МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Восточно – Сибирский государственный технологический

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Восточно – Сибирский государственный технологический
университет
Аналитическая химия
Методические указания к лабораторно –
практическим занятиям по качественному
химическому анализу
для студентов всех форм обучения
Составили: Славгородская М.В.
Имсырова А.Ф.
Сячинова Н.В.
Улан - Удэ
2002г.
Качественные реакции на катионы I аналитической группы.
К катионам первой аналитической группы относятся:
Li+, Na+, K+, NH4+, Mg2+.
Качественные реакции:
Na+
Реакция с гексагидроксостибатом калия: [Sb(OH)6] – образуется белый
микрокристаллический осадок гексагидроксостибата натрия Na[Sb(OH)6] . Открытию
катионов натрия этой реакцией мешают даже следовые количества ионов аммония, в
присутствии которых образуется белый аморфный осадок метосурьмяной кислоты
HSbO3. Выпадение белого аморфного осадка, а не кристаллического еще не
свидетельствует о присутствии катионов натрия.
Выполнение реакции: В пробирку помещают 1-2 капли раствора содержащего
катионы натрия, в нейтральной среде, рядом помещают раствор реагента и стеклянной
палочкой потереть о стенки пробирки.
K+
1.Реакция с кобальтинитритом натрия:
Na3[Co(NO2)6] – образуется желтый осадок К2Na[Co(NO2)6]. Открытию катионов
калия мешают ионы аммония и лития, так как они образуют аналогичные желтые
осадки.
Выполнение реакции: К 2-3 каплям раствора, содержащего ионы калия, добавляют
2-3 капли раствора реагента (Na3[Co(NO2)6]) и слегка нагревают на водяной бане.
Образуется желтый осадок. Если раствор кислый, необходимо добавить СН3СООNa до
рН 4-5.
2.
Реакция
с
тройным
нитритом
натрия,
свинца
и
меди
(микрокристаллоскопическая): Na2РbCu(NO2)6 – образуются черные или
коричневые кубические кристаллы К2РbCu(NO2)6. Открытию катионов калия мешают
ионы аммония и йода.
Выполнение реакции: На предметное стекло помещают 1 каплю раствора,
содержащего ионы калия. Рядом помещают 1 каплю Na2РbCu(NO2)6. Стеклянной
палочкой соединяют капли и дают постоять. Рассматривают под микроскопом
образовавшиеся кристаллы.
NH4+
1. Действие щелочей: При действии щелочей на раствор соли аммония при
нагревании выделяется газообразный аммиак, который можно обнаружить по
изменению окраски влажной универсальной индикаторной или лакмусовой бумаги.
Также можно обнаружить по почернению фильтровальной бумаги, пропитанной
раствором солей Hg(I).Эта реакция является специфической.
Выполнение реакции: В пробирку наливают несколько капель соли аммония и
несколько капель 2М раствора щелочи (NaОН или КОН). Осторожно нагревают, при
этом выделяется газ с характерным запахом аммиака. Также подносят влажную
индикаторную бумагу или фильтровальную бумагу, смоченную раствором солей Hg(I)
(бумага будет чернеть).
2. Реакция с реактивом Неслера: Щелочной раствор К2[HgI4] – образует
оранжевый осадок [Hg2ОNН2] I. Открытию катионов аммония мешают ионы Hg(II),
Sb(III) и Sn(II) которые реагируют с иодид - ионом и разрушают реактив.
2
Выполнение реакции: К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы аммония,
добавляют 1-2 капли реактива Неслера. Образуется оранжевый осадок.
Mg2+
1. Реакция с гидрофосфатом натрия: Na2HPO4 – образует с ионами магния в
присутствии аммиачной буферной смеси (NH4OH и NH4Cl) при рН=9 белый
кристаллический осадок MgNH4PO4*6H2O. При рН›10 образуется Mg(ОН)2 и
Mg3(PO4)3. Осадок растворяется в сильных кислотах и в уксусной кислоте. Мешают
ионы образующие малорастворимые фосфаты.
Выполнение реакции: К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы магния,
прибавляют по 2-3 капли NH4OH и NH4Cl , каплю раствора Na2HPO4 и при
перемешивании наблюдают выпадение белого кристаллического осадка.
2. Реакция с гидрофосфатом натрия (микрокристаллоскопическая): NaHPO4 –
при медленной кристаллизации (разбавленный раствор соли магния), образуется
кристаллы MgNH4PO4*6H2O правильной геометрической формы. При быстрой
кристаллизации (более концентрированный раствор соли магния или раствор,
содержащий большое количество ионов
NH4 +) образуются звездочки или
древовидные образования.
