Осадок Сu (ОН)2 растворяется в кислотах, в растворах аммиака (с образованием комплекса [Cu(NH3)4] + синего цвета), комплексообразующих органических кислот (лимонная, винная), частично растворим в концентрированных щелочах с образованием гидроксокомплексов меди (II).

2.Реакция с аммиаком (фармакопейная).

СuСЬ + NHrH2O Си(ОН)С1 |(сине-зеленый) В избытке аммиака осадок растворяется с образованием ярко синего раствора:

Сu (ОН)С1 + 4 NH3-H2O [Cu(NH3)4]2+ + ОН- + СГ + 4 Н2О В кислой среде комплексный тетрамминмедь (II) - катион разрушается:

[Си(Ш3)4]2+(ярко - синий) + 4 Н3О+ — [Сu (Н2О)4]2+(голубой) + 4 NH4+ и окраска раствора из ярко-синей переходит в голубую (цвет аквокомплекса меди (II)). К аммиачному комплексу меди (II) прибавляют по каплям разбавленный раствор одной из кислот - НС1, HNO3 или H2SO4. Окраска раствора из ярко - синей переходит в голубую. Мешают катионы Со2+, Ni2+, олово (II).

3.Реакция с гексацианоферратом (II) калия.

2Cu2+ + [Fe(CN)6]4- Си2[Ре(СЫ)6]|(красно-коричневый).

Капельный метод на фильтровальной бумаге: на лист фильтровальной бумаги, пропитанной раствором ферроцианида калия, наносят каплю раствора соли меди (II). На бумаге образуется красно-коричневое пятно.

Осадок не растворяется в разбавленных кислотах, но растворяется в 25%-м водном аммиаке:

Cu,[Fe(CN)6] + 12 NH3+ 4 Н2О — ( NH4)4[Fe(CN)6] + 2 [Cu(NH3)4](OH)2 Проведению реакции мешают катионы, также образующие окрашенные осадки .и ферроцианидов (Fe3+, Со2т, Ni2+).

4.Реакция с тиосульфатом натрия.

2Си2+ + 2 82О32Хиз6ыток) + 2 Н2О — Cu2S |(темно-бурый) + §j +4 H++~2SO42~

Выпадает темный осадок, содержащий смесь Cu:S и S.

5. Реакция с купроном (1-бензоиноксимом).

Реакцию проводят в аммиачной среде. Осадок не растворяется в избытке аммиака.

6. Реакция восстановления меди (II) металлами до металлической меди (фармакопейная).Реакцию дают металлы, расположенные в ряду напряжений металлов левее меди.

Cu2+ + Zn -- Си + Zn2+

Си2+ + Fe -> Си + Fe2+

3 Си2+ +2 А1 -► 3 Си +2 А13+

8. Соли меди окрашивают пламя газовой горелки в изумрудно-зеленый цвет. Реакция с тиоцианат - ионами.

Си2+ + 2 SCN- — Cu(SCN)2J-+ CuSCN| + SCN- Образуется черный осадок Cu(SCN)2, постепенно переходящий в белый CuSCN.

Другие реакции меди (II).

Катионы Си + с сульфид -ионами дают черный осадок сульфида меди CuS; с фосфатами - голубой осадок Си3(РО4)2. Известны реакции комплексообразования меди (II) с различными органическими реагентами - купроином, купфероном, дитиоксамидом и др.

Аналитические реакции катиона кадмия Cd2+

Акво-ионы кадмия [Cd(H2O),,]-+ в водных растворах бесцветны.

1.Реакция с щелочами и аммиаком.

Cd2+ + 2 ОН- -> Cd(OH)2 (белый)

Осадок Cd(OH)2 нерастворим в избытке щелочи, но растворяется в избытке аммиака с образованием бесцветного аммиачного комплекса [Cd(NH3)4]2+: Cd(OH)2 + 4 NH3 --[Cd(NH3)4]2+ + 2 ОН- Осадок Cd(OH)2 растворяется в кислотах:

Cd(OH)2 + 2 Н3О+ — [Cd(H2O)4]2+

2.Реакция с сульфид - ионами.

Cd2+ + S2- -> CdS (желтый)

Осадок CdS не растворим в щелочах и в растворе сульфида натрия, частично растворяется в насыщенном растворе хлорида натрия с образованием хлоридного комплекса кадмия [CdCl4]2+:

CdS + 4 Cl- -> [CdCl4]2- + S2+

CdS нерастворим в кислотах, за исключением НС1, в которой он растворяется с образованием хлоридного комплекса кадмия:

CdS + НС1 -> H2[CdCl4] +H2S

3.Реакция с тетраиодовисмутатом (III) калия.

Cd2++ 2 [Bil4]- -> Cd2+, + 3BiI3 |(черный)

4.Реакция с тетрароданомеркуратом (II) аммония.

Cd2++ [Hg(SCN)4]2- -> Cd[Hg(SCN)4]

Образование бесцветных продолговатых кристаллов тетрароданомеркурата кадмия Cd[Hg(SCN)4]

Другие реакции Cd2+

Cd2+ реагирует с комплексоорганическими реагентами: дитизоном, кадионом, β-нафтохинолином, меркаптобензимидазолом, меркаптобензтиазолом и т.д.

Аналитические реакции катиона кобальта (II) Со2+

Акво - ионы кобальта (II) октаэдрической структуры [Со(Н2О)6]~ окрашены в розовый цвет, поэтому разбавленные водные растворы солей кобальта (II) также имеют розовую окраску. Однако при выпаривании водных растворов Со2 их окраска меняется на синюю, характерную для комплексов кобальта (II) тетраэдрической структуры. Соединения Со(П) легко окисляется до соединений Со (III), причем в ряде случаев - уже кислородом воздуха (растворенным в воде), что необходимо ;учитывать при проведении качественных реакций на кобальт (II). В водных растворах кобальт (II) и кобальт (III) присутствуют исключительно в форме комплексных соединений. Комплексы Со(Ш) устойчивее комплексов Со (II).

1.Реакция с щелочами.

СоС12 + ОН' -- СоОНСЦ(синий) + СГ

CoOHCl + ОН- -> Со(ОН)2|(розовый) + СГ

2 Со(ОН)2 + 0,5 О2 + Н2О — 2 Со(ОН)4(черно-бурый)

Если к розовому осадку Со(ОН)2 прибавить Н2О2, то реакция окисления Со(ОН)2 в черно-бурый Со(ОН)з протекает практически мгновенно:

2 Со(ОН)2 + Н2О2 -> 2 Со(ОН)3.

Действие смеси Н2О2 со щелочью на раствор соли кобальта (II) сразу приводит к образованию черно-бурого осадка Со(ОН)3:

2 СоС12 + 4 ОН- + Н2О2 -- 2 Со(ОН)3 + 4 СГ

2.Реакция с аммиаком.

СоС12 + NH3H2O -> СоОНСЦ(синий) + NH4C1 CoOHCl + 5 NH3 + NH4C1 -> [Co(NH3)6]CI2 (желтый) + H2O

При стоянии на воздухе, раствор постепенно меняет окраску на вишнево - красную, за счет окисления кобальта (II) до кобальта (III) с образованием хлоропентамминкобальт (III) - анионов [Co(NH3)5Cl]2- вишнево - красного цвета:

2 [Co(NH3)6]CI2 + О2 + 2 Н2О — 2 [Co(NH3)5Cl](OH)2 + 2 NH3 В присутствии Н2О2 и солей аммония реакция окисления [Co(NH3)6]2+ до [Co(NH3)5Cl]-+ протекает практически мгновенно:

2 [Co(NH3)6]Cl2 + 2 Н2О2+ 2 NH4CI -> 2 [Co(NH3)5Cl]Cl2 +4 NH3 + 2 Н2О

3.Реакция с тетратиоцианатомеркуратом (II) аммония (тетрароданомеркуратом (II) аммония).

Со2++ [Hg(SCN)4]2' Co[Hg(SCN)4]i(TeMHO-CHHHe кристаллы) Из разбавленных растворов кристаллы выделяются медленно. Выпадает голубой осадок смешанного тиоцианатного комплекса цинка и кобальта (II):

XZn2+ + Yco2+ + (X+Y) [Hg(SCN)4]2- -+ ZnxCoy[Hg(SCN)4]x+5, Прибавление даже небольших количеств соли цинка приводит к почти полному осаждению кобальта (II). Проведению реакции мешают катионы Cd2, Cu2+, Fe3+, Ni2+.

4.Реакция с тиоцианат - ионами.

Со2++ 4 NCS- <-> [Co(NCS)4]2 (синий) Реакцию проводят в слабо кислой среде.

Комплекс в водных растворах неустойчив и равновесие комплексообразования смещено влево в сторону образования розового аквокомплекса кобальта (II). Поэтому реакцию проводят при избытке тиоцианат - ионов, чтобы сместить равновесие вправо. Равновесие смещается вправо также в водно - ацетоновых растворах, в силу чего реакцию иногда проводят в водно - ацетоновой среде (ацетон хорошо смешивается с водой).

В растворах органических раств'орителей (изоамиловый спирт, эфир) устойчивость комплекса повышается, поэтому при проведении данной реакции водный раствор, содержащий катионы Со2+, смешивают с небольшим количеством органического растворителя (смесь изоамилового спирта и диэтилового эфира). При этом [Co(NCS)4] + переходит в органическую фазу и окрашивает ее в синий цвет. Проведению реакции мешают катионы Fe3+; Cu2+, также образующие окрашенные ■ соединения с тиоцианат - ионами - желто-бурый комплекс меди (II) и красные комплексы железа (III). Мешающее действие катионов Fe3+ устраняют связывая их в устойчивые бесцветные комплексы такими маскирующими агентами, как фторид - и тартрат -анионы, прибавляя NaF и NaKC4H4O6 соответственно.

5.Реакция с сульфид - ионами.

Со2+ + S2- = CoS (черный)

Осадок CoS растворяется в минеральных кислотах, однако при стоянии он превращается в форму, трудно растворимую в разбавленной НС1, но растворимую в кислотах в присутствии окислителей.

6.Реакция с солями цинка - образование -зелени Ринмана-.

Zn(NO3)2 + Co(NO3)2 -> CoZnO, + 4 NO, + O2

Образуется зола зеленого цвета.

