Якісний аналіз аніонів

Приклади розв 'язку задач

Приклад. Запропонуйте хід аналізу суміші аніонів: NO₂^-, NO₃^-, I^-, Вr^-. Напишіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть умови їх виконання, аналітичні ефекти, заважаючі йони.

Розв 'язок:

Аналіз аніонів виконують після виявлення катіонів. Тому перш за все виконують аналітичну операцію одержання "содової витяжки". Досліджувану суміш кип'ятять з насиченим розчином Na₂СОз. Катіони II, IIІ, V, VI аналітичних груп, якщо вони присутні в досліджуваному розчині, утворюють осад відповідних оксидів, карбонатів, гідроксидів або основних солей. Після центрифугування і відокремлення одержаного осаду в фільтраті залишаються аніони та катіони І, IV аналітичних груп.

Досліджуємо одержаний лужний фільтрат на наявність іонів NO₂^-, NO₃^-. Для цього до окремої порції фільтрату додають розчин розведеної НС1 до кислої реакції і вводять кристалічний антипірин. Спостерігають смарагдово-зелене забарвлення:

H⁺ + NO₂^- = HNO₂

NO₃^- іони не заважають виявленню NO₂^- цим реагентом.

Перш ніж виявляти іони NO₃^-, необхідно з фільтрату видалити іони NO₂^-, оскільки вони заважають їх визначенню. До окремої порції лужного фільтрату додають кристалічний NH₄СІ і нагрівають до повного видалення N₂:

NO₂^- + NH₄⁺ → N₂ + 2Н₂О

Повноту видалення NO₂^- перевіряють реакцією з калій йодидом в кислому середовищі:

2NO₂^-+ 4Н⁺ + 3I^- → 2NO +2Н₂О + [І₃]^-

Оскільки виявленню NO₃^- можуть заважати іони I^-, Br^- - іони, розчин, одержаний після видалення NO₂^- іонів, нейтралізують розведеною азотною кислотою і визначають за допомогою групових реагентів аніони яких груп присутні в розчині. При дії групового реагенту на першу групу (розчин барію хлориду) нічого не спостерігають. При дії групового реагенту на другу групу аніонів (АgNO₃в HNO₃) спостерігають утворення осаду жовтого кольору, що свідчить про відсутність S^2- і можливу присутність Cl^-, I^-, Br^-:

Аg⁺ + Cl^- → АgС1 (білий)

Аg⁺ + I^-→ АgI (жовтий)

Аg⁺ + Br^- → АgBr (блідо-жовтий)

Отже, в розчині присутні аніони II групи. Осад досліджуємо на наявність СІ^-. Для виявлення СІ^- осад, одержаний після додавання групового реагенту, обробляють розчином аміаку і в одержаному фільтраті виявляють СІ^- -йони. Оскільки вони відсутні, то підкислення одержаного фільтрату розчином HNO₃ не зумовлює утворення осаду АgС1.

Видаляємо I^- та Br^- - йони дією хлорної води в присутності НС1 до повного видалення I₂ і Вr₂:

С1₂ + 2I^-→ 2Сl^- + І₂

С1₂ +2Br^- → 2Сl^- + Вг₂

При цьому І₂ і Вг₂ екстрагуються хлороформом, а в водному розчині залишаються іони NO₃^-. Відділяємо забарвлений хлороформний шар і проводимо аналіз водного розчину. Додаємо кристалик заліза (II) сульфату і концентровану сірчану кислоту (реакцію виконують на предметному склі). Спостерігаємо утворення бурого кільця, що вказує на присутність NO₃^- іонів:

ЗFе²⁺ + NO₃^- + 4Н⁺ →NO↑ + 2Н₂О + 3Fе³⁺

SО₄^2- + Fе²⁺ + NO↑ → [Fe(NO]SО₄

До третьої групи аніонів крім NO₂^- i NO₃^- йонів входять СНзСОО^- — йони. їх виявляють з допомогою розчину FеСl₃. Оскільки червоне забарвлення розчину не спостерігається, роблять висновок про відсутність ацетат-іонів.