Выполнение реакции: На предметное стекло помещают 1 каплю раствора,
содержащего ионы магния, рядом помещают каплю раствора реагента (смесь
Na2HPO4., NH4OH и NH4Cl). Стеклянной палочкой соединяют капли и рассматривают
под микроскопом образовавшиеся кристаллы.
Качественные реакции на катионы II аналитической группы.
К катионам второй аналитической группы относятся:
Ва2+, Sr2+, Ca2+.
Качественные реакции:
Групповым реактивом для катионов второй аналитической группы является:
карбонат аммония (NH4)2СО3 в присутствии NH4OH и NH4Cl. С которыми катионы
этой группы образуют белые осадки карбонатов, нерастворимые в воде, но
растворимые в HCl, HNO3, CH3COOH.
Ва2+
Реакция с дихроматом калия: K2Cr2O7 – в ацетатном буферном растворе
(CH3COOH и CH3COONa) образуется с ионами бария желтый кристаллический осадок
ВаСrO4 при рН ≥ 2,5. Осадок растворим в сильных кислотах, но нерастворим в
уксусной кислоте. Мешают ионы: Hg(I,II), Ag(I), Pb(II), Bi(III), Fe(III), так как образуют
окрашенные хроматы при рН≤7. Эту реакцию используют и для отделения Ва2+ от Sr2+
и Ca2+.
Выполнение реакции: К 1 – 2 каплям раствора, содержащие ионы бария, добавляют
3 – 4 капли ацетатного буферного раствора и 1 – 2 капли раствора дихромата калия.
Пробирку нагревают на водяной бане. Образуется желтый кристаллический осадок
хромата бария.
Sr2+
1. Реакция с сульфатом аммония: (NH4)2SO4 – образуется с ионами стронция
белый кристаллический осадок. Осадок SrSO4 растворим в сильных кислотах. Мешают
ионы: Ва2+ и Pb2+ , которые сразу же на холоду образуют с белый осадок.
3
Выполнение реакции: К нескольким каплям раствора, содержащего ионы
стронция, добавляют равный объем насыщенного раствора сульфата аммония и,
потирая стеклянной палочкой по стенкам пробирки, нагревают. Образуется муть.
2.Реакция с гипсовой водой: (насыщенный раствор СаSO4 *2Н2О) - образуется с
ионами стронция белый кристаллический осадок. Осадок SrSO4 растворим в сильных
кислотах. Мешают ионы: Ва2+ и Pb2+ , которые сразу же на холоду образуют как же
белый осадок.
Выполнение реакции: К нескольким каплям раствора, содержащего ионы
стронция, добавляют равный объем гипсовой воды и, потирая стеклянной палочкой по
стенкам пробирки, нагревают. Образуется муть.
Ca2+
1. Реакция с оксалатом аммония: (NH4)2С2О4 – образует с ионами кальция
кристаллический осадок СаС2О4 белого цвета. Осадок растворим в сильных кислотах,
но нерастворим в CH3COOH. Мешают открытию Ва2+, Sr2+, дающее с (NH4)2С2О4
аналогичные осадки. Отличительной особенностью осадков ВаС2О4 и SrС2О4 является
их растворимость в уксусной кислоте.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы кальция,
добавляют 2 –3 капли раствора реагента. Выпадает белый кристаллический осадок.
2. Реакция с гексацианоферратом(II) калия: К4Fe(CN)6 – при рН›7 в присутствии
NH4Cl взаимодействует с ионами кальция с образованием белого кристаллического
осадка состава Кn(NH4)mCaFe(CN)6 где n и mв зависимости от условий могут меняться
от 0 до 2. Осадок нерастворим в уксусной кислоте. Мешают Ва2+, Mg2+.
Выполнение реакции: На часовом стекле (помещенное на черную бумагу)
перемешивают каплю исследуемого раствора с 2 – 3 каплями раствора реагента, затем
добавляют 1 – 2 капли раствора NH4Cl , каплю этанола и снова перемешивают.
Помутнение или появление кристаллического осадка указывает на присутствие
кальция.
Анализ смеси катионов I и II аналитических групп.
Предварительные испытания. В первую очередь выясняют, присутствует ли в
растворе NH4+ (обнаружение NH4+), так как затем для отделения катионов II группы от
катионов I группы в анализируемый раствор вводят карбонат аммония. Определить рН
раствора. Лишь после этого приступают к отделению катионов II группы от I группы.