7.Реакция с реактивом Ильинского (1-нитрозо-2-нафтол).

Реакцию проводят в нейтральной или слабо кислой среде. 1-нитрозо-2-нафтол в растворе может существовать в двух таутомерных формах, условно обозначаемых через HL:

В этой реакции вначале кобальт (II) окисляется до кобальт (III), который с 1-нитрозо-2-нафтолом образует внутрикомплексное соединение, выделяющееся в виде пурпурно-красного осадка:

Co3++3HL->CoL3 + 3H+

Реакцию проводят в кислой среде при нагревании. В кислой среде кобальт (II) окисляется до кобальта (III), а проследний взаимодействует с НL и образует внутрикомплексное соединение состава СоL3

Со3+ + 3 НL- = СоL3 (красный) + 3 Н+

9. Другие реакции катионов кобальта (II)

Катионы кобальта Со2+ с нитритом калия KNO2 в уксуснокислой среде образуют (после окисления до Со3+) желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (III) калия K3[Co(NO2)6]; по этой реакции катионы кобальта можно открыть в присутствии катионов никеля.

Соединение Со2+ с бурой Na2B4O710H2O образуют перлы синего цвета, с рубеановодородной кислотой NH2CSCSNHj - желто-бурый осадок комплексного соединения.

Аналитические реакции катиона никеля (II) Ni2+

Аквокомплексы никеля (II)[Ni(H2O)6]2+ окрашены в зеленый цвет, поэтому водные растворы солей никеля (II) имеют зеленую окраску. В растворе никель (II) присутствует только в форме комплексных соединений.

1.Реакция с щелочами.

Ni2+ + 2 ОН- -> Ni (ОН)2(зеленый)

Проба на растворимость. Осадок Ni(OH)2 растворяется в растворах кислот и аммиака: Ni(OH)2 + 2 Н+ -• №2+ + 2 Н2О

Ni(OH)2 +6 NH3 — [Ni(NH3)6]2+ + 3 ОН-

2.Реакция с аммиаком.

Ni(NO3)2 + NH3H2O NiOHNO3 + NH4NO3,

NiCl2 + NH3H2O -- NiOHCl + NH4C1 2NiSO4 + 2 NH3H2O -- Ni(OH)2SO4 + (NH4)SO4,

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли хлорида никеля (II) Добавляют концентрированный (25%-й) раствор аммиака до полного растворения осадка и образования раствора синего цвета:

NiOHCl + 6 NH3 -> [Ni(NH3)6]2+ + ОН- + CY

Оксисоль Ni(II)гексамминникель (II) катион

Прибавляют к ней по каплям концентрированный раствор КВг до выпадения фиолетового осадка [Ni(NH3)6]Br2.

Комплексы [Ni(NH3)6]Ck [Ni(NH3)6](NO2)2, [Ni(NH3)6]SO4 хорошо растворяются в воде, а остальные мало растворимы в воде.

3.Реакция с реактивом Чугаева (диметилглиоксимом).

Розово-красный Бис-диметилглиоксиматоникель (II)

Реакцию проводят в среде аммиака.

Осадок растворяется в сильных кислотах и щелочах, нерастворим в растворах аммиака. Проведению реакции мешают катионы Cu2+, Pb2+, Fe2+, Fe3+.

Чувствительность реакции повышается в присутствии небольших количеств окислителей (бром, йод и др.), переводящих Ni (II) в Ni (III), комплекс которого имеет еще более интенсивную окраску.

4.Реакция с сульфид - ионами. -

Ni2+ + S2- -> NiS (черный)

5.Другие реакции катионов Ni (II).

Катионы Ni2+ с тиоцианатом калия KNCS и пиридином (Ру) образуют голубой осадок-комплекса состава [NiPy](NCS)2; со смесью щелочи и хлорной воды - черно-бурый осадок гидроксида Ni (III) Ni(OH)3; с рубеановодородной кислотой -сине-фиолетовый осадок рубеаната никеля малорастворимый в кислотах и аммиаке.

Аналитические реакции катиона ртути (II) Hg2+

Ионы ртути (II) [Hg(H2O)2+ в водных растворах бесцветны. Все соединения ртути (II) сильно ядовиты, поэтому при работе с ними следует принимать меры предосторожности!

1.Реакция с щелочами (фармакопейная).

Hg2+ + 2 ОН- -> Hg О|(желтый) + Н2О

Осадок HgO растворяется в азотной кислоте, в растворах хлоридов и иодидов щелочных металлов с образованием соответственно Hg(NO3)2. HgCl2 и комплекса [Hgl4f:

HgO + 2 HNO3 — Hg(NO3)2 + H2O

HgO +2 Cl- + H2O - HgCl, + 2 OH-

HgO +4 Г + H2O - [Hgl4]2- + 2 OH-

2.Реакция с аммиаком.

HgCl2 + 2 NH3 — HgNH2CL6елый) + NH4C1 2 Hg(NO3)2 + 4 NH3 + H2O --[OHg2NH2]NO3 (белый) + 3 NH4NO3

Осадки растворяются (лучше - при нагревании) в избытке аммиака; но только в присутствии солей аммония, с образованием бесцветного комплексного катиона гетрамминртути (II) [Hg(NH3)4]2+.

1 После выпадения осадков в пробирки добавляют по 3-4 капли водного раствора соли аммония (NH4C1 или NH4NO3) и по каплям - водный раствор аммиака при перемешивании до полного растворения осадков:

HgNH2Cl + 2 NH3 + NH4+ -+ [Hg(NH3)4]2+ + СГ |OHg2NH,]NO2 + 4 NH3 +3 NH4+ 2 [Hg(NH3)4]2+ +NO3- + H2O

3.Реакция с иодидом калия (фармакопейная).

Hg2+ + 2 Г ■— Hgbi(KpacHufi) Hgl2 + 21-^ [Hgl4]2- (бесцветный)

Доведению реакции мешают катионы Pb2+, Cu2+, Ag+, Bi(III), а также окислители. Капельный метод рекомендуется для открытия Hg2+ даже в присутствии мешающих катионов.

4.Реакция с сульфид - ионами (фармакопейная).

Реакция протекает в несколько стадий. Вначале образуется белый осадок, постепенно изменяющий окраску через желто - красную и бурую на коричнево-черную при избытке сульфид - ионов.

3 HgCl, + 2 H2S — 2 HgSHgCl2 + 4 НС1

2 HgS-HgCl2 + H2S 3 HgS (коричнево-черный) + 2 HC1

Аналогично протекают реакции HgCl2 с сульфидом натрия Na2S.

Выпадает белый осадок, чернеющий при дальнейшем прибавлении Na2S или HgS, H2S не растворяется в разбавленной азотной кислоте, но растворим в царской водке (смесь НС1 + НNО3)

3 HgS +6 HC1 + 2 HNO3 — 3 HgCl2 + 2 NO + 3S + 4 H2O

5.Реакция с хлоридом олова (II).

Катионы Hg2+ восстанавливается олово (II) вначале до Hg22+, а затем - до металлической ртути Hg°.

2 Hg2+ + [SnCl4]2- + 4 СГ — Нё2С12|(белый) + [SnCl6f - Hg2Cl2 + [SnCl4f 2 Hg° (темный) + [SnCl6f Выпадает белый осадок Hg2Cl2, который постепенно'темнеет.- Проведению реакции мешают катионы Ag2+, Hg22, Sb(III), Bi(III). t

6.Реакция с металлической медью.

Катионы Hg2+ восстанавливаются металлической медью до металлической ртути. Hg2+ + Си0 -> Hg° (темный) + Си2+

Методика. На медную поверхность наносят каплю раствора соли ртути (II). На поверхности возникает темное пятно, которое при протирании фильтровальной бумагой становится серебристо-блестящим.

7.Реакция с хромат - ионами.

Hg2+ + СгО42' —>СгО4(желтый)

8.Другие реакции катионов ртути (II).

Катионы Hg2+ с ортофосфат - ионами образуют белый осадок Hg3(PO4)2; с дифенилкарбазидом и дифенилкарбазоном - комплекс сине-фиолетового цвета; с дитизоном - желто-оранжевый или красный комплекс, в зависимости от условий проведения реакции.

Аналитические реакции анионов первой аналитической группы: SO42-, SO32-, S2O32-, С2О42-, СО32-, В4О72-(ВО2), РО43-, AsO43-, АsОз3-, F-

Групповой реагент - водный раствор ВаС12. Реакции с групповым реагентом проводят в нейтральной или слабо щелочной среде, так как осадки соответствующих бариевых солей малорастворимы в данных условиях. Осадки бариевых солей анионов I группы растворяются в минеральных кислотах, за исключением BaSO4.

Карбонат ВаСО3, тетраборат ВаВ4О7, ортофосфат Ва(РО4)2 и арсенат Ba3(As04)2 растворимы и в уксусной кислоте.

Катионы Ag+ дают осадки солей серебра с анионами I группы, за исключением фторид - аниона F, поскольку AgF растворим в воде. Эти осадки растворяются в азотнокислом растворе, в отличие от солей серебра анионов второй аналитической группы.

Соли свинца анионов I группы также нерастворимы в воде, за исключением тетрабората (В4О72-) и периодата.

Анионы I группы в водных растворах бесцветны. Анионы - окислители - AsO43-, иногда СгО42~. Сг2О72\ Анионы - восстановители - AsO43-, S2O32-, SO32-, C2O42\

Под действием минеральных кислот анионы -летучих- кислот (СО32\ SO32- и S2O32-) разрушаются с выделением газообразных СО2 или SO2

Аналитические реакции сульфат-иона SO42-

Сульфаты аммония и многих металлов хорошо растворяются в Н2О. Сульфаты кальция, стронция, бария, свинца (II) малорастворимы в воде, что широко используется в химическом анализе.

1.Реакция с катионами бария (фармакопейная).

Ва2+ + SO42- > BaSO4 (белый мелкокристаллический)

Выпадает белый осадок сульфата бария. Если в растворе присутствует перманганат калия КМО4, то осадок BaSO4 окрашивается в фиолетово - красный цвет за счет адсорбции МпО4' - ионов на осадке.

BaSO4 не растворяется в минеральных кислотах, за исключением концентрированной H2SO4, в которой он частично растворим с образованием Ba(HSO4)2:

BaSO4 + H2SO4->Ba(HSO4)2

2.Реакция с катионами свинца.

