Раздельное открытие карбонат-ионов и гидрокарбонат-ионов реакциями
С катионами кальция и с аммиаком.
Если в растворе одновременно присутствуют карбонат-ионы СО3(2-) и гидрокарбонат-ионы HCO3ˉ, то каждый из этих анионов можно открыть раздельно. Для этого вначале к анализируемому раствору прибавляют избыток раствора хлорида кальция. При этом карбонат-анионы СО3(2-) осаждаются в виде карбоната кальция СаСО3:
СO3(2-) + Са2+ -> СаСО3
Гидрокарбонат-анионы HCO3ˉ остаются в растворе, так как Са(НСO3)2 растворим в воде.
Осадок СаСO3 отделяют от раствора и к последнему прибавляют раствор аммиака. Гидрокарбонат-анионы с аммиаком и катионами кальция дают снова осадок карбоната кальция:
НСО3ˉ + Са2+ + NH3 -> СаСОэ + NH4+
Методика. В пробирку вносят 6—8 капель раствора гидрокарбоната натрия NaHC03, одну каплю раствора карбоната натрия Na2C03 и прибавляют 4—5 капель раствора СаС12. Выпадает белый осадок карбоната кальция СаСО3, который отделяют от раствора центрифугированием. К центрифугату добавляют по каплям раствор аммиака до прекращения выделения белого осадка карбоната кальция.
Другие реакции карбонат-иона. Карбонат-ион вступает во многие реакции, однако лишь некоторые из них имеют аналитическое значение. Карбонат-ионы при реакции с хлоридом железа(Ш) FeCl3 образуют бурый осадок гидрокарбоната железа(III) Fe(0H)C03, с нитратом серебра — белый осадок карбоната серебра Ag2CO3, растворимый в HN03 и разлагающийся при кипячении в воде до темного осадка Ag2O и СO2:
|
|
|
Ag2CO3 —>Ag2O + CO2
Аналитические реакции борат-ионов В4O7(2-)' и ВO2ˉ.
Применяемая на практике борная кислота — это трехосновная ортоборная кислота
Н3ВO3, которую можно также описать формулойВ(ОН)3. Борная кислота хорошо растворяется в воде и в водных растворах является очень слабой кислотой,в кислых средах она практически полностью присутствует в недиссоциированной форме Н3ВO3.
В водных растворах тетра-, орто- и метаборная кислоты находятся в
равновесии:
Н2В4O7 +5Н20 ↔4Н3ВO3 ↔4НВO2 + 4Н20
Из боратов наибольшее практическое значение имеет декагидрат тетрабората натрия
Na2B4O7*10H20 — белое кристаллическое вещество, обычно называемое бурой. Бура применяется в качественном анализе для открытия металлов по образованию окрашенных плавов.
Реакция с хлоридом бария. Борат-ионы при взаимодействии с хлоридом бария в водных растворах образуют белый кристаллический осадок метабората бария Ва(В02)2:
В4O7(2- )+ Ва2+ + ЗН20 -> Ва(В02)2 + 2Н3ВO3
Осадок растворяется в азотной и уксусной кислотах.
Методика. В пробирку вносят 3—4 капли раствора буры и прибавляют по каплям раствор ВаСI2 до прекращения образования белого осадка метабората бария.
Окрашивание пламени горелки сложными эфирами борной кислоты
|
|
|
(фармакопейный тест).Борат-ионы или борная кислота образуют с этанолом С2Н5ОН в присутствии серной кислоты сложный этиловый эфир борной кислоты (С2Н5O)3В, который окрашивает пламя в зеленый цвет. Реакцию образования сложных эфиров борной кислоты можно описать схемой:
В4O7(2-)+2Н+ +5Н20 = 4Н3В03
Н3В03 + ЗС2Н5ОН = (С2Н50)3B + 3H2O
Аналогичные продукты реакции борная кислота и бораты дают с глицерином, метанолом и другими спиртами.
Методика. В фарфоровую чашку или в микротигель помещают 4—6 капель раствора буры и выпаривают раствор досуха. К сухому остатку после его охлаждения до комнатной температуры прибавляют 2—3 капли концентрированной серной кислоты и 5—6 капель этанола. Смесь перемешивают и поджигают. Пламя окрашивается в зеленый цвет.
Реакция с куркумином (фармакопейная).Борная кислота и бораты при взаимодействии с красителем куркумином в кислой среде образуют куркуминовый комплекс розового или темно-красного цвета (в зависимости от концентрации борной кислоты), который в щелочной или аммиачной среде изменяет окраску на зеленовато-черную или синевато-черную. Реакцию образования куркуминового комплекса с борной кислотой можно предположительно описать следующим образом. Краситель куркумин (желтого цвета) в растворах может существoвать в двух таутомерных формах — кетонной и енольной, находящихся в равновесии:
|
|
|
ФОРМУЛА 2
Щелочные растворы куркумина имеют красно-коричневый цвет, кислые — светло-желтый. При реакции куркумина с борной кислотой (в кислой среде бораты образуют борную кислоту) образуется куркуминовый комплекс бора. Некоторые исследователи полагают, что в реакции комплексообразования участвует енольная форма куркумина и образуется куркуминовый комплекс бора — розоцианин красного цвета:
ФОРМУЛА 3
куркуминовый комплекс бора — розоцианин (красный)
Другие исследователи считают, что в реакцию образования красного
куркуминового комплекса вступает кетонная таутомерная форма куркумина:
ФОРМУЛА 4
Реакцию проводят обычно с помощью куркумовой бумаги. Ее готовят, пропитывая белую плотную фильтровальную бумагу спиртовым раствором куркумина (спиртовой настойкой куркумы) и затем высушивая ее в защищенном от света месте в атмосфере, не содержащей паров кислот и аммиака.