Досліджуємо хлороформний екстракт. Він забарвлений в червоно-фіолетовий колір, що вказує на присутність в ньому йоду. Червоно-буре забарвлення брому маскується червоно-фіолетовим і тому для виявлення Вr^- іонів продовжуємо додавати до хлороформного екстракту хлорну воду поки червоно-фіолетове забарвлення хлороформного шару не зникне внаслідок повного окислення йоду до безбарвних іонів ІО₃^-:

І₂ + 5С1₂ + 6Н₂О → ІО₃^- + 10Сl^- + 12Н⁺

При цьому шар хлороформу забарвлюється в характерний для брому червоно— бурий колір. При незначному надлишку хлорної води Вr₂ окислюється до ВrСІ світло-жовтого кольору.

Завдання для самостійного розв'язування

Запропонуйте хід аналізу суміші аніонів (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). Напишіть рівняння відповідних реакцій, вкажіть умови їх виконання, аналітичні ефекти, заважаючі йони.

8.1 PO₄^3-, AsO₄^3-, Cl^-. 8.2 CrO₄^2-, C₂O₄^2-, NO₃^-. 8.3 Cl^-, I^-, Br^-. 8.4 C₂O₄^2-, SO₄^2-. 8.5 CO₃^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, S^2-. 8.6 MnO₄^-, SO₄^2-, NO₃^-. 8.7 NO₃^-, NO₂^-, AsO₄^3-. 8.8 CH₃COO^-, C₂O₄^2-. 8.9 PO₄^3-, SCN^-, NO₃^-. 8.10 CH₃COO^-, C₂O₄^2-. 8.11 NO₃^-, MnO₄^-, CO₃^2-. 8.12 CrO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3-. 8.13 B₄O₇^2-, PO₄^3-, SO₄^2-. 8.14 CO₃^2-, S^2-, S₂O₃^2-. 8.15 PO₄^3-, AsO₃^3-, AsO₄^3-. 8.16 PO₄^3-, S^2-, Br^-. 8.17 CH3COO^-, SO₄^2-, NO₃^-. 8.18 CO₃^2-, CI^-, B₄O₇^2-. 8.19 SO₄^2-, NO₂^-, F^-. 8.20 SO₃^2-, CO₃^2-, C₂O₄^2-. 8.21 C₂O₄^2-, CH₃COO^-, F^-. 8.22 CrO₄^2-, SCN^-, Br^-. 8.23 S₂O₃^2-, PO₄^3-, SO₄^2-, NO₃^-. 8.24 AsO₃^3-, B₄O₇^2-, Cl^-, CH₃COO^-. 8.25 F^-, CO₃^2-, SO₃^2-, NO₃^-. 8.26 CO₃^2-, S^2-, Br^-. 8.27 B₄O₇^2-, F^-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, Cl^-. 8.28 S₂O₃^2-, SO₄^2-, Cl^-, CH₃COO^-. 8.29 SCN^-, C₂O₄^2-, NO₃^-. 8.30 PO₄^3-, SO₃^2-, CO₃^2-, Br^-. 8.31 F^-, C₂O₄^2-, S^2-. 8.32 SO₃^2-, S₂O₃^2-, NO₂^-, I^-. 8.33 C₂O₄^2-, Cl^-, NO₃^-. 8.34 Як розділити та провести ідентифікацію арсенат— та арсеніт-йонів? 8.35 Особливості аналізу суміші сульфат-, сульфіт-, тіосульфат- та сульфід-йонів. Навести схему аналізу та реакції відкриття. 8.36 Чому до визначення аніонів приступають після визначення катіонів? Опишіть виготовлення спеціального розчину "содової витяжки" для аналізу аніонів. Напишіть рівняння реакцій для катіонів Аg⁺, Са²⁺, Sn²⁺, Ві³⁺, Со²⁺ при виготовленні "содової витяжки". 8.37 Визначення бромід- і йодид-йонів хлорною водою. Чому при надлишку хлорної води проходить знебарвлення розчину? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.38 Класифікація аніонів по групах. Групові реагенти на аніони І, II групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). Умови їх виконання. Поясніть умови виявлення аніонів І, II груп, напишіть рівняння реакцій взаємодії SО₄^2-, СОз^2-, Сl^-, І^-, С₂О₄^2- іонів з груповими реагентами. 8.39 Поясніть необхідність проведення систематичного ходу аналізу сірковмісних аніонів при їх сумісній наявності. Напишіть рівняння реакцій розділення і виявлення цих іонів в суміші. 8.40 Поясніть необхідність проведення систематичного ходу аналізу хлорид—, бромід-, йодид-іонів при їх сумісній наявності. Напишіть рівняння