РЬ2т + SO42- -> PbSO4J. (белый кристаллический)

Осадок PbSO4 частично растворяется в минеральных кислотах; растворяется в щелочах и в водных растворах ацетатов натрия CH3COONa или аммония CH3COONH4 с образованием комплексных соединений:

PbSO4 + 4 NaOH -- Na2[Pb(OH)4] + Na2SO4

3. Реакция с родизонатом бария.

Методика. На листок фильтровальной бумаги наносят каплю раствора ВаС12 и 1 каплю раствора родизоната натрия Na2C6Oe или родизоновый кислоты Н2Сб06. На бумаге возникает красное пятно родизоната бария. На это пятно наносят 1-2 капли раствора, содержащего сульфат - ионы (Na2SO4, K2~SO4 или H2SO4 разбавленной). Пятно обесцвечивается.

Аналитические реакции сульфит- иона SО32-

В водных растворах сульфит- ионы бесцветны, подвергаются гидролизу, являются сильными восстановителями (уже в водных растворах они медленно окисляются кислородом воздуха до сульфатов). Сульфит - ион обладает довольно эффективными комплексообразующими свойствами как лиганд.

Средние сульфиты натрия и калия хорошо растворяются в воде, средние сульфиты других металлов, как правило, малорастворимы в воде.

При действии кислот на сульфиты они разлагаются.

1. Реакция с хлоридом бария (фармакопейная).

Ва2++ SO32- > ВаSО3|(белый кристаллический)

Аналогично протекает реакция сульфит- ионов и с хлоридом стронция SrCl2. Осадок растворяется в разбавленных НС1 и HNO3 с выделением газообразного диоксида серы SO2:

ВаSО3 + 2 НС1 = SO2 + ВаC12 + Н2О

2. Реакции с нитратом серебра

2 Ag+ + SO32- = Ag2SO3

Осадок растворяется при избытке сульфит-ионов с образованием комплексных дисульфитоаргентат (I) – ионов 2-[Ag(SO3)2]3-

Ag2SO3 + 3 SO32- 2-[Ag(SO3)2]3- В другой пробирке аналогично получают белый осадок сульфита серебра и кипятят смесь осадка с раствором. Осадок постепенно темнеет, за счет выделения оксида серебра Ag2O:

Ag2SO3 -> Ag2O + SO2

3.Реакция разложения сульфитов кислотами (фармакопейная).

SQj2' + 2H+-+SO2T + H2O

Выделяющийся диоксид серы SO2 обнаруживают по характерному залаху, а также по обесцвечиванию водного раствора йода или перманганата калия:

SO2 + h + 2 Н2О -- H2SO4 + 2 HI

5 SO2 + 2 KMnO4 + 2 H2O -> K2SO4 + 2 MnSO4 + 2 H2SO4

Разложение сульфитов под действием кислот ускоряется при нагревании и при понижении рН среды.

4.Реакция с перманганатом калия.

5 SO32- + 2 МпО4- + 6 Н+ ->• 2 Мп2+ + 5 SO42' + 3 Н2О

В кислой среде сульфит - ионы окисляются до сульфат - ионов, при этом розовый раствор перманганата калия обесцвечивается.

В нейтральной среде сульфит - ион при реакции с МпО4' - ионом также окисляется до сульфат - иона, при этом кроме обесцвечивания образуется темный хлопьевидный осадок МпО(ОН)<

3 SO32- + 2 МпО4- + 3 Н2О — 2 МпО(ОН)2 + 3 SO42- + 2 ОН-

5.Реакция с раствором йода (фармакопейная).

SO32- +I2 (желто-бурый) + Н2О -> SO42' + 2 Г (бесцветный) + 2 Н+ Реакцию проводят в нейтральных или слабо кислых растворах.

6.Реакция восстановления сульфит - иона металлическим цинком в кислой среде.

SO32- + 2 НГ ->■ SO2 + Н2О SO2 + 3 Zn + 6Н+ -•• H2S + 3 Zn2+ + 2 Н2О

полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца. Бумага чернеет:

H2S + Pb2+ PbS + 2 Н+

7.Другие реакции сульфит - иона.

Сульфит - ион в растворах можно открыть также другими реакциями: с красителями (фуксин, малахитовый зеленый) - обесцвечивание красителя; С дихроматом калия - обесцвечивание раствора; с нитропруссидом натрия Na2[Fe(CN)5NO] - розово - красное окрашивание и др.

Аналитические реакции тиосульфат- иона S2O32-.

Тиосульфат - ион S2O32- - анион неустойчивой двухосновной тиосерной кислоты H2S2O3 средней силы, которая в водных растворах разлагается с выделением элементной серы:

H2S2O3 -> S + SO2 + Н2О

В водных растворах S2O32- - ион бесцветен, практически не гидролизуется, является сильным восстановителем и достаточно эффективным лигандом -комплексообразователем.

Тиосульфаты щелочных металлов, стронция, цинка, кадмия, железа (II), кобальта (II), никеля (II), марганца (II) растворимы в воде, а остальных металлов малорастворимы в воде.

1.Реакция с хлоридом бария.

_ Ва2++ S2O32- ♦ Ва S 2О3 (белый мелкокристаллический) Осадок растворяется в кислотах с разложением:

BaS2O3 + 2 Н+ -> Ва2+ + S + S02 + Н20

2.Реакция разложения тиосульфатов кислотами (фармакопейная).

При действии минеральных кислот на тиосульфаты вначале образуется нестабильная тиосерная (серноватистая) кислота H?S2O3, быстро разлагающаяся с выделением газообразного диоксида серы S02 и элементной серы S, которая вызывает помутнение 'раствора:

SO32- + 2 Н+ <-> H,S,O3 H2S2O3 — SI + SO2T + H20

Выделяющийся SO2 обнаруживают либо по характерному запаху, либо по обесцвечиванию им растворов КМпО4 или йода. Раствор в первой пробирке мутнеет вследствие выделения серы. Раствор в пробирке - приемнике обесцвечивается.

3.Реакция с йодом.

2 S2O32- + I2 = S4O62- + 2 I-

Эта реакция имеет большое значение в количественном титриметричееком анализе. Разбавленный раствор йода, имеющей желтую окраску, и прибавляют по каплям раствор Na2S2O3 до обесцвечивания раствора йода.

4.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

2 Ag+ + S2O32- -> Ag2S2O3 (белый)

Осадок Ag2S2O3 быстро разлагаются до черного Ag2S. Цвет осадка последовательно изменяется на желтый, бурый и под конец - на черный:

Ag2S2O3 + Н20 -> Ag2S + H2SO4

При избытке S2O32- - ионов осадок Ag2S2O3 растворяется с образованием комплексных дитиосульфатоаргентат (I) - ионов [Ag(S2O3)2]3-:

Ag,S2O3 + 3 S2O32- -- 2 [Ag(S2O3)2]3-

5.Реакция с сульфатом меди (II).

2Си2+ + 3 S2O32' -- Cu2S2O3 + S4O62- Cu2S2O3 + H20 -> Cu2SКчерный) + H2SO4

6.Другие реакции S2O32- - иона.

С FeCI3 образует тиосульфатный комплекс [Fe(S2O3)2]- - фиолетового цвета (постепенно разлагающийся в водном растворе), с солями ртути (II) - черный осадок сульфида ртути (II) HgS; легко окисляется различными окислителями (Н2О2, К2Сг207 и другие).

Аналитические реакции оксалат- иона С2О4

Оксалат- ион С2О42-- анион двухосновной щавелевой кислоты Н2С2О4 средней силы, сравнительно хорошо растворимой в воде. Оксалат- ион в водных растворах бесцветен, частично гидролизуется, сильный восстановитель, эффективный лиганд -образует устойчивые оксалатные комплексы с катионами многих металлов. Оксалаты щелочных металлов, магния и аммония растворяются в воде, а других металлов мало растворимы в воде.

1. Реакция с хлоридом бария

Ва2+ + С2О42- = ВаС2О4 (белый)

Осадок растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте (при кипячении).

2. Реакция с хлоридом кальция (фармакопейная):

Са2+ + С2О42- = СаС2О4 (белый)

Осадок растворяется в минеральных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте.

3. Реакция с нитратом серебра.

2 Ag+ + С2О42- —> Ag2C2O4.|.( творожистый)

Проба на растворимость. Осадок делят на 3 части:

а). В первую пробирку с осадком прибавляют по каплям при перемешивании раствор HNO3 до растворения осадка;

б). Во вторую пробирку с осадком прибавляют по каплям при перемешивании концентрированный раствор аммиака до растворения осадка; в). В третью пробирку с осадком прибавляют 4-5 капель раствора НС1; в пробирке остается белый осадок хлорида серебра:

Ag2C2O4 + 2 НС1 -> 2 АС1 (белый) + Н2С2О4

4.Реакция с перманганатом калия.

Оксалат ионы с КМпО4 в кислой среде окисляются с выделением СО2; раствор КМпО4 при этом обесцвечивается вследствие восстановления марганца (VII) до марганца (II):

5 С2О42- + 2 МпО4' + 16 Н+ ->• 10 СО2 + 2 Мп2+ + 8 Н2О

Разбавленный раствор КМпО4. Последний обесцвечивается; наблюдается выделение пузырьков газа - СО2.

Аналитические реакции карбонат - иона СО32-

Карбонаты - соли нестабильной, очень слабой угольной кислоты Н2СО3, которая в свободном состоянии в водных растворах неустойчива и разлагается с выделением СО2:

Н2СО3 -- СО2 + Н2О

Карбонаты аммония, натрия, рубидия, цезия растворимы в воде. Карбонат лития в воде мало растворим. Карбонаты остальных металлов мало растворимы в воде. Гидрокарбонаты растворяются в воде. Карбонат - ионы в водных растворах бесцветны, подвергаются гидролизу. Водные растворы гидрокарбонатов щелочных металлов не окрашиваются при прибавлении к ним капли раствора фенолфталеина, что позволяет отличить растворы карбонатов от растворов гидрокарбонатов (фармакопейный тест).

1.Реакция с хлоридом бария.

