П.П. Коростелев - Химический анализ в металлургии (1110111), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Перманганат-ион Мп04 в кислом растворе восстанавливается до бесцветного иона Мир+, окисляя сульфит-ион до сульфат-иона: 5504 + 2Мп04 + 6Н+ = = 5504 + 2Мп'++ ЗН,О. Сульфиды выделяют Н,Я, который также обесцвечивает КМп04. Тиосульфат под действием кислот выделяет 50ь Таким образом, в присутствии 5'- и 5,0т эта реакция неприменима. Растворы иода и бром а (иодная и бромная вода). Обесцвечиваются сульфит-ионом, так как восстанавливаются до бесцветных ионов 1- и Вг-; Рис. Ь Прибор дии обнаружении иоио зо (и сп ) 50ра +1 +НО=504 +2Г+2Н+.
Сульфит-ион при этом окисляется до сульфат-иона. Ц и н к. В присутствии НС1 восстанавливает сульфит-ион до сульфид-иона, который может быть открыт по запаху или по реакции с ионом РЬ'+. К раствору сульфнта прибавляют 2 н. раствор НС! и гранулу металлического цинка, При нагревании в пробирке протекают реакции," Ыар504 + 2НС1 = 2ИаС! + 504 + НрО' 32п + бНС! + БОи = ЗХпС14 + 'Н,5 + 2Н,О. Выделяющийся сероводород обнаруживают по запаху или по почернению фильтровальной бумажки, смоченной раствором ацетата свинца РЬ(СН,СОО),: Нр5+ РЬ(СН,СОО), = 1РЬ5 + 2СНзСООН.
Реакции мешают ионы 8' и 540з бтаакцнн тносуньфат-нона Б,О' Тиосульфат-ион является анионом тиосерной или сернопатистой кислоты НтБтОь В этой кислоте один атом серы, положительно шестивалентный, а второй отрнцательно1 двухвалентен. Тиосульфат-ион можно рассматривать как~~ сульфат-ион, в котором один атом кислорода заменен отри-' цательно двухвалентной серой. Структурное строение суль-,': фат- (1) и тиосульфат-ионов (2); — 5 и 3 — а б оо 5 — б Тиосерная кислота чрезвычайно неустойчива и в свободном состоянии существовать не может. Она разлагается иа сернистую кислоту н элементную серу: Н,Б,О, = Н,БО, + Б.
Сернистая кислота распадается на БОа и НаО, поэтому при действии кислот на растворы тиосерной кислоты выде- . ляются свободная сера и сернистый газ Соли тиосерной кислоты называются тиосульфатами. Техническое название нх — гнпосульфиты — является не- ~ правильным. Н и т р а т с е р е б р а А8ХОз. Добавление избытка дает ' белый осадок тиосульфата серебра. Осадок желтеет, за- тем буреет и становится черным вследствие превращений в сернистое серебро: БаОз + 2Ад+ = (АдаБаОа, АйаБаОа + Н,О = Н,БО, + АдтБ.
Осадок растворим в избытке тиосульфата с образова-; нием комплексных ионов [Ая(БаОаЦ- н [Ацт(БтОа)а)~-, по- этому осадок может выпасть только в присутствии избытка осадителя (АдХОа). К н с л о т ы. Из растворов тиосульфатов выделяют сво- бодную тиосерную кислоту, которая распадается на серу, сернистый газ и воду: 1ь)анБаОа+ 2НС1 = НтБтОт + 2ХаС1; НаБа03 ь' тБ + (БОт + Н$0 Выделившаяся сера вызывает помутнение раствора'. оно' наступает тем быстрее, чем больше концентрация кислоты и выше температура раствора.
