Общая характеристика анионов третьей группы
К третьей группе анионов относятся нитрат-ион NO3-, нитрит-ион NO2-, ацетат-ион СН3СОО-. Катионы бария Ва+ и серебра Ag+с анионами этой группы осадков не образуют. Группового реагента на анионы третьей группы нет.
Частные реакции нитрат-иона NO3 -
1. Дифениламин (С6Н5)2NH с нитрат-ионом образует интенсивно-синее окрашивание.
Опыт. На чистое 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-.
Условия проведения опыта
1. Окислители и иодид-ион I -, который может окислятся серной кислотой до I2, мешает проведению реакции.
2. Анионы- восстановители SO32 -, S2 - и др. также мешают открытию нитрат-иона NO3 -.
3. Для выполнения реакции лучше брать разбавленные растворы испытуемых веществ.
2. Металлическая медь в концентрированной серной кислоте восстанавливает нитрат-ион до оксида азота:
2NO3- + 8H+ + 3Cu ® 3Cu2+ + 4H2O + 2NO
2NO + O2(воздух) ® 2NO2
Опыт. К 2-3 каплям раствора нитрата калия прилейте несколько капель концентрированной серной кислоты, положите кусочек металлической меди и нагрейте. Выделяется оксид азота (белый экран).
Условия проведения опыта.
1. Медные стружки берутся обезжиренные и свободные от загрязнения.
|
|
2. При наличии нитрит-ионов их предварительно удаляют нагреванием с хлоридом аммония NH4Cl, так как они мешают проведению реакции.
3. Сульфат железа (II) с нитрат-ионом NO3- образует в концентрированном растворе серной кислоты комплексную соль бурого цвета [Fe(NO)]SO4.
Опыт. Поместите на часовом стекле каплю раствора нитрата, туда же внесите маленький кристаллик сульфата железа FeSO4 и прибавьте каплю концентрированной серной кислоты. Вокруг кристалла появляется бурое кольцо вследствие образования комплексного соединения [Fe(NO)]SO4.
6FeSO4 + 2NaNO3 + 4H2SO4 ® 3Fe2(SO4)3 + Na2SO4 + 4H2O + 2NO
2NO + 2FeSO4 ® 2[Fe(NO)]SO4
Анионы I- и Br- образуют сходные по окраске кольца. Анион NO2- дает эту реакцию с более разбавленными кислотами.
4. Металлический алюминий в сильнощелочной среде восстанавливает нитраты до аммиака:
8Al +3NO3- + 5OH- + 2H2O ® 3NH3 + 8AlO2-
Опыт. Поместите в пробирку 4 капли раствора нитрата калия и добавьте 6 капель 6н. раствора гидроксида натрия. Внесите в раствор кусочек алюминия. Отверстие пробирки закройте влажной красной лакмусовой бумажкой. Наблюдайте ее посинение.
Условия проведения опыта.
1. Восстановление ведут в умеренно щелочной среде во избежание слишком интенсивного протекания процесса.
2. Пробирку рекомендуется закрыть кусочком ваты (тампоном), для того чтобы задержать брызги раствора щелочи, которые захватываются выделяющимся газом.
|
|
3. Обнаружению аниона NO3 - мешает ион NH4+, который удаляют предварительным нагреванием со щелочью.
4. Присутствие аниона NO2 - также мешает открытию аниона NO3 -.
5. Микрокрисаллоскопическая реакция. На каплю раствора, содержащего нитрат-ион, подействуйте каплей 10% раствора нитрона C20H16N4 в 5% уксусной кислоте. Выпадают характерные пучки игл нитратнитрона.
Условия проведения опыта.
1. Проведению реакции мешают нитрит и иодид-ионы, так как они образуют кристаллические осадки.
2. Для проведения реакции берут свежеприготовленный раствор нитрона.
Частные реакции нитрит-иона NO2 -
Описанные реакции для аниона NO3- характерны также и для аниона NO2-.
Анион NO2- можно отличить от аниона NO3- следующими реакциями:
1. Кислоты разлагают все нитриты с выделением окислов азота:
2NaNO2 + H2SO4 ® Na2SO4 + 2HNO2
2HNO2 ® NO2 + NO +H2O
2. Иодид калия KI в присутствии разбавленной серной кислоты окисляется нитратами до свободного иода:
2I- + 2NO2- + 4H+ ® I2 + 2H2O + 2NO
Опыт. К 4-5 каплям подкисленного серной кислотой раствора нитритов прибавьте столько же раствора иодида калия. Выделяется свободный иод, который узнается по посинению крахмальной бумажки.
|
|
Условия проведения опыта аналогичны условиям окисления иодид-иона.