Ва2+ + СОз2- —> ВаСО3 (белый мелкокристаллический)

Аналогичные осадки карбонатов дают катионы кальция (СаСО3) и стронция (SrCO3). Осадок растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте. В растворе H2SO4 образуется белый осадок BaSO4.

К осадку медленно, по каплям прибавляют раствор НС1 до полного растворения осадка:

ВаСОз + 2 НС1 ->• ВаС12+ СО2 + Н2О

2.Реакция с сульфатом магния (фармакопейная).

Mg2+ + СОз2- ->MgCO3 (белый)

Гидрокарбонат - ион НСО3- образует с сульфатом магния осадок MgCO3 только при кипячении:

Mg2+ + 2 НСОз- -> MgCO3 + СО2 + Н2О

Осадок MgCO3 растворяется в кислотах.

3. Реакция с минеральными кислотами (фармакопейная).

СО32- + 2 Н3О = Н2СО3 + 2Н2О

НСО3- + Н3О+ = Н2СО3 + 2Н2О

Н2СО3 -- СО2 + Н2О

Выделяющийся газообразный СО2 обнаруживают по помутнению баритоновой или известковой воды в приборе для обнаружения газов, пузырьков газа (СО2), в пробирке - приемнике - помутнение раствора.

4.Реакция с гексацианоферратом (II) уранила.

2СО32- + (UО2)2[Fe(СN)6](коричневы)-> 2 UO2CO3 (бесцветный) + [Fe(CN)6]4-

Коричневый раствор гексацианоферрата (II) уранила получают, смешивая раствор ацетата уранила (CH3COO)2UO2 с раствором гексацианоферрата (II) калия:

2(СН3СОО)2ГО2 + K4[Fe(CN)6]-> (UO2)2[Fe(CN)6] + 4 СН3СООК

К полученному раствору прибавляют по каплям раствор Na2CO3 или К2СО3 при перемешивании до исчезновения коричневой окраски.

5.Раздельное открытие карбонат - ионов и гидрокарбонат - ионов реакциями с катионами кальция и с аммиаком.

Если в растворе одновременно присутствуют карбонат - ионы и гидрокарбонат - ионы, то каждый из них можно открыть раздельно.

Для этого вначале к анализируемому раствору прибавляют избыток раствора СаС12. При этом СОз2- осаждаются в виде СаСО3:

СОз2- + Са2+ = СаСО3

Гидрокарбонат - ионы остаются в растворе, так как Са(НСО3)2 растворами в воде. Осадок отделяют от раствора и к последнему добавляют раствор аммиака. НСО2- -анионы с аммиаком и катионами кальция дают снова осадок СаСО3:

НСОз- + Са2+ + NH3 -> СаСОз + NH4+

6. Другие реакции карбонат - иона.

Карбонат - ионы при реакции с хлоридом железа (III) FeCl3 образуют бурый осадок Fe(OH)CO3, с нитратом серебра - белый осадок карбоната серебра Ag2CO3, растворимый в НЪТОз и разлагающийся при кипячении в воде до темного осадка Ag2O иСО2:

Ag2CO3 -> Ag2O + СО2

Аналитические реакции борат ионов B4O72- и ВО2-

Тетраборат - ион В4О7 - анион слабой двухосновной тетраборной кислоты Н2В4О7, которая в свободном состоянии неизвестна, но может существовать в растворах. В водных растворах бесцветен, подвергается глубокому гидролизу. Метаборат - ион ВО2- (борат — ион) - анион не существующей в растворах метаборной кислоты НВО2. Метаборат - ион в водных растворах бесцветен, подвергается гидролизу. Метаборат -ион как и тетраборат - ион не обладает окислительно -восстановительными свойствами, обладает умеренной комплексообразующей способностью как лиганд.

Применяемая на практике борная кислота - это трехосновная ортоборная кислота Н3ВО3(или В(ОН)з). Борная кислота хорошо растворяется в воде и в водных растворах, является очень слабой кислотой. В водных растворах тетра -, орто- и метаборная кислоты находятся в равновесии:

Н2В4О7 + 5 Н2О 4Н3РО3 4 НВО2 + 4 Н2О

Бораты аммония и щелочных металлов растворимы в Н2О. Бораты других металлов малорастворимы в воде. Из боратов наибольшее практическое значение имеет декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7-10 Н2О - белое кристаллическое вещество называемое бурой. Бура применяется в качественном анализе для открытия металлов по образованию окрашенных плавов - -перлов- буры, а также в количественном титриметричееком анализе как первичный стандарт.

1.Реакция с хлоридом бария.

В4О72- + Ва2+ + 3 Н2О -> Ва(ВО2)2 + 2 Н3ВО3

Осадок растворяется в азотной и уксусной кислотах.

2.Окрашивание пламени горелки сложными эфирами борной кислоты (фармакопейный тест). Борат- ионы или борная кислота образуют с этанолом С2Н5ОН в присутствии H2SO4 сложный этиловый эфир борной кислоты (С2Н5О)зВ, который окрашивает пламя в зеленый цвет.

В4О72- + 2 Н+ + 5 Н2О = 4 Н3ВО3' Н3ВО3 т 3 С2Н5ОН = (С2Н5О)3В +3 Н2О

Пламя окрашивается в зеленый цвет.

3.Реакция с куркумином (фармакопейная).

Краситель куркумин (желтого цвета) в растворах может существовать в двух таутомерных формах - кетонной и енольной, находящихся в равновесии:

Щелочные растворы куркумина имеют красно-коричневый цвет, кислые - светло-желтый.

Реакцию проводят обычно с помощью куркумовой бумаги. Ее готовят, пропитывая белую плотную фильтровальную бумагу спиртовым раствором куркумина и затем высушивая ее в защищенном от света месте в атмосфере, не содержащей паров кислот и аммиака.

4. 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.

Аналитические реакции фторид - иона F-

Фторид - ион F - анион одноосновной фтороводородной кислоты HF средней силы. Водные растворы HF называют плавиковой кислотой.

HF взаимодействует с обычным силикатным стеклом, образуя растворимые в воде продукты, поэтому растворы HF нельзя хранить в стеклянной посуде. Фторид - ион в водных растворах бесцветен, гидролизуется, способен к образованию многочисленных устойчивых фторидных комплексов различных металлов, не окисляется в обычных условиях.. Большинство фторидов растворяется в воде, включая AgF Малорастворимы в воде LiF. щелочно - земельных металлов, меди, цинка, алюминия, свинца.

1. Реакция с ВаС12

2 F- + 2 Ва2+ = ВаF2

Осадок растворяется при нагревании в НС1 и НNО3, а также в присутствии катионов аммония.

2. Реакция с тиоцианатными комплексами железа (III).

6 F+ + [Fe(NCS)n (H2O)6-n]3-n = [FeF6]3- + nNCS-

красный бесцветный

Если в растворе имеются катионы натрия, то может образоваться белый осадок малорастворимой комплексной соли Na3[FeF6].

3. Другие реакции фторид - иона.

Фторид - ионы при реакции с катионами кальция дают белый осадок CaF2, малорастворимый в кислотах; при реакциях с солями циркония (IV) образуют осадок тетрафторида циркония SrF4, растворимый в присутствии избытка фторид - ионов с образованием гексафтороцирконат (IV) - ионов [SrF6]2-.

В присутствии фторид - ионов в кислой среде красный раствор комплекса циркония (IV) с ализарином изменяет окраску на желтую. Эту реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.

Аналитические реакции ортофосфат - ионов

Фосфат - ион РО43-, гидрофосфат - ион НРО42- дигидрофосфат - ион Н2РО4- - анионы трехосновной ортофосфорной кислоты Н3РО4, которая по первой стадии диссоциации является кислотой средней силы (pKi=2,15), а по второй и третьей - очень слабой кислотой (рК2= 7,21, рК3= 12,30).

Обычно к фосфатам относятся соли ортофосфорной кислоты Н3РО4, пирофосфорной кислоты Н4Р2Оу, а также многочисленные конденсированные полифосфаты различного состава и строения (метафосфат калия КРО3, триполифосфаты). В фармацевтическом анализе чаще других встречаются анионы ортофосфорной кислоты - средний ортофосфат - ион РО43-, гидрофосфат - ион НРО42- и дигидрофосфат - ион Н2РО4-. Ортофосфаты аммония и щелочных металлов, а также дигидрофосфаты щелочно -земельных металлов растворимы в воде. Ортофосфаты других металлов, как правило, малорастворимы в воде, но обычно растворяются в минеральных кислотах и в уксусной кислоте (кроме FePO4. А1РО4. СгРО4. РЬ3(РО4)2, которые в уксусной кислоте не растворяются). Фосфат висмута (III) BiPO4 малорастворим в разбавленной азотной кислоте.

1.Реакция с ВаС12.

2 РО43- + 3 Ва2+ -= Ва3(РО4)2 (белый)

НРО42- + Ва2+ -+ ВаНРО4 (белый)

В аммиачной среде реакция гидрофосфат- ионов с катионами бария приводит к образованию осадка среднего ортофосфата бария Ва3(РО4)2:

2 НРО42- + 3 Ва2+ + 2 NH3 -> Ва3(РО4)2 + 2 NH4+

Свежеосажденный осадок Ва3(РО4)2 растворяется в FfNO3, HC1, СН3СООН.

2.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

Реакцию проводят в нейтральной среде:

РО43- + 3 Ag+ -> Ag3PO4 (желтый)

НРО42- + 3 Ag+ -> Ag3PO4 + Н+

Осадок растворяется в азотной кислоте, в концентрированном аммиаке.

3.Реакция с магнезиальной смесью (фармакопейная)

Гидрофосфат - ион НРО42~ при взаимодействии с магнезиальной смесью (MgCI2 + NH4CI + NH3) образует белый мелкокристаллический осадок магнийаммонийфосфата NH4MgPO4:

НРО42- + Mg2+ + NH3= NH4MgPO4

4. Реакция с молибдатом аммония (фармакопейная). Реакцию проводят в азотнокислой среде при нагревании:

РО43- + 3 NH4++ 12 МоО42- + 24 Н+ -> (NH4)3[PO4(MoO3)12] + 12 Н20

Выпадает желтый осадок фосфоромолибдата аммония.