реакцій розділення і виявлення цих іонів в суміші. 8.41 Виявлення нітрит- і нітрат- іонів при їх сумісній наявності. Які іони заважають виявленню цих іонів і чому? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.42 Які аніони виявляють в сухому залишку і чому? Опишіть умови проходження експерименту і напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.43 Аніони нестійких і летких кислот. їх відношення до хлороводневої кислоти. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.44 Проба на аніони, які проявляють окислювальні властивості відносно калію йодиду — АsО₄^3-, NО₂^-, NO₃^-, С₂О₄^2-. Проба на аніони-відновники, які знебарвлюють розчин йоду S₂О₃^2-, SО₃^2-. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.45 В якій послідовності осаджуються з розчину Вr^-, Сl^-, І^- йони при дії групового реактиву (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), та в якій послідовності будуть розчинятись в розчині гідроксиду амонію галогеніди срібла? Відповідь обґрунтуйте. 8.46 До розчину, що містить аніони 2-ої і 3-ої груп (класифікація основана на. розчинності солей барію і срібла), долили розчин нітрату срібла. Випав чорний осад. Осад обробили розчином карбонату амонію. Осад частково розчинився. Осад, що залишився, відцентрифугували. Центрифугат розділили на дві частини. До одної долили декілька крапель азотної кислоти. Спостерігається помутніння. Другу частину обробили хлоридом барію, а потім після відділення утвореного осаду до фільтрату долили розчин хлориду заліза (III). Спостерігається утворення червоно-бурого осаду. Які аніони були присутні в розчині? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.47 До розчину, що містить аніон 3-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили розчин хлориду заліза (III). Спостерігається утворення червоно-бурого осаду. Який аніон присутній в розчині? Напишіть рівняння відповідної реакції. 8.48 В розчині присутні йони I^- та Вr^-. Розчин підкислили сірчаною кислотою,+ долили декілька крапель бензолу і по краплям доливають хлорну воду, кожен раз добре збовтуючи вміст пробірки. Що спостерігається впробірці? Напишіть рівняння відповідних реакцій 8.49 До підкисленого сірчаною кислотою розчину, що містить аніон 3-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили розчин йодиду калію. Спостерігається виділення вільного йоду. Який аніон присутній в розчині? Напишіть рівняння відповідної реакції. 8.50 До розчину, що містить аніон 3-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили розчин хлориду заліза (III). Спостерігається утворення червоно-бурого осаду. Який аніон присутній в розчині? Напишіть рівняння відповідної реакції. 8.51 Запропонуйте хід аналізу розчину, що містить аніони Вr^- і SО₃^2-. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.52 Запропонуйте хід аналізу розчину, що містить аніони NO₂^- i NO₃^-. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.53 До розчину, що містить аніон 2-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили розчин нітрату срібла. Утворився чорний осад, нерозчинний в розчині аміаку, але розчинний при нагріванні в розведеній азотній кислоті. Який аніон присутній в розчині? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.54 Запропонуйте хід аналізу розчину, що містить аніони S^2- і СІ^- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.55 Чи можна виявити хлорид-йони в розчині, який містить бромід-йони, з допомогою розчину нітрату срібла? Якщо можна, то яким чином? 8.56 Запропонуйте хід аналізу розчину, що містить аніони S^2- і Вr^- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.57 Опишіть реакцію виявлення йодид-йонів з допомогою хлорної води. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.58 Чи можна виявити ацетат—аніони з допомогою розчину хлориду заліза (III) в присутності карбонат-йонів? Якщо можна, то яким чином? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.59 До розчину, що містить аніони 2-ої і 3-ої груп (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили 3-4 краплі 2 н. розчину азотної кислоти і 2-3 краплі розчину нітрату срібла. Випав осад. На наявність аніонів якої групи вказує цей аналітичний ефект? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.60 Запропонуйте хід аналізу розчину, що містить аніони S^2- і I^- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.61 Чи можна виявити ацетат—аніони з допомогою розчину хлориду заліза (III) в присутності фосфат-йонів? Якщо можна, то яким чином? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.62 До розчину, що містить аніони 2-ої і 3-ої груп (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили 2-3 кр. розчину сірчаної кислоти і 2-3 краплі розведеного розчину перманганату калію. Розчин знебарвився. На наявність яких аніонів вказує цей аналітичний ефект? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.63 До розчину, що містить аніони 2-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), добавили сірчану кислоту. Виділяється газ, при дії якого на фільтрувальний папір, змочений ацетатом свинцю, спостерігається почорніння. На наявність якого аніону вказує цей аналітичний ефект? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.64 Чи можна хлорид-йони виявити з допомогою оксиду свинцю (IV), якщо в досліджуваному розчині є бромід-йони? Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій. 8.65 Чи можна хлорид—йони виявити з допомогою оксиду марганцю (IV), якщо в досліджуваному розчині є йодид-йони? Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій. 8.66 До розчину, що містить аніон 2-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), добавили розчин нітрату срібла. „Утворився жовтуватий осад, нерозчинний в азотній кислоті і погано розчинний в аміаку. На наявність якого аніону вказує цей аналітичний ефект? Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.67 Яким чином можна видалити з розчину нітрит-йон, щоб він не заважав виявленню нітрат-йону? 8.68 Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються при дії сірчаної кислоти на розчин, що містить нітрит—йон. 8.69 Запропонуйте хід аналізу розчину, що містить сульфіт- і карбонат-йони (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.70 Запропонуйте якісні реакції на фосфат-йон. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.71 Чи можна хлорид-йони виявити з допомогою оксиду марганцю (IV), якщо в досліджуваному розчині є бромід-йони? Відповідь підтвердьте рівняннями реакцій. 8.72 Вкажіть умови і хід виконання якісної реакції на бромід-йон з допомогою хлорної води. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.73 Чи можна виявити ацетат-йони в присутності сульфід-йонів з допомогою розчину хлориду заліза (III)? Якщо ні, то запропонуйте хід аналізу цього розчину. Напишіть рівняння відповідних реакцій. 8.74 Як видалити сульфід-йон з розчину, якщо він заважає виявленню інших йонів? Напишіть рівняння реакції. 8.75 До розчину, що містить аніон 3-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла), долили 2-3 краплі 2 н. розчину сірчаної кислоти, 4-5 крапель розчину йодиду калію і декілька крапель крохмалю. Одержану суміш перемішали. Спостерігаємо інтенсивне-синє забарвлення розчину. Який аніон присутній в розчині? Напишіть рівняння реакції. 8.76 Дайте класифікацію аніонів, в основі якої лежить розчинність солей барію і срібла. Вкажіть групові реагенти. 8.77 Складіть схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: SO₄^2-, СО₃^2-, SO₃^2-(класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.78 Дайте класифікацію аніонів, основану на їх окисно-відновних властивостях. Вкажіть групові реагенти. 8.79 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: SO₄^2-, PО₄^3-, SO₃^2-(класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.80 Напишіть рівняння реакцій виявлення аніонів 1-ої групи (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла) з допомогою групового реагенту. Вкажіть аналітичні ефекти. 8.81 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: SO₄^2-, F^-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.82 Напишіть рівняння реакцій виявлення аніонів 1-ої групи (класифікація основана на окисно-відновних властивостях) з допомогою групового реагенту. Вкажіть аналітичні ефекти. 8.83 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: S₂O₃^2-, СО₃^2-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.84 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону SO₄^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.85 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: C₂O₄^2-, F^-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.86 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону S₂O₃^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.87 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: C₂O₄^2-, F^-, B₄O₇^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.88 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону S^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.89 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: Cr₂O₇^2-, PO₄^3-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.90 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону SO₃^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.91 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: C₂O₄^2-, S₂O₃^2-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.92 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону C₂O₄^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.93 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: C₂O₄^2-, F^-, AsO₃^3- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.94 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону B₄O₇^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.95 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: CO₃^2-, S₂O₃^2-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.96 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону CO₃^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.97 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: C₂O₄^2-, S₂O₃^2-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.98 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону SiO₃^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.99 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: CO₃^2-, AsO₄^3-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.100 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніону F^-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.101 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: Cr₂O₇^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.102 Запропонуйте характерні реакції для виявлення аніонів CrO₄^2-,Cr₂O₇^2-. Напишіть рівняння реакцій і вкажіть аналітичні ефекти. 8.103 Запропонуйте схему ходу аналізу і напишіть рівняння реакцій відкриття наступних аніонів: PO₄^3-, CO₃^2-, SO₃^2- (класифікація основана на розчинності солей барію і срібла). 8.104 Класифікація аніонів за здатністю до утворення малорозчинних сполук, за окислювально-відновними властивостями. Групові реагенти на аніони.