П.П. Коростелев - Химический анализ в металлургии (1110111), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Растворы сульфидов, образованные сильными основаниями, вследствие гндролиза имеют снльнощелочную реакцию. Сульфиды многих металлов труднорастворимы в воде, кислотах и щелочах, что используется для группового разделения катионов по сульфидной классификации. Сульфид-ион является восстановителем; он способен окисляться до свободной серы, до сернистого ангидрида или да- 81 о — 32 же до серной кислоты. Например, сероводородная вода мутнеет при длительном хранении на воздухе вследствие окисления кислородом воздуха до свободной серы: 2НеЗ + О, = !25+ 2Н,О. Н итр а т сер е бр а АдХОв.
Дает с ионами Зе — черный~ осадок сульфида серебра Ап,8. Осадок нерастворим в ам-! миаке и холодной разбавленной НЬ)Ов. Осадок растворяется при нагревании в разбавленной азотной кислоте: ЗАде$ +- ! 4Н)ЧОв = ЗНе804 + бАйХОв + ЗЬ)0 + 4Н,О. К и ел о т ы. Разбавленные НС! и Нт804 разлагают многие сульфиды с выделением газообразного сероводорода НВ: Ге8 + 2НС! = ГеС!е + "Не8. Сероводород обнаруживают по запаху тухлых яиц или по почернению полоски фильтровальной бумажки, смоченной раствором ацетата свинца РЬ(СН,СОО)ю вследствие образования черного сульфида свинца: Не8 + 1гЬ(СНвСОО)е = «РЬБ + 2СНьСООН Бумажку подносят к отверстию пробирки, из которо выделяется сероводород.
С о л и к а д м и я. Образуют с ионами Ьт- ярко-желты осадок сульфида кадмия Сд5. Если осадок отфильтровать и обработать раствором сульфата меди СпЯО„то он почернеет вследствие образования менее растворимого суль- '~ фида меди Сп8: Сс!8+ Сп80 = Сп$ + СбЗОю О кисл ение ионов Ят —. Если к раствору сульфида добавить небольшое количество хлорной, бромной или иодиой воды и нагреть, то раствор становится мутным вследствие выделения из него свободной серы.
Такую же реакцию дает добавление концентрированной НЬ!Ов или НеО,; Вгя+ Зв —,'5+ 2Вг ЗНе5+ 2НМОв =,'35+ 2МО+ 4НвО. Контрольные вопросы 1. Какие внионы входят во вторую вивлнтическую группу? 2. Что является групповым реегентом на внионы второй аналитической группы? 3. Каковы реакции анионов второй группы с нитратом серебра? 4. Квк реагируют анионы второй группы с окнслителями? 5. Квк анализируют нерастворимые соединения, содержащие внионы второй группы? 32 я 27.
Анализ смеси анионов второй группы Обнаружение Ьт . В отдельной порции раствора обнаруживают реакцией с ннтратом свинца или серебра, можно окислением до свободной серы (см. выше). Обнаружение Вг и 1 . К отдельной порции раствора добавляют бензол, по каплям концентрированную Йт$04 и хлорную воду и встряхивают раствор. Если после разделения слоев в результате отстаивания верхний слой бензола окрашивается в фиолетовый цвет, то в растворе содержится иод, если цвет коричневый — бром, если цвет грязно-синий или зеленый, — тот и другой (1 и Вг ). 0 б н а р у ж е н и е 1 —. В отдельной порции раствора действием концентрированной Нт504 или нитритом К)хОе (или Ь!аХОт) в присутствии разбавлеяной Нт804. Выделившийся иод обнаруживают крахмальной бумагккой.
0 б н а р у ж е н и е Вг . При отсутствии в растворе ионов 1 обнаружение проводят окислеяием бромид-иона до свободного брома действием хлорной воды или пермаиганата калия. При наличии в растворе ионов 1- к пробе раствора прибавляют раствор АцХОв, а затем избыток аммиака. Нз выпавшего вначале осадка хлорид серебра и часть бромида серебра переходят в раствор. Оставшийся осадок А 1 АдВг отфильтровывают, к фильтрату добавляют концентрированную Не504 до кислой реакции, затем х ри хло— ную воду и бензол. После встряхивания и отстаивания на поверхности появляется желтый или коричневый бензольный слой; если брома в растворе не имеется, то слой остается бесцветным. 0 б н а р у ж е н и е С! .