Чувствительность реакции повышается при добавлении в раствор бензидина или кристаллического нитрата аммония NH4NO3

Проведению реакции мешают арсенат - ионы, которые дают аналогичный эффект, а также анионы - восстановители SO32-, S2O32-, S2- и др., восстанавливающие комплексный гетерополианион до молибденовой сини состава МоО5Мо2О36 Н2О.

Аналитические реакции арсенит - иона AsO33-

Арсенит - ион AsО33- - анион слабой трёхосновной ортомышьяковистой (мышьяковистой) кислоты H3As03, которая в свободном состоянии неизвестна и может существовать только в растворах. В водных растворах, как полагают, устанавливается равновесие:

H3As03=HAs02+H20

Смещенное в обычных условиях вправо - в сторону образования слабой одноосновной метамышьяковистой кислоты HAsO2. Поэтому арсенит - ионом можно считать как анион AsO33-, так и анион AsO2-.

Арсенит - ионы в водных растворах бесцветны, гидролизуются, обладают восстановительными свойствами. Большинство арсенитов малорастворимы в воде. Арсениты аммония, щелочных металлов и магния - растворяются в воде. Соединения мышьяка токсичны! При работе с ними необходимо проявлять особую осторожность!

1.Реакция с хлоридом бария.

Реакцию проводят в аммиачной среде:

2 AsO33-+ 3 Ва2+ -> Ва3(Аз03)2 (белый)

2.Реакция с сульфид - ионами в кислой среде (фармакопейная).

Реакцию проводят только в сильнокислой среде. Из нейтральных или щелочных растворов осадок не выпадает.

2 H3As03 + 3 H2S -> Аs2 S 3 (желтый) + 6 Н2О

Осадок As2S3 нерастворим в НС1, но растворяется в растворах щелочей, аммиака, карбоната аммония при избытке сульфидов аммония или натрия с образованием тиосолей, например:

As2S3 + 6 NaOH -> Na3AsS3 + Na3As03 + 3 H2O

As2S3 + 6 NH3H2O -> (NH4)3AsS3 + (NH4)3As03 + 3 H2O

As2S3 + 6 (NH4)2CO3 + 3 H2O -► (NH4)3AsS3 + (NH4)3As03 + 6 NH4HCO3

As2S3 + 3 (NH4)2S -- 2 (NH4)3AsS3

3.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

AsO3J~ + 3 Ag+ - Ag3As03 (желтый аморфный)

Проба на растворимость. Осадок растворяется в HNO3 и в аммиаке:

Ag3As03 + 3 HNO3 -> 3 AgNO3 + H3As03 Ag3As03 + 6 NH3 — 3 [Ag(NH3)2]++ AsO33-

4. Реакция с йодом:

Арсениты окисляются с йодом до арсенатов в нейтральной или слабощелочной среде (раствор йода обесцвечивается):

AsO33- + I2 + Н2О = AsO43- + 2 I- + 2 H+

Реакция обратима. Для смещения равновесия вправо в раствор прибавляют твердый гидрокарбонат натрия NaHCO3, связывающий ионы водорода в слабую угольную кислоту. Аналогично протекают реакции с хлорной и бромной водой, которые окисляют арсениты до арсенатов.

5. Реакция с солями меди (II).

Реакцию проводят в слабощелочной среде.

2 AsO33- + 3 Си —> Си3(АsО3)2 (желто-зеленый)

Аналитические реакции анионов второй аналитической группы: С1-, Вг-, 1-, ВгОз-, CN-, SCN-, S2-

Групповой реагент - раствор нитрата серебра AgNO3 в 2М растворе HNO3. В присутствии катионов серебра анионы II группы образуют осадки солей серебра, практически нерастворимые в Н2О и в разбавленной HNO3 (Ag2S растворяется в HNO3 при нагревании).

Все анионы второй аналитической группы в водных растворах бесцветны, их бариевые соли растворимы в воде.

Бромат - ион в кислой среде является эффективным окислителем, а все остальные являются восстановителями.

Аналитические реакции хлорид - иона Сl

В водных растворах хлорид - ион бесцветен, не гидролизуется, эффективный лиганд, способный к образованию устойчивых хлоридных комплексов с катионами многих металлов.

Хлориды аммония, щелочных, щелочно-земельных и большинства других металлов хорошо растворяются в воде. Хлориды меди (I) CuCl, серебра (I) AgCl, ртути (I) Hg2Cl2, свинца (II) РЬС12 мало растворимы в воде.

1.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

С1- + Ag+ > AgCl.(белый творожистый)

Осадок при стоянии на свету темнеет вследствие выделения тонкодисперсного металлического серебра за счет фотохимического разложения AgCl. Осадок растворяется в растворах аммиака, карбоната аммония, тиосульфата натрия с образованием растворимых комплексов серебра (I).

2.Реакция с сильными окислителями.

Хлорид - ионы окисляются сильными окислителями (КМпО4, МпО2, РЬО2) в кислой среде до молекулярного хлора С12:

2 МпО4~ + 10 СГ + ] 6 Н+ -> 2 Мп2+ + 5 С12 + 8 Н2О

МпО2 + 2 СГ + 4 Н+^ С12Т + Мп2+ + 2 Н2О

Выделяющийся С12 обнаруживают по посинению влажной иодид - крахмальной бумаги вследствие образования молекулярного йода, который реагирует с крахмалом.

С12 + 2 I--> 2 С1- + 12

Образовавшийся вначале розово-фиолетовый раствор постепенно частично или полностью обесцвечивается. Каплю смеси наносят на иодид - крахмальную бумагу. На бумаге возникает синее пятно. Проведению реакции мешают восстановители (Вг-, Г).

3.Другие реакции хлорид - иона.

Хлорид - ионы образуют с К2Сг207 в кислой среде летучий хлорид хромила СгО2С12 (бурые пары).

Аналитические реакции бромид - иона Вг

Бромид - ион Вг- - анион сильной кислоты НВг. В водных растворах бромид - ион бесцветен, не гидролизуется, обладает восстановительными свойствами, образует устойчивые бромидные комплексы с катионами многих металлов: Мало растворимы в воде бромиды меди (I) CuBr, серебра (I) AgBr, золота (I) AuBr и золота (III) AuBr3, таллия (I) TIBr, ртути (I) Hg2Br2, свинца (II) РЬВг2, а остальные бромиды, в том числе NUiBr хорошо растворимы в воде.

1.Реакция с AgNO3 (фармакопейная).

Br- + Ag+ ► AgBr (желтоватый)

Осадок AgBr практически нерастворим в воде, в азотной кислоте, в расгворе карбоната аммония. Частично растворяется в концентрированном растворе аммиака. Растворяется в растворе тиосульфата натрия с образованием тиосульфатного комплекса серебра (I) [Ag(S2O3)2]3-:

AgBr + 2 S2O32- -> [Ag(S2O3)2]3- + Br-

2.Реакция с сильными окислителями (фармакопейная).

Сильные окислители (КМпО4, МпО2, КВгО3, гипохлорит натрия NaCIO, хлорная вода, хлорамин и др.) в кислой среде окисляют бромид - ионы до брома:

10 Вг- + 2 МпО4- + 16 Н+= 5 Вг2 + 2 Мп2++ 8 Н2О

2 Вг- + С12 -> Вг2 + 2 СГ 5 Вг-+ ВгО3-+ 6 Н+ -> 3 Вг2 + 3 Н2О

Вг2, придающий водному раствору желто-бурую окраску, можно экстрагировать из водной фазы органическими растворителями (хлороформ, СС14, бензол), в которых он растворяется больше, чем в воде. Органический слой окрашивается в желто-бурый или желто-оранжевый цвет. Вг2 также обнаруживается реакцией с фуксинсернистой кислотой на фильтровальной бумаге (сине - фиолетовая окраска), а также реакцией с флюоресценном (красное окрашивание).

Проведению реакции мешают другие восстановители (S2-,SO3--. S2O32-, арсенит - ионы и др.).

Аналитические реакции иодид иона l-

Иодид-ион - анион сильной одноосновной кислоты HI. В водных растворах бесцветен, не гидролизуется, обладает выраженными восстановительными свойствами, каклиганд образует устойчивые иодидные комплексы с катионами многих металлов. NM4I и иодиды большинства металлов хорошо растворяются в воде. Мало растворимы в воде Cul, Agl, Aul и Aul3, T1I, РЫ2 (растворяется при нагревании). Bil3.

1.Реакция с нитратом серебра (фармакопейная).

I-+Ag+=AgI

Выпадает светло-желтый осадок иодида серебра. Agl практически нерастворим в воде, в азотной кислоте и в аммиаке. Растворяется в растворах Na2S2O3 и при большом избытке в растворе иодид - ионов.

2.Реакция с окислителями (фармакопейная - с NaNO2 и FeCb, в качестве окислителей).

21- + С12 —> 12 + 2 С1- (с хлорной водой)

21- + 2 Fе3+ -> 12 + 2 Fe2+ (с FeCl3)

21- + 2 NO2- + 4 Н+ -> I, + 2 NO + 2 Н2О (с NaNO2)

Выделяющийся йод окрашивает раствор в желто-коричневый цвет.

Молекулярный йод можно экстрагировать из водной фазы хлороформом, бензолом и другими органическими растворителями, не смещивающимися с водой, в которых молекулярный иод растворяется лучше чем в воде.

При избытке хлорной воды образующийся йод окисляется до бесцветной йодноватой кислоты Н1О3 и раствор обесцвечивается:

12 + 5 CI2 + 6 H20 -► 2 HIO3 + 10 HC1

3.Йодкрахмальная реакция.

Молекулярный йод, возникающий при окислении иодид - ионов окислителями, часто открывают реакцией с крахмалом (синее окрашивание).

4.Реакция с солями свинца.

21- + Pb2+= Рb12

Рb12 + 2 I -> [Рb14]2-

Выпадает желтый осадок Рb12 растворимый в избытке KI.

Осадок растворяется в воде (подкисленной уксусной кислотой) при нагревании. При охлаждении раствора иодид свинца выделяется в виде красивых золотистых чешуйчатых кристаллов (-реакция золотого дождя-).

5.Реакция окисления бромид - и иодид - ионов.

Используют для открытия Вг- и 1- при их совместном присутствии.

Аналитические реакции бромат - иона BrO3

Бромат - ион - анион одноосновной бромноватой кислоты НBrO3 средней силы, в водных растворах бесцветен, почти не подвержен гидролизу, обладает выраженными окислительными свойствами.

