скоро может исчезнуть вследствие образования кислой соли:

РЕАКЦИИ ФОСФАТ-АНИОНА PO4 3-

1. Хлорид бария BaCl2 образует с анионом PO4 3- белый осадок фосфата бария BaHPO4 , растворимый в кислотах (кроме H2SO4):

2. Магнезиальная смесь (смесь MgCl2, NH4OH и NH4Cl) с анионами PO4 3- образует белый кристаллический осадок MgNH4PO4:

Опыт. К 5 каплям хлорида магния прибавьте несколько капель раствора аммиака, образовавшийся осадок гидроксида магния растворите, добавляя хлорид аммония, а затем прибавьте несколько капель Na2HPO4.

РЕАКЦИИ СИЛИКАТ-АНИОНА SIO3 2-

1. Хлорид бария BaCl2 образует с анионами SiO3 2- белый осадок силиката бария BaSiO3:

2. Разбавленные кислоты образуют с концентрированными растворами силикатов белый студенистый осадок (гель) кремниевой кислоты:

Если осадок на холоде не образуется, то раствор необходимо нагреть.

Вторая аналитическая группа анионов

Cl — , Br — , I — , S 2-

Групповым реагентом на анионы второй группы является нитрат серебра в присутствии разбавленной азотной кислоты.

РЕАКЦИИ АНИОНА Br —

Нитрат серебра AgNO3 образует с анионом Br — желтоватый осадок бромида серебра AgBr, нерастворимый в азотной кислоте и плохо растворимый в аммиаке.

РЕАКЦИИ АНИОНА I —

Нитрат серебра AgNO3 образует с анионами I — желтый осадок иодида серебра AgI, нерастворимый в азотной кислоте и растворе аммиака (в отличие от AgCl):

РЕАКЦИИ СУЛЬФИД — АНИОНА S 2-

1. Нитрат серебра AgNO3 образует с анионом S 2- черный осадок сульфида серебра Ag2S, который нерастворим в растворе аммиака, но растворяется при нагревании в разбавленной азотной кислоте:

2. Кислоты (H2SO4, HCl) при действии на сульфиды разлагают их с образованием сероводорода:

Сероводород можно обнаружить по запаху, а также по почернению бумаги, смоченной раствором ацетата свинца Pb(CH3COO)2 при поднесении ее к отверстию пробирки:

Третья аналитическая группа анионов

Характерной особенностью этой группы является растворимость солей бария и серебра. Поэтому хлорид бария и нитрат серебра не осаждают анионы третьей группы. Следовательно, группового реагента нет.

РЕАКЦИИ НИТРАТ — АНИОНА NO3 —

1. Дифениламин (C6H5)2NH с анионом NO3 — образует интенсивное синее окрашивание.

Опыт. На чистое и сухое часовое стекло поместите 4-5 капель раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте. Внесите туда же стеклянной палочкой каплю испытуемого раствора и перемешайте. В присутствии аниона NO3 — появляется интенсивно синяя окраска раствора вследствие окисления дифениламина. Аналогичное окрашивание дает и анион NO2 — .

2. Сульфат железа(II) с анионом NO3 — в концентрированном растворе серной кислоты образует комплексную соль бурого цвета [Fe(NO)]SO4 .

РЕАКЦИИ НИТРИТ — АНИОНА NO2 —

Анион NO2 — можно отличить от аниона NO3 — следующими реакциями:

Кислоты разлагают все нитриты с выделением оксидов азота:

РЕАКЦИИ АЦЕТАТ — АНИОНОВ CH3COO —

1. Серная кислота, взаимодействуя с ацетатами, вытесняет из них свободную уксусную кислоту, которая, улетучиваясь при нагревании, придает раствору специфический запах уксуса.

2. Хлорид железа FeCl3 при взаимодействии с растворами ацетатов образует ацетат железа, который легко подвергается гидролизу:

Опыт. К 6 каплям испытуемого раствора прибавьте столько же хлорида железа FeCl3 . При этом образуется красно-бурый ацетат железа. При разбавлении раствора водой в 2-3 раза и нагревании выпадает осадок основной соли Fe(CH3COO)(OH)2.

Источник: www.yaneuch.ru

Аналитические реакции анионов

Общепринятой классификации анионов не существует. Чаще всего используется классификация анионов по растворимости солей бария и серебра.

Первая аналитическая группа анионов объединяет ионы SO4 2- , CO3 2- , PO4 3- , SiO3 2- , которые образуют малорастворимые соли бария. Групповым реагентом является раствор хлорида бария BaCl2.

Вторая аналитическая группа анионов включает ионы Cl — , Br — , I — , S 2- , которые образуют малорастворимые соли серебра. Групповым реагентом является раствор нитрата серебра AgNO3.

Третья аналитическая группа анионов объединяет ионы NO3 — , CH3COO — , MoO4 2- , WO4 2- , VO3 большинство солей которых хорошо растворимы в воде. Группового реагента нет.

Анализ анионов имеет свои особенности. Анионы обычно открывают дробным методом в отдельных порциях исследуемого раствора. При выполнении характерных реакций на анионы следует обратить особое внимание на свойства и растворимость получаемых осадков солей бария и серебра (т.к. внешний вид осадков многих анионов практически одинаков).

Лабораторная работа № 9

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ АНИОНОВ I АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ (SO4 2- , CO3 2- , PO4 3- , SiO3 2- )

Групповым реагентом на анионы I группы является раствор хлорида бария BaCl2. В результате образуются соли, малорастворимые в воде, но легко растворимые в минеральных кислотах (за исключением BaSO4 и BaSiO3). Соли серебра анионов I группы растворяются в разбавленной азотной кислоте HNO3.