Предварительное открытие ионов II группы. К нескольким каплям исследуемого
раствора прибавляют такое же количество аммиачной буферной смеси, чтобы рН было
около 7 (добавляют для того, чтобы Mg2+ - ионы не осаждались с катионами II
группы). Полученную смесь нагревают до кипения и прибавляют 2н. раствор
(NH4)2СО3. При наличии катионов II группы, будет выпадать белый осадок. Который
растворим в соляной и уксусной кислотах, но нерастворим в серной кислоте.
Убедившись в наличии II аналитической группы, приступаю к отделению катионов I
группы от катионов II группы.
Разделение катионовI и II группы. Осаждают катионы II группы с помощью
группового реактива - карбоната аммония. Затем проверяют полноту осаждения
катионов II группы, добавляя к прозрачному слою раствора 1 – 2 капли раствора
(NH4)2СО3 (осаждение полное, если при прибавлении карбоната аммония раствор
остается прозрачным). Осадок, содержащий катионы II группы центрифугируют.
Полученный осадок, содержащий катионы II группы, и центрифугат, содержащий
катионы I группы и избыток аммонийных солей, анализируют отдельно.
4
В растворе должны содержаться: Na+, K+, NH4+, Mg2+ а также следы Ва2+, Sr2+, Ca2+,
поэтому к раствору прибавляют несколько капель (NH4)2SO4 ( для удаления следов Ва2+
и Sr2+ ) и столько же (NH4)2С2О4 – для удаления следов Са2+. Раствор подогревают до
кипения, охлаждают и, если появляется осадок или помутнение, отфильтровывают и
анализируют:
Анализ катионов I группы. Полученный раствор, содержащий ионы Na+, K+, NH4+,
Mg2+ разделяют на три пробирки и проводят частные реакции на соответствующие
катионы.
1. Обнаружение катионов Mg2+ - ионов: Обнаружение Mg2+ - ионов (по
качественным реакциям для Mg2+).
2. Обнаружение катионов К+ - ионов.: Проводится после удаления ионов аммония.
Для определения К+, ион аммония удаляется добавлением раствором NaОН с
последующим кипячением его до полного удаления запаха аммиака. Затем добавляется
уксусная кислота до рН меньше 7(по реакциям для К+).
3. Обнаружение катионов Na+ - ионов: Проводится после удаления ионов
аммония. Для определения Na+, ион аммония удаляется добавлением раствором КОН с
последующим кипячением его до полного удаления запаха аммиака. Затем добавляется
уксусная кислота до рН меньше 7(по качественным реакциям для Na+).
4. Обнаружение катионов II группы . Окончив анализ раствора, приступают к
анализу осадка, полученного при разделении катионов II группы от I групп. Для этого
необходимо растворить осадок.
Осадок осторожно промывают горячей водой и растворяют в 2н. растворе уксусной
кислоты при подогревании.
5. Обнаружение катионов Ва2+ - ионов: Затем проводят предварительное
испытание на присутствие Ва2+, для этого берут часть раствора и исследуют
(качественная реакция на ионы - Ва2+). Если выпадает осадок, необходимо провести
отделение Ва2+ - ионов. Для этого прибавляют при нагревании ко всему
исследованному раствору СН3СООNa и вносят каплями K2Cr2O7, пока раствор над
осадком не станет оранжево – желтого цвета. Осадок отделяют центрифугированием.
После центрифугирования в растворе над осадком проверяют полноту осаждения
ионов Ва2+. Если появилось помутнение добавляют избыток бихромата и снова
центрифугируют. Этот процесс проводят до тех пор, пока бихромат не будет давать
помутнения
6. Обнаружение катионов Sr 2+ - ионов.: В полученном растворе, после удаления
ионов бария, определяют Sr2+ (качественной реакцией на катионы Sr2+). Если
присутствует ион Sr2+ , его осаждают. Осадок отделяют центрифугированием. После
центрифугирования в растворе над осадком проверяют полноту осаждения ионов Sr2+ .
7. Обнаружение катионов Са2+ - ионов.: В растворе, после удаления ионов
стронция определяется ион кальция (с помощью качественных реакций на катионы
Са2+).
5
Качественные реакции на катионы III аналитической группы.
К катионам третьей аналитической группы относятся:
Al3+, Cr3+, Mn2+, Fe2+, Fe3+, Co2+, Ni2+, Zn2+.
Качественные реакции:
Групповым реактивом для катионов третьей аналитической группы является:
сульфид аммония (NH4)2S в присутствии аммиачной буферной смеси. Который в
нейтральной и щелочной средах при рН = 7 – 9 осаждает катионы этой группы в виде
гидроокисей (Al(OH)3 , Cr(OH)3) и сульфидов (MnS, FeS, Fe2S3, CoS, NiS, ZnS).