NABrO3 - хорошо, КВгО3 - умеренно растворимы в воде. Мало растворимы в воде: AgBrO3, Ва(ВгО3)2, РЬ(ВгО3)2.

1.Реакция с нитратом серебра.

BrO3 + Ag —> AgBrO3.(бледно-желтый)

Осадок AgBrO3 растворяется в разбавленных растворах HNO3, H2SO4, в растворах аммиака, Na2S2O3.

2.Реакция восстановления бромат - ионов бромид - ионами или иодид- ионами в кислой среде до Вг2.

ВгО3- +5 Вг- + 6 Н+ -> 3 Вг2 + 3 Н2О

ВгО3- + 6 1- + 6 Н+ — 3 h + 3 Н2О + Вг-

Выделяющиеся свободные Вг2 и 12 обнаруживают, экстрагируя их из водной фазы в органическую. В пробирке органический слой окрашивается в оранжевый цвет (образовался Вг2), во второй - в фиолетовый цвет (присутствует 12).Проведению реакции мешают восстановители (S -. SO3~-, S2O3 - и др.).

3.Другие реакции бромат - иона.

Бромат - ион в кислой среде окисляет анионы - восстановители S2-, SO32- и S2O3~- до сульфат - ионов SO4--. Сам бромат - ион восстанавливается вначале до Вг2 (раствор желтеет), а при избытке указанных восстановителей - до бромид - иона Вг' (раствор обесцвечивается). С сульфид - ионами:

8 ВгОз- + 5 S2- + 8 Н+-^ 4 Вг2 + 5 SO42- + 4 Н2О

4 Br2 + S2- + 4 Н,0 •— 8Br- + SO42- + 8 Н+ С сульфит- ионами:

2 ВгОз- + 5 SO32- + 2 Н+ -> Вг2 + 5 SO42- + Н2О

Br2 + SO32- + Н2О — 2 Вг- + SO42- + 2 Н+

С тиосульфат - ионами:

8 ВгО3- + 5 S2O32- + H2O — 4 Br2 + 10 SO42- + 2 FT

4 Br2 + S2O32- + 5 H2O -- 8 Br' + 2 SO42- +10 H+

Бромат- ионы (концентрированный раствор) с ВаС12 образуют белый кристаллический осадок бромата бария ВаВгО3, растворимый в НС1 и HNO3. ВЮ3- + Bad, ->■ ВаВЮ3 + 2 СГ

Аналитические реакции цианид - иона CN-

Цианиды - соли, содержащие цианид - анионы CN- слабой цианистоводородной кислоты HCN (синильной кислоты).

Синильная кислота - летуча (имеет запах горького миндаля), очень ядовита и даже при незначительных дозах (меньше 0,05 г) приводит к смерти'

Цианид - ион в водных растворах бесцветен, сильно гидролизуется, обладает восстановительными свойствами, является очень эффективным лигандом и образует многочисленные весьма устойчивые цианидные комплексы с катионами многих металлов.

Цианиды щелочных и щелочно - земельных металлов, а также цианид ртути (II) Hg(CN)2 растворяются в воде. Остальные цианиды мало растворимы в воде. При кипячении в водных растворах CN- практически полностью гидролитически разлагается до аммиака и формиат - ионов:

CN- + 2 Н2О -> NH3 + НСОО-. Под действием кислорода воздуха цианид - ионы окисляются до цианат - ионов NCO-:

2 CN + О2 -> 2 NCO-

Цианиды, особенно KCN, - сильно ядовитые вещества. Поэтому при работе с ними следует соблюдать повышенную осторожность! Все операции проводятся только под тягой! Избегать разбрызгивания растворов!

1.Реакция с нитратом серебра.

Образованием бесцветных дицианоаргентат (I) - ионов [Ag(CN)2]-:

CN- + Ag+ -> AgCN CN- + AgCN -> [Ag(CN)2]-

Этот процесс протекает до тех пор, пока все присутствующие в растворе ионы CN- прореагируют с катионами серебра. По мере дальнейшего прибавления AgNO3 из раствора осаждается,белая малорастворимая комплексная соль Ag[Ag(CN)2]:

Ag+ + [Ag (CN)2]- - Аg [Аg(СN)2]+(белый)

б). Если, наоборот, к раствору, содержащему катионы Ag+, постепенно прибавлять раствор, содержащий ионы CN-, то выпадает белый творожистый осадок AgCN - до тех пор, пока все катионы Ag+ прореагируют с прибавляемыми цианид - ионами. При дальнейшем добавлении раствора цианида осадок AgCN растворяется с образованием комплексных анионов [Ag(CN)2]\

2.Реакция с дисульфидом аммония и хлоридом железа (III).

CN'+S22-= NCS-+S2-

Дисульфид-ион тиоцианат-ион сульфид-ион nNCS- + FeCl3 + 6-n H2O [Fe(NCS)n(H2O)6.n]3-n тиоцианатный комплекс (красный)

3.Реакция образования берлинской лазури.

6 CN- + Fe2+ = [Fe(CN)6]4-

4Fe3+ + 3 [Fe(CN)6]4- = Fe4[Fe(CN)6]3

Выпадает синий осадок берлинской лазури, а раствор приобретает синюю окраску.

4. Другие реакции цианид-ионов.

Цианид ион образует многочисленные устойчивые комплексы с солями различных металлов: а) Буро-черный CuS растворяется в присутствии CN- - ионов с образованием бесцветных цианидных комплексов меди (1) — тетерациано - купрат (1) - ионов [Cu(CN)4]3- Эту реакцию проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Для этого фильтровальную бумагу смачивают аммиачным раствором сульфата меди (II), слегка высушивают и вносят в пары сероводорода. Бумага темнеет вследствие образования сульфида меди (II) CuS. На бумагу наносят 1-2 капли раствора, содержащего цианид - ионы.

Цианид - ионы реагируют с пикриновой кислотой с образованием продуктов реакции, красного цвета; с ацетатом меди (II) и бензидином дают продукты синего цвета.

Аналитические реакции тиоиианат - иона (роданид - иона) SCN-

SCN- - ион - анион сильной роданистоводородной кислоты HSCN. Тиоцианат - ион в водных растворах бесцветен, не гидролизуется, обладает окислительно - восстановительными свойствами, с солями различных металлов образует устойчивые тиоцианатные комплексы, например, [Co(NCS)4]2-, [Fe (NCS)]3- и т.д.

Тиоцианаты щелочных и большинства других металлов хорошо растворяются в воде, за исключением тиоцианатов меди (II) Cu(SCN)2, меди (I) CuSCN, серебра (I) AgSCN, ртути (II) Hg(SCN)2, свинца (II) Pb(SCN)2, таллия (I) T1SCN, которые мало растворимы в воде.

1. Реакция с нитратом серебра.

SCN- + Ag+ = AgSCN (белый творожистый)

Проба на растворимость. Осадок AgSCN нерастворим в минеральных кислотах и в растворе карбоната аммония. Растворяется в водном аммиаке, в растворах тиосульфата натрия, цианида калия, при избытке тиоцианат - ионов с образованием соответствующих растворимых комплексов серебра:

AgSCN + 2 NH3 — [Ag(NH3)2]+ + SCN-

AgSCN +nS2O32-= [Ag(S2O3)n]1-2n + SCN- (n= 2 и 3)

AgSCN +2 CN- = [Ag(CN)2]- + SCN'

AgSCN + (n-1) SCN- -> [Ag(SCN)n]'-n (n=3 и 4)

2.Реакция с солями кобальта (II).

4 NCS' + Со2+ <-> [Co(NCS)4]2-

тетратиоцианатокобальтат (II) - ион (синий)

Эти комплексы недостаточно прочны, при не очень большом избытке ионов NCS' равновесие смещено влево и раствор окрашивается не в синий, а в розовый цвет (окраска автокомплексов кобальта (II)). Для смещения равновесия вправо реакцию проводят в водно - ацетоновой среде или же экстрагируют комплекс органическими растворителями, в которых он растворяется лучше, чем в воде (например, в смеси изоамилового спирта и диэтилового эфира). При этом тетратиоиианатный комплекс кобальта (II) переходит в органическую фазу и окрашивает ее в синий цвет. Проведению реакции мешают катионы железа (III) Fe3+, меди (II) Си- , также образующие окрашенные соединения с тиоцианат - ионами - желто-бурый комплекс меди (II) и красные комплексы железа (III). Мешающее действие этих катионов можно устранить, восстановив их SnCl2 до Fe2+ и Си+ или связывая их в устойчивые бесцветные комплексы маскирующими агентами (фторид (NaF) — и тартрат (NaKC4H4O6)- анионы, а также оксалат и ортофосфат - ионы.

3.Реакция с солями железа (III).

Тиоцианат- ионы образуют с катионами железа (III) в кислой (для подавления гидролиза железа (III)) среде тиоцианатные комплексы железа (III) красного цвета состава [FefNCS)n(H2O)6.n]3--, где п=1,2.,.,6.

4.Реакция с иодат - ионами. -

В кислой среде тиоцианат - ионы окисляются иодат - ионами с выделением свободного йода:

5SCN- + 6 Юз' + Н+ + 2 Н2О -> 5 SO42' + 5 HCN + ЗЬ

Методика. Фильтровальную бумагу смачивают свежеприготовленным раствором крахмала и высушивают. Получают крахмдльную бумагу. На нее наносят кашпо разбавленного раствора НС1, каплю раствора KNCS и каплю раствора иодата калия , КЮз. Бумага окрашивается в синий цвет вследствие образования синего молекулярного комплекса крахмала с йодом, выделяющимся в процессе реакции.

5.Другие реакции тиоцианат - ионов.

С нитратом ртути (II) Hg(NO3)2 они образуют белый осадок тиоцианата ртути (II) Hg(SCN)2, растворимый при избытке SCN- - ионов; с катионами Си-' - растворимые комплексы изумрудно - зеленого цвета или (при избытке катионов Си2+)черный осадок тиоцианата меди (II) Cu(SCN)2, который при нагревании превращается в белый тиоцианат меди (I) СиЗСЫ.Тиоцианат — ионы разлагаются растворами H2SO4,1INO3 и сильных окислителей, вступают в многочисленные реакции комплексообразоваиия, осаждения и т.д.