Реакция позволяет открыт вать ион Бт01 в присутствии иона БОз . В присутствии иона БОз также выделяется БОп но сера при этом не об разуется. Раствор иода. Обесцвечивается ионом БрОз, при-' чем тиосульфат-ион количественно окисляется до тетратион наг-иона Б40а: 2)чатБтОа + 1, = КатБ„О, + 25)а1. Реакция имеет широкое применение в количественном анализе. П е Р м а н г а н а т к а л и Я КМпОР Обесцвечиваетс5б ионом БтОа, при этом тиосульфат-ион окисляется до суль фат-иона БОт4 .. 8МпО~ + 5БаО~ + 14Н+= 8Мп'++ 1050, '+ 7НлЭ; Схема перераспределения электронов: БаС6 + 5НаΠ— 8е= 2БО' ,+ 10Н+ Мп04 + 8Н + 5е= Мпт++4НтО ~8 В щелочной среде МпО„ восстанавливается дсу МпО(ОН), и выпадает в виде бурого осадка. Реакцнн карбонат-нона СОз Карбонат-ион является анионом угольной кислотьб НтСОь которая в свободном состоянии не известна; она существует только в водном растворе.
При получении ее из солей она распадается на угольный ангидрид СО (диоксид углерода) и воду. Водные растворы солей угольной кислоты имеют спльнощелочную реакцию вследствие гидролиза; СОт +Н,О=НСС~ +ОН (1-я ступень); НСОа + Н 0 = Н СОа+ ОН (2-я ступень). 0,1 н. растворы КатСО, и КтСО, имеют рН=11,6. Разбавленные кислот ы. Разлагают все карбоь наты, при этом выделяется СОп который можно обнаруэ жить по помутнению известковой или баритовой воды: ХатСОа + 2Н)чОа = 21хаХОа+ СОт+ НтО. Растворы Са(ОН)г или Ва(ОН)г мутнеют вследствие образования осадков СаСОа или ВаСОв.
СО, + Са(ОН), = (СаСОа + Н,О. Для выполнения реакции в пробирку с газоотводной ,' трубкой (см. рис. 2) помещают немного исследуемого рас- . твора (или твердого вещества) и приливают разбавленной кислоты (например, ННОг). Пробирку закрывают проб- ' кой и погружают газоотводную трубку в другую пробирку с насыщенным раствором Са(ОН)г или Ва(ОН)г. Пробирку с реакционной смесью помещают в стакан с горячей водой. Известковая или баритовая вода до опыта должна быть совершенно прозрачной. Пригодность из-, вестковой пли баритовой воды предварительно проверяют ' продуванием выдыхаемого воздуха изо рта с помощью стеклянной трубочки. Вода от продувания должна помутнеть. Если пропускать большой избыток СО„то возникшая ' муть СаСОв или ВаСО,, может исчезнуть вследствие обра-:.
зования растворимых Са(НСО,)г или Ва(НСО,). Обнаружение ионов СОг в присутствии ~ ионов $0зз и $404, Ионы 50г зи ВгОа под действием кислот выделяют сернистый газ, который так же, как и СОг, дает с известковой или баритовой водой белые осадки (муть) Са504 или ВаЯОв. После обнаружения этих ионов для их окисления прибавляют 2 — 3 капли раствора НгОг и кипятят раствор 2 — 3 мин.
Ионы 30а и БгОз' при этолг окисляются до ионов 504 . Далее ведут определение СО;; -, как описано выше. Реакции фосфат-иоиа РО4 Фосфат-ион является анионом ортофосфорной кислоты НвРО,. Она трехосновна и образует три ряда солей: фос- ' фаты (трехзамещеиные) ХавР04, Сав(Р04)г и др.; гидро- фосфаты (двузамещенные) Р!агНР04, СаНР04 и др,; дигид-; рофосфаты (однозамещенные) Р(аНгРО„Са (НгР04) г. Ба р ия хлор ид ВаС1г. Образует с растворо ХагНР04 белый аморфный осадок гидрофосфата бар ВаНР04. Осадок растворим в соляной, азотной и уксусно кислотах. Н и т р а т с е р е б р а Апов. Дает желтый осадок фо сфата серебра АигР04, растворимый в азотной кислот и аммиаке, но нерастворимый в уксусной кислоте, Ма гнев на льна я смесь (раствор смеси МиС1г, ХН4С! и ЫН40Н), Выделяет белый кристаллический осадок фосфата магний-аммония МцНН4Р04.