Методика. В пробирку вносят 4—6 капель раствора буры, 2—3 капли раствора НС1. В этот раствор погружают высушенную куркумовую бумагу, выдерживают около одной минуты и высушивают. Желтая окраска куркумина изменяется на темно-красную или коричневую — цвет комплекса. Бумагу смачивают раствором аммиака; цвет бумаги изменяется на зеленовато-черный или синевато-черный.
|
|
|
Некоторые другие реакции борат-ионов. В качественном анализе используют реакцию получения перлов буры: при плавлении буры образуется прозрачная стекловидная масса — «перлы буры». Если плавить смесь буры с солями металлов, то образуются окрашенные перлы, цвет которых зависит от природы катиона металла. Борная кислота образует комплексные кислоты с глицерином и маннитом; с рядом других органических реагентов, содержащих гидроксильные группы (ализарин, хинализарин, пурпурин, хромотроп 2В и др.), в кислой среде — окрашенные комплексы.
Аналитические реакции ортофосфат-иоиов.
.
Реакция с хлоридом бария. Средний ортофосфат-ион РО4(3-) с катионами бария образует белый осадок среднего ортофосфата бария Ва3(Р04)2:
2РО4(3-) + ЗВа2+ ->Ва3(РO4)2↓
Гидрофосфат-анион НРО4(2-) с катионами бария дает белый осадок гидрофосфата бария ВаНР04:
НРО4(2-) + Ва2+ -> ВаНР04
В аммиачной среде реакция гидрофосфат-ионов с катионами бария приводит к образованию осадка среднего ортофосфата бария Ва3(Р04)2:
2НР04(2-) + ЗВа2+ + 2NH3 ->Ва3(РO4)3 +2NH4+
Свежеосажденный осадок среднего ортофосфата бария растворяется в HN03, HC1, СН3СООН.
Методика. В пробирку вносят 4—6 капель раствора гидрофосфата натрия Na2HP04, 2—3 капли раствора аммиака и прибавляют по каплям раствор хлорида бария до прекращения образования белого осадка среднегоортофосфата бария.
Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).Средний ортофосфат-ион РО4(3-) или гидрофосфат-ион НРО4(2-) образует с катионами серебра в нейтральной среде желтый осадок фосфата серебра Ag3PO4:
РO4(3-) +3Ag+ -> Ag3PO4
НРО4(2-) +3Ag+ —> Ag3PO4 +H +
Осадок растворяется в азотной кислоте, в концентрированном аммиаке.
Методика. В пробирку вносят 4—5 капель раствора фосфата или гидрофосфата натрия и прибавляют по каплям раствор AgN03 до прекращения выделения желтого осадка фосфата серебра.
Реакция с магнезиальной смесью (фармакопейная).
Гидрофосфат-ион HPO4(2-) при взаимодействии с магнезиальной смесью (MgCl2 + NH4CI + NH3), получаемой смешиванием водных растворов хлорида магния, хлорида
аммония и аммиака, образует белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфата NH4MgP04:
НРО4(2-) + Mg2+ +NH3 -> NH4MgP04
Осадок магнийаммонийфосфата растворяется в кислотах.
Методика.
а) В пробирку вносят 3—4 капли раствора Na2HP04, прибавляют столько же капель раствора магнезиальной смеси и перемешивают содержимое пробирки. Образуется белый кристаллический осадок магнийаммонийфосфата.
б) В пробирку вносят 2—3 капли раствора Na2HP04, прибавляют по 2 капли растворов NH4CI и NH3, одну каплю раствора MgS04. Выпадает белый кристаллический осадок магнийаммонийфосфата.
Реакция с молибдатом аммония (фармакопейная). Ортофосфат-ионы при взаимодействии с молибдатом аммония (NH4)2MoO4 в азотнокислой среде при нагревании образуют желтый кристаллический осадок комплексной аммонийной соли фосфоромолибденовой гетерополикислоты — фосфоромолибдат аммония (NH4)3[P04(MoO3)12] (ипи (NH4)3[PMo12O40]):
РO4(3-) + ЗМН4+ + 12MoO4(2-) +24Н+ ->(NH4)3[P04(MoO3)l2] + 12H20
Иногда эту реакцию описывают схемой:
РО4(3-) + 3NH4+ +12MoO4(2-) + 24Н+ -> (NH4)3 Н4 [Р(Мо2O7)6 ] + 10Н20
по которой осадку приписывают состав кислой аммонийной соли фосфоромолибденовой
гетерополикислоты Н7[Р(Мо2O7)6]. Осадок фосфоромолибдата аммония растворяется в HN03, в растворах щелочей и аммиака. Он также растворим в присутствии большого
количества фосфат-ионов с образованием желтого раствора, поэтому реакцию проводят при избытке молибдата аммония, чтобы перевести в комплексную соль все фосфат-ионы. При недостатке молибдата аммония осадок не выделяется, но раствор сохраняет желтый цвет. Чувствительность реакции повышается при добавлении в раствор кристаллического нитрата аммония NH4NO3.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 896; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!