Аналитические реакции сульфид - иона S2-

Сульфид - ион S2- - бесцветный анион очень слабой двухосновной сероводородной кислоты H2S. В водных растворах сульфид — ион подвергается глубокому гидролизу, не склонен к образованию комплексов металлов. Средние сульфиды аммония, щелочных и щелочно - земельных металлов хорошо растворяется в воде, а остальные сульфиды мало растворимы в воде. Кислые гидросульфиды, содержащие гидросульфид - анион HS- хорошо растворяются в воде.

Сероводородная вода (раствор H2S в воде) окисляется кислородом воздуха с выделением элементной серы:

2 H2S + О2 -> S + 2 Н2О (вода мутнеет)

Сероводород H2S - весьма ядовит. Работать с сероводородной водой необходимо только под тягой!

1.Реакция с нитратом серебра.

S2- + 2 Ag+= Ag2S (черный)

Осадок Ag2S не растворяется в водном аммиаке, растворим в разбавленной азотной кислоте при нагревании с выделением элементной серы:

Ag2S + 4 HNO3 -> S + 2 NO2 + 2 AgNO3 + 2 Н2О

2.Реакция с сильными кислотами.

S2- + 2H+=H2St

При избытке ионов водорода равновесие смещается вправо и образующийся сероводород удаляется из сферы реакции. Ощущается характерный запах сероводорода. К отверстию пробирки подносят фильтровальную бумагу, пропитанную раствором ацетата свинца. Бумага чернеет вследствие выделения черного сульфида свинца: H,S + (СН3СОО)2РЬ -> PbS + 2 СН3СООН

3.Реакция с катионами кадмия.

S2- + Cd2+ = CdS (желтый)

Реакцию проводят в кислых и нейтральных растворах.

4.Реакция с нитропруссидом натрия.

S2- + [Fe(CN)5NO]2- -->■ [Fe(CN)5NOS]4-

Фиолетовый комплекс

5.Другие реакции сульфид - иона.

Образует малорастворимые сульфиды с катионами ряда металлов, обесцвечивает кислый раствор КМпО4 и раствор йода с выделением серы - и т.д.

Аналитические реакции анионов третьей аналитической группы: NO2-, NO3-, СН3СОО-; и некоторых органических анионов: тартрат-, цитрат-, бензоат- и салицилат- ионов

Группового реагента не имеется.

Аналитические реакции нитрит - иона NO2-.

Нитрит - ион - анион очень слабой одноосновной азотистой кислоты HNO2, которая в водных растворах при обычных температурах неустойчива и легко разлагается по схеме:

2 HNO2 = N2O3 + Н20

N2O3 = NO + NO2

В водных растворах гидролизуется; редокс — амфотерен. Нитриты хорошо растворяются в воде (нитрит серебра AgNO2 - при нагревании). Нитрит - ион образует комплексы со многими металлами. Некоторые из этих координационных соединений, в отличие от -простых- нитритов, мало растворимы в воде, например, гексанитрокобальтаты (III) калия K3[Co(NO2)6] и аммония (NH4)3[Co(NO2)6], что используют в качественном анализе. Нитриты токсичны!

1. Реакция с дифениламином (фармакопейная).

Реакцию проводят в концентрированной серной кислоте. Вначале происходит необратимое окисление дифениламина в дифенилбензидин:

2C6H5NHC6H5 С6Н5 - NH - С6Н4 -С6Н4 - NH - С6Н5 + 2 Н+ + 2ё

дифениламин дифенилбензидин (бесцветный)

Две молекулы дифениламина отдают окислителю два электрона и теряют два иона водорода. Затем происходит обратимое окисление молекулы бензидина присутствующим окислителем до окрашенного в синий цвет дифенилдифенохинондиимина, при котором молекулы дифенилбензидина также отдает окислителю два электрона и теряет два иона водорода:

При стоянии синей смеси, ее окраска постепенно изменяется вначале на бурую, а затем - на желтую, вследствие необратимого разрушения синего продукта реакции.

Проведению реакции мешают как анионы - окислители (C103-,Br3, Cr207 и др.), так и анионы - восстановители (S2-, SO32-, S2O32-, 1- и др.).

Нитрат - ион NO3- дает аналогичную реакцию с дифениламином.

2. Реакция с сильными кислотами (фармакопейная).

NО2-+H+=HNO2

2HNO2 =N2O3 + Н20 — NO + NO2 + H2O (желто-бурые пары)

3.Реакция с иодидом калия (нитрит - ион - окислитель).

Нитрит - ион в кислой среде (НС1, H2SO4, CH3COOH) окисляет иодид - ионы до свободного иода:

2 N02- + 2 1- + 4 Н+ -> 12 + 2 N0 + 2 Н20

Образующийся йод обнаруживают реакцией с крахмалом (по посинению раствора) или экстрагируя его органическим растворителем - бензолом, хлороформом (органический слой окрашивается в фиолетовый цвет).

Нитрат - ион N03 не мешает проведению реакции, поэтому ионы N02- можно открыть в присутствии нитрат - ионов. Проведению реакции мешают окислители (МпО4-.Сг2О72- и др.).

4.Реакция с перманганатом калия (нитрит - ион - восстановитель).

5 N02- + 2 МпО4- + 6 Н+ — 5 N03- + 2 Мп2+ + 3 Н20

Проведению реакции мешают другие восстановители (S2-, SO32\ S2O32-, C2O42-, SCN\ АбОз3-,!-, Вг-), также реагирующие с МпО4- - ионами.

Нитрат - ион N03- не обесцвечивает раствор КМпО4 (отличие от нитрит - иона -фармакопейный тест). Розовый раствор перманганата калия обесцвечивается.

5.Реакция с реактивом Грисса - Илотвая.

Реактив Грисса - Илотвая - смесь сульфаниловой кислоты HSO3C6H4NIЬ с 1-нафтиламином C10P7NH2. Реакцию проводят в нейтральных или уксуснокислых растворах.Образующаяся в кислой среде в присутствии нитрит- иона азотистая кислота HN02 реагирует с сульфаниловой кислотой, давая соль диазония:

В результате раствор окрашивается в красный цвет.

Нитрат - ион NO3- аналогичной реакции не дает.

Вместо сульфаниловой кислоты используют и другие ароматические амины, а вместо 1-нафтиламина - 1 амино - 2- нафтол, 2- нафтол и т.д.

6. Реакция с солями аммония - реакция разложения (удаления) нитрит ионов.

N02 + NH4 = N2 + 2Н2О

Аналогична реакция с карбамидом:>

2N02 + 2 Н+ + СО (NH2)2 = 2 N2 + СО2 + 3Н2О

Эти реакции используют для удаления нитрит- ионов из раствора. Наблюдается выделение пузырьков газа - азота.

Чтобы убедиться в полноте протекания реакции, в пробирку прибавляют каплю раствора иодида калия KI и каплю крахмала. Если раствор не окрашивается в синий цвет, то это означает, что нитрит - ион в растворе отсутствует.

7. Реакция с антипирином (фармакопейная)

Реакцию проводят в слабокислой среде.

8. Другие реакции нитрит - иона.

Нитрит - ион с солями кобальта и KCI в уксуснокислой среде дает желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (III) калия K3[Co(NO)2)6]; с FeSO4 в , сернокислой или уксуснокислой среде о.бразует комплекс состава [Fe(NO)SO4] бурого цвета и т.д.

Аналитические реакции нитрат - иона NO3-

Нитрат - ион NO3- - анион одноосновной сильной азотной кислоты HNO3. В водных растворах бесцветный нитрат - ион не гидролизуется, обладает окислительными свойствами. Как лиганд NO3- - мало эффективен и образует неустойчивые нитракомплексы металлов. Нитраты металлов хорошо растворяются в воде.

В отличие от нитритов, нитраты не обесцвечивают подкисленные водные растворы перманганата калия (фармакопейный тест).

1.Реакция с дифениламином (фармакопейная).

Эта реакция - общая для NO3- и NO2- и проводится точно так же, как и для нитрит -иона (см. выше); только вместо раствора нитрита натрия используют раствор нитрата натрия или калия. Данной реакцией нельзя открывать нитраты в присутствии нитритов.

2.Реакция с металлической медью (фармакопейная).

Реакцию проводят в среде концентрированной H2SO4 при нагревании.

2 NO3- + 8 Н++ 3 Си = 3 Си2++ 2 NOT + 4 Н2О 2NO + О2 --> 2 NO2j'(жeлтo-бypыe пары)

3.Реакция с сульфатом железа (II) и концентрированной серной кислотой.

Реакцию проводят при нагревании:

3 Fe2+ + Nft- + 4 Н+ ->■ 3 Fe3++ NO + 2 Н2О Fe2++ NO + SO42- -> [Fe NO]SO4 (бурый)

Эту реакцию дает и нитрит - ион, поэтому нельзя открыть этой реакцией нитрат - ион в присутствии нитрит- иона. Проведению реакции мешают Вг-, Г, SO32-, S2O32', CrO42-, MnO42-.

4.Реакция с металлическим алюминием или цинком.

3 NO3- + 8 А1 + 5 ОН- + 18 Н2О -> 3 NH3 + 8 [Al (OH)4]-

Выделяющийся аммиак ощущается по запаху и окрашивает влажную красную лакмусовую бумагу в синий цвет.Проведению реакции мешают катионы аммония NH4+, выделяющие аммиак в щелочной среде, а также другие анионы, способные восстанавливаться до аммиака (NO2-, SCN-, ферро - и феррицианид — ионы).

5.Реакция с антипирином. Реакцию проводят в кислой среде.

Аналитические реакции ацетат - иона CH3COO'

Ацетат - ион СН3СОО- - анион слабой одноосновной уксусной кислоты СН3СООН: в водных растворах бесцветен, подвергается гидролизу, не обладает окислительно -восстановительными свойствами; довольно эффективный лиганд и образует устойчивые ацетатные комплексы с катионами многих металлов. При реакциях со спиртами в кислой среде дает сложные эфиры.

Ацетаты аммония, щелочных и большинства других металлов хорошо растворяется в воде. Ацетаты серебра CH3COOAg и ртути (I) менее ацетатов других металлов растворимы в воде.

1.Реакция с хлоридом железа (III) (фармакопейная).