Образующие осадки сульфидов, нерастворимые в воде, но растворимые в
разбавленных минеральных кислотах.
Al3+
1. Реакция с ализарином: С14Н6(ОН)2 – с ионами алюминия в щелочной среде
образует осадок ярко – красного цвета (лак). Мешают открытию алюминия ионы: Cr3+,
Mn2+, Fe3+, так как образуют окрашенные ализариновые лаки. Для их маскировки
используют К4[Fe(CN)6], с которым мешающие ионы образуют нерастворимые в воде
гексацианоферраты.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям кислого раствора, содержащего ионы
алюминия, добавляют 2 –3 капли раствора ализарина, твердый ацетат натрия до
слабокислой среды и нагревают. Выпадает красный хлопьевидный осадок.
2. Реакция с 8 – Оксихинолином: С9Н6N(ОН) – образует с алюминием при рН =
4,5 – 10 внутрикомплексное соединение зеленовато – желтый кристаллический осадок
(С9Н6NО)3Al. Мешают открытию ионы: Са2+, Mg2+, Sr2+, Ba2+, Zn2+, Cd2+, Zr4+ , Sn2+ .
Выполнение реакции: В пробирку вводят 2 – 5 капель раствора соли алюминия,
добавляют ацетатный буферный раствор до рН = 6,5 – 9, затем 5 – 6 капель 1% - ного
раствора оксихинолина. Выпадает зеленовато – желтый кристаллический осадок.
Cr3+
1. Реакция с пероксид водородом в щелочной среде: Н2О2 + NaОН - окисляет
Cr3+ до Cr6+, образовав желтый раствор хромата натрия (CrО42-).
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы хрома,
добавляют по каплям 2М NaOH до образования осадка гидроксида хрома и далее до его
растворения и образования гидроксокомплекса. Затем добавляют 1 каплю 30% или 6 –
8 капель 3% раствора Н2О2. Образуется желтый раствор хромата.
2. Реакция с этилендиаминтетраацетат натрием (ЭДТА): с ионами хрома при рН
= 4 – 5 образует комплексное соединение фиолетового цвета. Мешают открытию ионы:
Fe3+, Cu2+, Co2+, Ni2+.
Выполнение реакции: К 3 – 4 каплям раствора, содержащего ионы хрома,
добавляют 3 – 5 капель 30% раствора уксусной кислоты, 12 – 15 капель 5% раствора
ЭДТА, проверяют рН = 4 – 5 и нагревают в водяной бане. В присутствии хрома
появляется фиолетовое окрашивание.
Mn2+
Реакция с пероксид водородом в щелочной среде: Н2О2 + NaОН - окисляется
Mn2+ в Mn4+, образовав нерастворимое соединение бурого цвета.
6
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы марганца Mn2+ ,
добавляют по каплям 2М NaOH до образования осадка гидроксида марганца, медленно
буреющего на воздухе. Затем добавляют 1 каплю 30% или 6 – 8 капель 3% раствора
Н2О2. Образуется осадок буро – черного цвета.
Fe2+
1. Реакция с гексацианоферратом (III) калия: K3[Fe(CN)6] - Образуется с ионами
железа (II) синий осадок – Турнбулиевая синь - Fe3[Fe(CN)6]2. Осадок нерастворим в
кислотах.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям слабокислого раствора, содержащего ионы
железа (II), добавляют 1 – 2 капли раствора реагента. Образуется синий осадок.
2. Реакция с диметилглиоксимом: ДМГО - образует с ионами железа (II) в
аммиачных растворах устойчивое комплексное соединение красного цвета. Мешают
ионы никеля (II).
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы железа (II),
добавляют 1 каплю 20% раствора винной кислоты, 1 каплю диметилглиоксима и по
каплям раствор аммиака до щелочной среды. Раствор окрашивается в красный цвет.
Fe3+
1. Реакция с гексацианоферритом (II) калия: K4[Fe(CN)6] – с ионами железа (III)
образует темно – синий осадок.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы железа (III), и
имеющею рН = 1 – 2, добавляют 1 – 2 капли реагента. Образуется темно –
синий.(берлинской лазури)
2. Реакция с родонидом аммония: NH4SCN – с ионами железа (III) образуется
кроваво – красное окрашивание. Мешают фосфаты, арсенаты, оксалаты, цитраты,
фториды.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы железа (III), и
имеющею рН = 1 – 2, добавляют 3 – 5 капли реагента. Образуется кроваво – красное
окрашивание.