3. Сульфаниловая кислота H2N – C6H4 – SO3H и a-нафтиламин
C10H7–NH2 при взаимодействии с нитрит-ионами образует окрашенный в красный цвет азокраситель состава:
H2N – C10H6 – N = N – C6H4 – SO3H
Опыт. К капле нейтрального или уксуснокислого исследуемого раствора, находящегося на часовом стекле, прибавьте по одной капле раствора сульфаниловой кислоты и нафтиламина. В присутствии аниона NO2- появляется характерная красная окраска.
Условия проведения опыта.
1. Окислители, которые могут окислить нитрит-ион NO2 -, мешают проведению опыта.
2. Pеакцию целесообразно проводить при малых концентрациях аниона NO2 - в анализируемом растворе.
Удаление аниона NO2 - можно осуществить путем нагревания раствора с твердым хлоридом аммония NH4Cl или мочевиной:
NH4+ + NO2- ® N2 +2H2O
CO(NH2)2 + 2NO2- + 2H+ ® 2N2 + CO2 + 3H2O
Опыт. К 4-5 каплям исследуемого раствора прибавьте 5-6 капель хлорида аммония и осторожно нагрейте. При этом образовавшийся нитрит аммония полностью разрушается с выделением свободного азота.
Опыт. В 4 каплях раствора, содержащего анион NO2-, растворите около 0,1 г мочевины, после чего в полученный раствор прибавьте 2-3 капли 2н pаствора серной кислоты. Дайте жидкости некоторое время постоять, после чего сделайте пробу на анион NO2- с иодидом калия в присутствии крахмала. Обнаружение аниона NO3- в присутствии аниона NO2- может быть достигнуто только после удаления анионов NO2- из раствора вышеописанными методами.
|
|
Реакции ацетат-ионов СН3СОО -
1. Серная кислота, взаимодействуя с ацетатами, вытесняет из них свободную уксусную кислоту, которая, улетучиваясь при нагревании, придает раствору специфический запах уксуса.
Опыт. В пробирку поместите 5-6 капель раствора ацетата натрия и добавьте 2 капли концентрированной серной кислоты. Осторожно нагрейте. Обнаружьте уксусную кислоту по запаху.
2. При взаимодействии спиртов с растворами ацетатов образуются эфиры, которые узнаются по запаху:
2CH3COONa + H2SO4 ® Na2SO4 + 2CH3COOH
CH3COOH + C5H11OH ® CH3COOC5H11 + H2O
Опыт. К нескольким каплям раствора ацетата прибавьте 3-4 капли концентрированной серной кислоты и столько же амилового спирта C5H11OH, смесь нагрейте на водяной бане, после чего содержимое пробирки вылейте в стакан с холодной водой. Образуется амилацетат характерного запаха.
Условия проведения опыта.
1. Амиловый спирт не следует брать в избытке, так как, обладая резким запахом, он мешает обнаружить запах амилацетата “грушевой эссенции”
2. Нагревание смеси следует проводить 4-5 мин (до образования амилацетата).
3. Для ускорения реакции рекомендуется добавить кристаллик нитрата серебра, который играет роль катализатора.
4. Хлорид железа FeCl3 при взаимодействии с растворами ацетатов образует комплекс красно-бурого цвета, который при разбавлении и нагревании легко подвергается гидролизу с образованием осадка основной соли ацетата железа (III):
[Fe3(CH3COO)6O]OH
Опыт. К 6 каплям испытуемого раствора прибавьте столько же хлорида железа (III). При этом образуется красно-бурый осадок ацетата железа. При разбавлении раствора водой в 2-3 раза и нагревании выпадает осадок основной соли ацетата железа (III) [Fe3(CH3COO)6O]OH. Открывать ацетат-ионы этой реакцией нельзя в присутствии анионов CO32-, I-, SO32-, PO43-, S2-. Их необходимо осадить хлоридом бария и нитратом серебра. Реакция протекает при рН=5-8.
Контрольная задача
ТЕМА: Анализ смеси анионов второй и третьей групп
Ход анализа:
Обнаружение анионов второй группы. Предварительно определяют присутствие анионов второй группы. С этой целью к 2-3 каплям испытуемого раствора добавьте 3-4 капли 2 н. раствора азотной кислоты и 2-3 капли 2н pаствора нитрата серебра – группового реагента. Выпадение осадка указывает на наличие анионов второй аналитической группы. Если при этом осадок черного цвета, то это говорит о присутствии сульфид-иона S2-. Добившись полного осаждения, отцентрифугируйте и промойте его дистиллированной водой.
Дата добавления: 2016-01-05; просмотров: 33; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!