При рН = 5-8 ацетат - ион с катионами Fe(III) образует растворимый темно - красный (цвета крепкого .чая) ацетат или оксиацетат железа (III).

В водном растворе он частично гидролизуется; подкисление раствора минеральными кислотами подавляет гидролиз и приводит к исчезновению красной окраски раствора.

3 СНзСООН + Fe -->• (CH3COO)3Fe + 3 Н+

При кипячении из раствора выпадает красно-бурый осадок основного ацетата железа (III):

(CH3COO)3Fe + 2 Н2О <- Fe(OH)2 CH3COO + 2 СН3СООН

В зависимости от соотношений концентраций железа (III) и ацетат - ионов состав осадка может изменяться и отвечать, например, формулам: Fe ОН (СН3СОО)2, Fe3(OH)2O3 (CH3COO), Fe3 О (ОН)( СН3СОО)6 или Fe3(OH)2 (СН3СОО)7.

Проведению реакции мешают анионы СО32-, SO3'-, РО43-, [Fe(CN)6]4, образующие осадки с железом (III), а также анионы SCN- (дающие красные комплексы с катионами Fe3+), иодид - ион Г,окисляющийся до йода 12, придающего раствору желтую окраску.

2.Реакция с серной кислотой.

Ацетат - ион в сильно кислой среде переходит в слабую уксусную кислоту, пары которой имеют характерный запах уксуса:

СН3СОО- + Н+ <- СН3СООН

Проведению реакции мешают анионы NO2\ S2-, SO32-, S2O32-, также выделяющие в среде концентрированной H2SO4 газообразные продукты с характерным запахом.

3.Реакция образования уксусноэтилового эфира (фармакопейная).

Реакцию проводят в сернокислой среде. С этанолом:

СН3СОО- + Н+ -- СН3СООН СН3СООН + С2Н5ОН = СН3СООС2Н4 + Н2О

Выделяющийся этилацетат обнаруживают по характерному приятному запаху. Соли серебра катализируют эту реакцию, поэтому при ее проведении рекомендуется добавлять небольшое количество AgNO3.

Аналогично при реакции с амиловым спиртом С5НцОН образуется также обладающий приятным запахом амилацетат СН3СООС5Ни (-грушевая-) Ощущается характерный запах этилацетата, усиливающийся при осторожном нагревании смеси.

Аналитические реакции тартрат - иона РОС- СН(ОН) - СН(ОН) - СОСТ. Тартрат- ион - анион слабой двухосновной винной кислоты:

НО-СН-СООН

НО -СН- СООН

Тартрат - ион хорошо растворим в воде. В водных растворах тартрат - ионы бесцветны, подвергаются гидролизу, склонны к комплексообразованию, давая устойчивые тартратные комплексы с катионами многих металлов. Винная кислота образует два ряда солей средние тартраты, содержащие двух зараядный тартрат – ион СОСН(ОН)СН(ОН)СОО-, и кислые тартраты – гидротартраты, содержащие однозарядный гидротартрат – ион НОООСН(ОН)СН(ОН)СОО-. Гидротартрат калия (-винный камень-) КНС4Н4О6 практически не растворм в воде, что используется для открытия катионов калия. Средняя кальциевая соль также мало растворима в воде. Средняя калиевая соль К2С4Н4О6 хорошо растворяется в воде.

I. Реакция с хлоридом калия (фармакопейная).

С4Н4О62- + К++ Н+ -> КНС4Н4О61 (белый)

2. Реакция с резорцином в кислой среде (фармакопейная).

Тартраты при нагревании с резорцином мета - С6Н4(ОН)2 в среде концентрированной серной кислоты образуют продукты реакции вишнево - красного цвета.

3.Реакции с аммиачным комплексом серебра. Выпадает черный осадок металлического серебра.

4.Реакция с сульфатом железа (II) и пероксидом водорода.

Прибавление разбавленного водного раствора FeSO4 и Н2О2 к раствору, содержащему тартраты. приводит к образованию к образованию неустойчивого комплекса железа жатого цвета. Последующая обработка раствором щелочи NaOH приводит к кяншиовению комплекса голубого цвета.

Аналитические реакции цитрат - иона

Цитрат - ион -ООССН2 - С(ОН)(СОО-) - СН2СОО- - анион слабой трехосновной лимонной кислоты:

Лимонная кислота хорошо растворима в воде. В водных растворах цитрат - ионы бесцветны, подвергаются гидролизу, способны образовывать устойчивые цитратные комплексы с катионами многих металлов.

Средний нитрат натрия растворяется в воде. Средняя кальциевая соль лимонной свеклы мало растворима в горячей воде, но хорошо растворяется в холодной воде, что используется на практике. I. Реакция с хлоридом кальция (фармакопейная). Реакцию проводят в нейтральной среде при кипячении:

где Cit - - условное сокращенное обозначение среднего цитрат - иона. 2. Реакция образования пентабромацетона. Реакцию проводят в сернокислой среде.

Вначале в сернокислом растворе происходит окисление лимонной кислоты до апгтондикарбоновой кислоты О = С (CitCOOH)2:

Затем ацетондикарбоновая кислота бромируется и переходит в пентабромацетон:

Проведению реакции мешают органические кислоты и фенолы, дающие осадки продуктов бромирования.

4. Реакция с ртутью (II).•

Реакцию проводят в сернокислой среде в присутствии KМnO4.

Аналитические реакции бензоат иона С6Н5СОО-

Бензоат - ион - анион слабой одноосновной бензойной кислоты С6Н5СООН, малорастворимый в воде (~ 0,3% при 20°С). В водных растворах бесцветен, подвергается гидролизу, способен к образованию бензоатных комплексов металлов.Бензоат натрия, в отличие от бензойной кислоты, хорошо растворяется в воде.

1.Реакция с минеральными кислотами.

С6Н5СОО" + Н+ -> С6Н5СООЩ(белый)

Выпавшую бензойную кислоту после ее отделения от маточника, перекристаллизации и высушивания в вакуум - эксикаторе при ~ 2'кПа можно идентифицировать либо по температуре плавления (120 -124°С), либо по ИК - спектру поглощения.

2.Реакция с хлоридом железа (III) (фармакопейная).

6С6Н5СОО- + 2 Fe3++ 10Н2О - (C6H5COO)3Fe-Fe(OH)3-7H2O + 3 С6Н,СООН основной бензоат железа (III) розово - желтого цвета

Если реакцию проводить в кислой среде, то осадок не образуется, так как основная соль растворима в кислотах, а малорастворимая бензойная кислота может выпасть в осадок. Если реакцию проводить в щелочной среде, то из раствора будет выпадать бурый осадок гидроксида железа (III).При аналогичной реакции бензоат - ионов с сульфатом меди (II) выделяется осадок бирюзового цвета.

Реакции анионов различных карбоновых кислот с катионами меди (II), железа (III), кобальта (II) и т.д. с образованием окрашенных осадков карбоксилатных комплексов различного состава являются общими групповыми реакциями на карбоксилатную группу и широко используются в фармацевтическом анализе. Проведению реакции мешают фенолы.

Аналитические реакции салицилат иона орто – НО-С6Н4СООН-

Салицилат ион – анион одноосновной салициловой кислоты орто – НО-С6Н4-СООН. В обычных условиях в растворе протон от фенольной группы практически не отшепляется (только в сильных щелочных средах). Салициловая кислота очень плохо растворяется в воде (0,22% при 200С), поэтому при подкислении растворов ее солей (салицилатов) она выпадает из растворов в виде белого осадка. Салицилат – ионы в водных растворах бесцветны, подвергаются гидролизу способны к комплексообразованию. Известны салицилатные комплексы целого ряда металлов. Салициловая кислота образует два ряда солей, содержащих либо однозарядные анионы НО-С6Н4-СОО-, либо двузарядные анионы ОС6Н4СОО (SaL2-). Кристаллические салицилаты Со (III) Со (Н SaL)2 4Н2О, никеля (II) Ni(Н SaL)24Н2О, марганца (II) Mn (HSaL)2-4H2O, цинка Zn (HSaL)2-2H2O, имеющие окраски соответствующего катиона и представляющие собой типичные комплексные соединения, растворяются в воде. Белый салицилат кадмия Cd (HSaL)22H2O и бсаашше озшешш Со (HSaL)2, Ni (HSaL)2, Cd (HSaL)2 - мало растворимы в холодной воде:безводный Zn (HSaL)2, NaHSaL и KHSaL растворяются в воде. Безводные салицилаты ZnSaL. CdSaL и MnSaL мало растворимы в воде.

1. Реакции с минеральными кислотами

После отделения осадка от раствора, перекристаллизации и высушивания в вакуум - экстраторе пли ~2жПа образовавшуюся салициловую кислоту можно либо по температуре плавления (156-161 °С), либо по ИК – спектру

2. Реакция с хлоридом железа (III) (фармакопейная).

Реакцию проводят в нейтральных водах и спиртовых растворах.

При добавлении небольших количеств разбавленного раствора уксусной кислоты окраска сохраняется, но при подкислении минеральными кислотами раствор обесцвечивается комплекс разрушается с выделением белого кристаллического осадка свободной салициловой кислоты:

Задача

Рассчитайте произведение растворимости магний аммоний фосфата, если в 1 л его насыщенного раствора содержится 8,610-3 г NH4MgPO4 (молярная масса магний аммоний фосфата 137 г/моль).

Дано:

(NH4MgPO4) = 8,610-3 г/л = Р NH4MgPO4

М (NH4MgPO4) = 137 г/моль

ПР NH4MgPO4 ?

Решение

Схема диссоциации соли в растворе:

NH4MgPO4 = NH4+ + Mg2+ + PO43-

1) Находим молярную концентрацию соли в растворе

С (NH4MgPO4) =

2) В соответствии со схемой диссоциации

С (NH4MgPO4) = С (NH4+) = С (Mg2+) = С (PO43-) = 6,2810-5 моль/л

3) В соответствии с определением произведения растворимости ПР равно произведению концентрации ионов малорастворимого электролита в насыщенном водном растворе

ПР NH4MgPO4 = С (NH4+) С (Mg2+) С (PO43-) = (6,2810-5)3 =

= 247,6710-15 = 2,4810-13

Ответ: ПР NH4MgPO4 = 2,510-13

Страницы: 1, 2