Co2+
1. Реакция с тиоцианатом аммония (калия): (NH4SCN) – в уксуснокислом
растворе при рН = 4 – 5 с ионами кобальта образует окрашенные в синий цвет
комплексные соединения. Мешают ионы железа (III), которые маскируют добавлением
фторид – ионов.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы Co2+, добавляют
твердый тиоцинат аммония (калия), твердый фторид аммония, 5 – 7 капель
изоамилового спирта и встряхивают. Слой изоамилового спирта окрашивается в синий
цвет.
2. Реакция с тетрароданомеркуреатом (II) аммонием
(микрокристаллоскопическая): (NH4)2Hg(SCN)4 - При действии на раствор соли
кобальта (в 0,5М НCl) раствора (NH4)2Hg(SCN)4 образуется ярко – синие кристаллы
характерной формы.
Выполнение реакции: На предметное стекло помещают 2 – 3 капли раствора,
содержащего ионы Co2+, добавляют 2 капли раствора реагента, соединяют капли
стеклянной палочкой и рассматривают кристаллы под микроскопом.
Ni2+
7
Реакция с диметил глиоксимом ДМГО: образуют с ионами никеля при рН = 5 –
10 малорастворимое в воде комплексное соединение ало – красного цвета.
Выполнение реакции: к 1 – 2 каплям раствора, содержащего ионы никеля,
добавляют 1 – 2 капли 1% этанольного раствора диметилглиоксима и 1 – 2 капли 2М
NH3 . Образуется характерный ало – красный осадок.
Zn2+
1. Реакция с тетрароданомеркуриатом (II) аммония
(микрокристаллоскопическая): (NH4)2Hg(SCN)4 – образует с ионами цинка в
слабокислой среде белые кристаллы
ZnHg(SCN)4 . Мешают ионы: Cd2+, Co2+, Cu2+, Fe2+.
Выполнение реакции: К 2 каплям раствора, содержащего ионы цинка, на
предметное стекло добавляю 2 капли реагента. Образовавшиеся кристаллы в форме
белых крестов, дендриты, а в присутствии минеральных кислот (или очень
разбавленных растворов) – неравносторонние треугольники и клинья.
2. Реакция с сероводородом: Н2S и формиатной буферной смесью (СН3СООNa,
СН3СООН) – образуется белый осадок сульфида цинка ZnS.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы цинка,
добавляют несколько капель формиатной буферной смеси и приливают
сероводородную воду (можно немного подогреть, для ускорения реакции). Образуется
белый кристаллический осадок.
Анализ смеси катионов I, II и III аналитических групп при их
совместном присутствии.
1. Предварительные испытания.
1) В первую очередь выясняют, присутствует ли в растворе NH4+ (обнаружение NH4+).
2) Затем выясняют присутствие Fe3+(обнаружение Fe3+).
3) В последнею очередь проверяют присутствие ионов Fe2+(обнаружение Fe2+).
2. Отделение катионов III группы от I и II группы. К 2мл. исследуемого раствора,
прибавляют несколько капель раствора хлористоводородной кислоты до рН меньше 7 и
5 капель концентрированного раствора NH4Cl. Смесь нагревают до кипения. Затем по
каплям добавляют групповой реактив (NH4)2S в присутствии аммиачной буферной
смеси при рН = 9. Опять нагревают раствор и, приливают (NH4)2S. Таким образом,
достигнув полноты осаждения, раствор охлаждается и центрифугируется. Образуются
осадки гидроокисей (Al(OH)3 , Cr(OH)3) и сульфидов (MnS, FeS, Fe2S3, CoS, NiS, ZnS),
нерастворимые в воде, но растворимые в разбавленных минеральных
кислотах. После центрифугирования раствор отделяется от осадка. В растворе
остается смесь катионов I и II группы.
3. Анализ смеси катионов I и II группы. Раствор подкисляют уксусной
кислотой и кипятят под тягой до полного удаления Н2S. Из оставшегося раствора
центрифугированием удаляют серу. Центрифугат исследуется, как при анализе
катионов I и II группы.
4. Растворение осадка с катионами III группы. Осадок промывают 2 – 3
раза водой, содержащей NH3, NH4Cl, (NH4)2S. Присутствие (NH4)2S препятствует
растворению сульфидов и гидроокисей, препятствует окислению осадка кислородом
воздуха. Осадок растворяют пятикратным по объему количеством 1н. HCl. Оставшийся
осадок содержит CoS, NiS, а в растворе находятся Mn2+, Fe2+, Fe3+, Zn2+, Al3+, Cr3+ (НCl
+ Н2S). Раствор отделяют от осадка центрифугированием.