Осадок легко' рас' творим в кислотах, но нерастворим в аммиаке. Моли бденовая жидкость (раствор молибдатя аммония в азотной кислоте). Образует с фосфат-ионом пр44 на~резании характерный желтый кристаллический осадок фосфоромолибдата аммония (НН4) вН4(Р (МогОт) 41: Р04 + ЗНН~~ + 12Мо04 + 24Н =,(НН,),Н,(Р(М,О,),1 + 1ОН,О.
Осадок растворим в растворах едких щелочей, аммиак и в избытке фосфата, нерастворим в азотной кислоте. Для проведения реакции 2 — 3 мл молибденовой жидкости нагревают до 50 — 60'С и прибавляют к ним по каплям не более О,3 мл исследуемого раствора, Прибавляют немного сухого нитрата аммония КН4ХОв и дают постоять. Появление через некоторое время желтого осадка является при-' знаком присутствия иона Р04г . Аналогичная реакция происходит с ионом Аз04 (сме реакции мышьяка). Реакции берат-ивков В„Ог и ВОг Борная кислота (ортоборная) НаВОа представляет со-' бою твердое кристаллическое вещество белого цвета (че-* шуйки с перламутровым блеском); довольно хорошо ра-: створнма в горячей воде.
Соли борной кислоты — бораты — являются производ-' ными не ортоборной кислоты НгВО,, а метаборной НВОг или тетраборной кислоты НгВ,Оь Соли ортоборной кислоты в чистом виде не известны. Водные растворы боратов имеют сильнощелочную реакцию вследствие гидролиза. К у р к у м о в а я б у м а г а. Смоченная водным раство-' ром борной кислоты не изменяет своей окраски. После вы-' сушивания окрашивается в красно-бурый цвет. Под дейст-' вием раствора щелочи окраска изменяется в сине- или серо-' черную в зависимости от концентрации борат-иона.
Каплю исследуемого раствора, подкисленную добавлением НС1, помещают па полоску куркумовой бумажки и высушивают ее. Смачивают бумажку каплей 1 %ч4ого раствора НаОН. Если красно-бурая окраска переходит в сине- или серо-чер-' ную, то это указывает на присутствие борат-ионов.
Реакция окрашивания пламени. Концентри~ рованная Нг504 и этанол при нагревании ссухим боратом образуют борный эфир, который окрашивает пламя в характерный зеленый цвет. С метиловым спиртом образуется борно-метиловый эфир по уравнению: СН,О(Н НО Си,а Снзб Н + НΠ— В = СН,Π— В + ЗН,О. СН,О~Н ЙО Снтб Аналогичным образом с этанолом получается борно-этиловый эфир (СтНзО)зВ.
Для выполнения реакции выпаривают досуха в фарфоровой чашке (в вытяжном шкафу) -1 мл исследуемого р створа. К сухому остатку добавляют 1 мл концеитрирова ной НтЗОз и 1 мл спирта (лучше метилового). Смесь пер мешивают и поджигают. В присутствии борат-.иона плам окрашивается в зеленый цвет. Бария хлор ид ВаС!т. Дает с раствором тетрабората натрия белый осадок метабората бария Ва(ВОт)~.. ХазВ40т + ВаС), + ЗН,О =- „Ва(ВО,), + ЗН,ВОа + 2ХаС!. Метаборат бария растворим в кислотах (кроме НтБОч), в избытке хлорида бария и в растворе хлорида аммония. Н и т р а т с е р е б р а АдХОз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