1. Аналитическая реакция сульфат-иона, SO4 2-

1.1. Реакция с хлоридом бария. Анион SO4 2- с катионом Ba 2+ образует белый кристаллический осадок сульфата бария BaSO4 , нерастворимый в минеральных кислотах:

Ba 2+ + SO4 2- ® ¯ BaSO4

Выполнение реакции: поместите в пробирку 4-5 капель раствора любого сульфата (Na2SO4, K2SO4 или (NH4)2SO4) и добавьте к нему 2-3 капли раствора хлорида бария BaCl2. Полученный осадок разделите в две пробирки. В первую пробирку добавьте 4-5 капель раствора CH3COOH (2 М), а в другую — 4-5 капель HCl (2 М).

Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

2. Аналитические реакции карбонат-иона, CO3 2-

2.1. Реакция с хлоридом бария. Карбонат-ион CO3 2- с катионом Ba 2+ образует осадок карбоната бария BaCO3 белого цвета. Как все карбонаты, BaCO3 легко растворяется в соляной, азотной и уксусной кислотах с выделением оксида углерода (IV) CO2:

Ba 2+ + CO3 2- ® ¯ BaCO3

¯ BaCO3 + 2 H + → Ba 2+ + CO2 ­ + H2O

Выполнение реакции: поместите в пробирку 4-5 капель раствора любого карбоната (Na2CO3, K2CO3 или (NH4)2CO3) и добавьте к нему 3-4 капли раствора хлорида бария BaCl2. Разделите осадок в две пробирки. В первую пробирку добавьте 1-2 мл СH3COOH (2 М), а в другую — 1-2 мл HCl (2 М).

Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

2.2. Реакция с минеральными кислотами. HCl, HNO3 и H2SO4 выделяют из карбонатов свободную угольную кислоту Н2СО3, которая распадается на СО2 и Н2О. Образующийся СО2 можно обнаружить с помощью реакции с Са(ОН)2 (известковая вода), при этом выпадает осадок СаСО3:

Выполнение реакции. Реакцию лучше проводить в сосуде Ландольта. В одно из колен сосуда поместите 5-6 капель насыщенного раствора Са(ОН)2. В другое колено — 4-5 капель раствора любого карбоната и добавьте туда же 5-6 капель HCl (2 М). Закройте сосуд пробкой и наблюдайте образование осадка в колене с раствором гидроксида кальция.

Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

3. Аналитические реакции фосфат-иона, РО4 3-

3.1. Реакция с хлоридом бария. Хлорид бария образует с растворимыми солями фосфорной кислоты белые осадки гидрофосфата бария BaHPO4 (рН = 7-9) или фосфата бария Ba3(PO4)2 (рН > 9), которые растворяются в минеральных кислотах:

HPO4 2- + Ba 2+ → ¯ BaHPO4

Выполнение реакции: поместите в пробирку 3-4 капли раствора гидрофосфата натрия Na2HPO4 и добавьте 2-3 капли раствора хлорида бария BaCl2. Проверьте растворимость полученного осадка в минеральных кислотах (кроме H2SO4), например, в HCl и в CH3COOH.

Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

3.2. Реакция с молибденовой жидкостью, раствор молибдата аммония (NH4)2MoO4 в азотной кислоте. Молибдат аммония в присутствии азотной кислоты и нитрата аммония NH4NO3 при нагревании образует с фосфат-ионом PO4 3- желтый кристаллический осадок фосфоромолибдата аммония (NH4)3[P(Mo3O10)4]:

Выполнение реакции: поместите в пробирку 5-6 капель раствора молибдата аммония и нагрейте ее на водяной бане. Добавьте к теплому раствору молибдата аммония 2-3 капли раствора HNO3 (2 М) и несколько кристаллов NH4NO3 (для уменьшения растворимости осадка). К полученной смеси прибавьте 2-3 капли раствора H3PO4 или любой ее соли.

Так как осадок растворяется в избытке H3PO4 или Na2HPO4, то следует брать избыток молибденовой жидкости. При малой концентрации фосфат-ионов осадок может не образоваться, но раствор при этом окрасится в желтый цвет.

Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

Если в растворе присутствуют восстановители (S 2- , Sn 2+ , Fe 2+ и др.), которые восстанавливают ион MoO4 2- до молибденовой сини (смесь соединений молибдена разных степеней окисления), то раствор окрасится в синий цвет. Для удаления восстановителей предварительно необходимо прокипятить 2-3 капли исследуемого раствора с 1-2 каплями концентрированной азотной кислоты, а затем провести реакцию открытия фосфат-иона.

4. Аналитические реакции силикат-иона, SiO3 2-

4.1. Реакция с разбавленными кислотами. Ионы SiO3 2- с разбавленными растворами кислот образуют кремниевую кислоту в виде геля:

Выполнение реакции: поместите в пробирку 5-6 капель раствора силиката натрия Na2SiO3 и прибавьте 3-4 капли раствора HCl (2 М). Наблюдайте образование кремниевой кислоты в виде геля.

Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

4.2. Реакция с солями аммония. Соли аммония (NH4Cl, или (NH4)2SO4, или NH4NO3) при действии на анион SiO3 2- выделяют из растворов силикатов, вследствие смещения реакции гидролиза, кремниевую кислоту H2SiO3 в виде геля:

Выполнение реакции: поместите в пробирку 5-6 капель раствора силиката натрия Na2SiO3 и прибавьте 5-6 капель раствора хлорида аммония NH4Cl. Смесь нагрейте на водяной бане. Наблюдайте образование студенистого осадка кремниевой кислоты.

Запишите наблюдение и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

Лабораторная работа № 10

Воспользуйтесь поиском по сайту:

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2023 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.013 с) .

Источник: studopedia.org