8
5. Опредение Ni2+ , Co2+. – Выделенный осадок растворяют в смеси уксусной
кислоты и перекиси водорода (или HCl + Н2О2). Для разложения избытка перекиси
водорода раствор кипятят и далее используют для определения Ni2+ , Co2+
(качественные реакции на Ni2+ и Co2+).
6. Отделение Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cr3+. – Раствор, содержащий ионы Mn2+, Fe2+, Fe3+,
2+
Zn , Al3+, Cr3+ (HCl + Н2S) кипятят до полного удаления сероводорода. Затем
добавляют избыток NaOH и снова кипятят; осадок отделяют центрифугированием. При
этом, в осадке будут содержаться ионы Mn2+, Fe2+, Fe3+, Cr3+ , а в растворе Zn2+, Al3+.
7. Обнаружение ионов Cr3+. Осадок обрабатывается при кипячении раствором
Н2О2. Образовавшейся раствор окрашивается в желтый цвет, что говорит о
присутствии ионов хрома.
8. Обнаружение Mn2+ . Если осадок окрашен в черно – бурый цвет, то это говорит о
вероятном присутствии ионов марганца. Для обнаружения марганца осадок растворяют
в НNО3 . В полученном растворе с помощью качественных реакций проверяют
катионы Mn2+.
9. Обнаружение Zn2+, Al3+. К раствору, где содержатся
ионы Zn2+, Al3+ , прибавляют немного кристаллического NH4Cl и кипятят. В осадок
переходит Al3+ в растворе остается Zn2+ . Осадок отделяют центрифугированием. После
отделения осадка определяют ионы Al3+ (качественными реакциями на ионы
алюминия). Оставшейся раствор подкисляют уксусной кислотой и насыщают
сероводородом. В присутствии ионов цинка выпадает белый осадок (качественными
реакциями на ионы цинка).
Качественные реакции на анионы I аналитической группы.
К анионам первой аналитической группы относятся:
Br-, J-, Cl-, S2-, NO2-, NO3-.
Качественные реакции:
Качественной реакцией на анионы первой аналитической группы является реакция с
солями серебра. Растворимые соли серебра с анионами первой группы образуют белые
творожистые осадки Cl-, желтый творожистый осадок с Br-, J-, оранжевый с S2-. Ионы
NO2-, NO3- с солями серебра не дают осадков.
Br-
1. Реакция с нитратом серебра. AgNO3 – образует с ионами брома бледно –
желтый осадок, нерастворимый в НNО3, (NН4)2СО3, хорошо растворимый в КСN и
Nа2S2О3
Выполнение реакции: К 2 каплям раствора, содержащего ионы брома, добавляю 2
капли реагента. Образуется бледно – желтый осадок.
2. Реакция с хлорной водой. (водный раствор Cl2) – окисляет Br- до Br2. Раствор
буреет вследствие выделения свободного брома. Органические растворители - СНCl3 ,
СCl4, С6Н6 – экстрагируют Br2 с образованием растворов, окрашенных в оранжевый
цвет. Обнаружению, ионов брома мешают сильные восстановители – S2О32-, SО32-, S2-.
Выполнение реакции: К 2 каплям раствора, содержащего ионы брома, добавляю 2
капли 1М Н2SО4 и 2 – 3 капли хлорной воды; раствор буреет. Добавляют несколько
капель растворителя и встряхивают. Слой органического растворителя окрашивается в
оранжевый цвет.
J9
1. Реакция с хлорной водой (водный раствор Cl2) – окисляет J- до J2, раствор
буреет, а при добавлении крахмала синеет. Органические растворители - СНCl3 , СCl4,
С6Н6 – экстрагируют J2 , окрашиваясь в фиолетово - розовый цвет. Обнаружение, ионов
брома и йода при совместном присутствии возможно, при постепенном действии на
раствор, содержащий ионы брома и йода, хлорной воды слой органического
растворителя вначале окрашивается в фиолетово - розовый цвет - J2, потом
обесцвечивается, наконец, появляется оранжевая окраска. Обнаружению мешают
сильные восстановители – S2О32-, SО32-, S2-.
Выполнение реакции: К 2 каплям раствора, содержащего ионы йода, добавляю 2
капли 1М Н2SО4 и 2 – 3 капли хлорной воды и 2 капли раствора крахмала. Добавляют
несколько капель растворителя и встряхивают. Слой органического растворителя
окрашивается в фиолетово - розовый цвет.
2. Реакция с нитритом калия (натрия) – в серно -, соляно - или уксусной среде
окисляет J- до J2. В этих условиях бром не окисляется. Обнаружению мешают сильные
восстановители – S2О32-, SО32-, S2-.
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы йода, добавляю
2 капли 1М Н2SО4, HCl или СН3СООН, 2 – 3 капли раствора КNО2, несколько капель
бензола встряхивают. Слой бензола окрашивается в фиолетово - розовый цвет. Вместо
бензола можно добавить раствор крахмала, появляется синяя окраска.
ClРеакция с нитратом серебра. – с хлорид ионом образует белый творожистый
осадок AgNO3, нерастворимый в НNO3, но легко растворимый в NH3, (NH4)CO3, KCN и
Na2S2O3.
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора, содержащего ионы хлора,
добавляю 2 капли AgNO3. Образуется белый творожистый осадок.
S21. Реакция с нитратом серебра. – с сульфид ионом образует черный осадок Ag2S,
нерастворимый в NH3, KCN и Na2S2O3, но растворимый при нагревании в 2м HNO3.
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора, содержащего сульфид - ионы,
добавляю 2 капли AgNO3. Образуется черный осадок.
2. Разбавленные кислоты. (Н2SО4 или HCl) – разлагают как растворимые, так и
многие малорастворимые в воде сульфиды с выделением характерным запахам
сероводорода (тухлых яиц).
Выполнение реакции. В пробирку помещают несколько капель раствора
содержащего сульфид ионы, добавляют несколько капель 2М Н2SО4, HCl. Выделяется
характерный запах.
NO2-
1. Реакция с перманганатом калия: - в сернокислой среде окисляет NО2- до NO3. При этом перманганат калия обесцвечивается. Мешают восстановители (S2О32-, SО32-,
S2-, NCS-, J-, Br- и большое количество хлора).
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора KMnO4 прибавляют 2 – 3 1М Н2SО4,
несколько капель раствора содержащего нитрит – ионы, и слегка подогревают. Раствор
обесцвечивается.
2. Реакция с иодидом калия. – в разбавленных растворах Н2SО4, HCl или уксусной
кислоты окисляется нитратом до J2. Мешают окислители (JO3-, ClO3-, CrO42-, MnO4-) и
сильные восстановители (S2О32-, SО32-, S2-).
10
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора содержащего нитрит – ионы,
прибавляют 2 – 3 2М HCl или СН3СООН и 2 – 3 капли раствора КJ. Раствор буреет
вследствие выделения J2 . При добавлении 1 – 2 капель раствора крахмала появляется
темно – синяя окраска.
3. Реакция с бензидином и 8 – оксихинолином.: - в уксуснокисло среде рН около
3 с нитритом – ионом дают ярко – красное окрашивание или осадок (азокраситель).
Мешают обнаружению только J- при рН меньше 3 при этом раствор буреет.
Выполнение реакции. К капли уксуснокислого раствора бензидина прибавляют
каплю раствора, содержащего нитрит – ионы, прибавляют 2 – 3 2М СН3СООН до рН 3,
несколько капель этанольного или уксуснокислого раствора 8 – оксихинолина и
несколько капель СН3СООNа до рН 5 – 7 . Появляется ярко – красная окраска или
осадок.
NO31. Реакция с сульфатом железа (II) : - в присутствии концентрированной Н2SО4
восстанавливает NO3- до NO, которая с избытком Fe (II) образует комплексное
соединение бурого цвета. Мешают (NО2-, J-, Br-, NCS- , JO3-, ClO3-, S2О32-, SО32-, S2-).
Выполнение реакции. На стеклянную пластинку помещают каплю раствора,
содержащего нитрат – ионы, прибавляют кристаллик FeSО4 и осторожно Н2SО4, не
перемешивая раствор. Вокруг кристаллика образуется бурое кольцо.
2. Реакция с дифиниламином.: - окисляется вначале в бесцветный N, N –
дифенилбензидин, затем дифенилбензидин фиолетовый. Мешают окислители (JO3-,
ClO3-, Fe(III), Sb(V), CrO42-, MnO4-, J-, J2 ).
Выполнение реакции. На стеклянную пластинку помещают 2 – 3 капли раствора
дифениламина в концентрированный Н2SО4 и 1 – 2 капли раствора, содержащего
нитрат – ионы. Появляется интенсивная синяя окраска.
Качественные реакции на анионы II аналитической группы.
К анионам второй аналитической группы относятся:
PO43-, CO32-, SO32-, SO42-, S2O32-.
Качественные реакции:
Качественной реакцией на анионы второй аналитической группы является реакция
с солями бария. Растворы солей бария со всеми анионами второй группы образуют
белые осадки.
PO43-
1. Реакция с молебденовой жидкостью. (NH4)2МоО4 в НNO3: - образует с фосфат
ионом желтый кристаллический осадок. Осадок растворим в избытке фосфата, в
щелочах и в NН3. Мешают S2О32-, SО32-, S2- и большое количество хлора.
Выполнение реакции. К 1 – 2 каплям раствора, содержащего фосфат – ионы,
прибавляют 3 – 5 капель молебденовой жидкости и слегка нагревают. Образуется
желтый кристаллический осадок.
2. Реакция с магнезиальной смесью (раствор, содержащий MgCl2, NH4Cl, NH3):
- с фосфат – ионом образует белый кристаллический осадок, растворимый в HCl,
СН3СООН, но нерастворим в NН3.
Выполнение реакции. К 1 – 2 каплям раствора, содержащего фосфат – ионы,
прибавляют 3 – 5 капель магнезиальной смеси и перемешивают. Образуется белый
кристаллический осадок.
11
CO32Реакция взаимодействия с кислотами: Все кислоты в том числе и СН3СООН,
разлагают карбонаты с выделением СО2. Углекислый газ обнаруживается по
помутнению известковой воды.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 5 – 6 капель раствора содержащий
карбонат – ион и 5 – 6 капель 2М HCl. Закрывают пробкой, в которой внесена
стеклянная палочка с шариком на конце. На шарик подвешивают каплю известковой
воды. При нагревании пробирки наблюдается помутнение висящей капли.
SO321. Реакция с хлоридом бария с сульфит – ионом образует белый осадок ВаSО3,
растворимый в кислотах.
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора, содержащего сульфит – ионы,
добавляют 1 – 2 капли раствора хлорида бария. Образуется белый осадок.
2. Реакция с минеральными кислотами: Разлагают как растворимые в воде, так и
нерастворимые сульфиты с выделением SО2 , который имеет запах горящей серы.
Мешают обнаружению S2О32-, S2-.
Выполнение реакции: К 2 – 3 каплям раствора, содержащего сульфит – ионы,
добавляют 1 – 2 капли раствора 1м Н2SО4 и 1 – 2 капли разбавленного раствора
перманганата. После нагревания раствор перманганата калия обесцвечивается.
SO42-
1. Реакция с хлоридом бария.- с сульфат – ионом образует белый кристаллический
осадок, нерастворимый в кислотах. Мешают обнаружению S2О32-, SО32-, S2- .
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора, содержащего сульфат – ионы,
подкисленного несколькими каплями 2М HCl, добавляют 1 – 2 капли раствора хлорида
бария. Образуется белый осадок.
S2O32-
1. Реакция с нитратом серебра: - образует с тиосульфат – ионом белый осадок,
который постепенно желтеет, буреет и становится черным. Мешают обнаружению S2-.
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора, содержащего тиосульфат – ионы,
добавляют 3 – 5 капель раствора AgNO3, нагревают и перемешивают. Выпавший белый
осадок желтеет, буреет и становится черным.
2. Реакция с раствором йода.: - в кислой, нейтральной и слабощелочной средах
окисляет S2О32- до S4О62-. Обнаружению мешают SО32-, S2-.
Выполнение реакции. К 2 – 3 каплям раствора J2 прибавляют 1 каплю крахмала, 3 –
5 капель раствора, содержащего тиосульфат – ионы. Синий раствор обесцвечивается.
Анализ неизвестного вещества.
Анализируемую пробу растворяют в воде. Если не растворяется, то в кислоте
НNO3. В полученном растворе определяют, к какой группе относится анион
(групповыми реактивами), а затем частными реакциями определяют этот анион.
Так же в полученном растворе определяют, к какой группе относятся катионы, с
помощью групповых реактивов, а затем определяют эти катионы частными реакциями.
12
Методические указания к лабораторно – практическим занятиям по
качественному химическому анализу для студентов всех форм
обучения
Составили: Славгородская М.В., Имсырова А.Ф.,
Сячинова Н.В.
Подписано в печать 24.06.2002 г. Формат 60×84 1/16.
Объем в усл.п.л. 1,39, уч.-изд.л. 1,0. Электрон. вар.
_________________________________________________________________________
Издательство ВСГТУ, г. Улан – Удэ ул. Ключевская, 40а.
13