При отсутствии в растворе ионов Вг — отдельную порцию раствора подкисляют азотной кислотой, добавляют раствор АпЬ!Ов до полного осаждения (АпС!, Ад1, Ацт8). Осадок отфильтровывают и промывают. Осадок на фильтре обрабатывают аммиаком для растворения АпС!. К полученному аммиачному раствору добавляют Н!т!Ов до кислой реакции — выпадает осадок или белая муть АпС!. Можно добавить к аммиачному раствор серебра раствор иодида калия К! до появления у желтого осадка Ап1. При наличии в растворе ионов Вг- после осаждения серебром осадок отфильтровывают и растворяют его раствором реактива Фаургольта (0,25 моль/л аммиака, 0,0! моль!л нитрата серебра и 0„25 моль/л нитрата калия) и далее обнаруживают С1, как описано выше.
$28. Реакции анионов третьей группы Реакции нитрат-иона МОз Нитрат-ион является анионом азотной кислоты Н(чОт представляющей собой сильную одноосновную минеральную кислоту; кроме того, она является сильным окислителем и способна окислять многие вещества. Ее применяют в анализе для растворения металлов н сплавов, многих сульфидов, не растворимых в НС1 или Нт50о Она восстанавливается до диоксида азота ХОт или оксида азота НО. Диоксид азота образуется при окислении веществ концентрированной НХОМ оксид азота — разбавленной. Иногда восстановление азотной кислоты происходит до свободного азота Кт и даже до аммиака с образованием в избытке кислоты нитрата аммония ХН4ХОР Соли азотной кислоты, называемые нитратами, почти все растворимы в воде (исключение составляют основные соли висмута, сурьмы и ртути).
Для определения НО,— применяют реакции окисления. Медные стружки и серная кислота. Краствору нитрата добавляют концентрированную Нт804 и немного стружки металлической меди. При нагревании смеси из пробирки выделяются бурые пары ХОт, хорошо видные, если пробирку рассматривать над листом белой бумаги сверху.
Раствор окрашивается в голубой цвет вследствие окисления меди до иона Спт4. Если реакция протекает слишком бурно, во избежани разбрызгивания необходимо прекратить нагревание: 2140з + 8Н++ ЗСп = ЗСп ++ 2ХО+ 4НтО. На воздухе ХО окисляется до МОт: 2ХО+ О, = 2МОт. Дифенилам ни (СеНа)тИН. Дает с ионами Х интенсивное синее окрашивание. На часовое стекло ил фарфоровую пластинку помещают 2 — 3 капли 1 о/е-но раствора дифениламина в концентрированной Нт804, кап лю исследуемого раствора и перемешивают их. Образую щаяся азотная кислота (под действием Нт804) окисляет дифениламин с появлением синего окрашивания. Реакцию можно проводить в фарфоровой чашке.
Реакция очень чувствительная, но не специфична; он получается под действием и других анионов окислителей ХО., МпΠ—, СгО'— 84 инк магний или алюминий. Восстанавлива ют нит ат-ионы о аммиака. К раствору соли нитрат- иона приливают концентрированный раствор едкой щело- чи, добавляют цинковой пыли или порошка магния или алюминия и нагревают. При этом из раствора выделяется аммиак, который определяют по запаху или по посинению красной лакмусовой бумажки. реакции иитрит-иона МО, Нитрит-ион является анионом азотистои кислоты НЫ НМО А истая кислота в свободном состоянии неизвестна; она зот мож у ет существовать только в холодных водных раств р ы, на в которых проявляет свойства кислоты средней силы, 0 легко разлагается в момент образования (например, под "ствием кислот на ее соли) на азотистый ангидрид и во- деист окси- ду.
. Азотистый ангидрид разлагается с образованием да и диоксида азота: 2Н!МОт = )40 + ХОт + Н,О, Соли азотистой кислоты, называемые нитритами, зна- чительно устойчивее азотистой кислоты. Все нитриты хошо растворимы в воде, кроме интрига серебра, легко рошо р астваряющегося при нагревании. Труднорастворим раств являются некоторые комплексные соли, например ме кобальт- нитриты Ка[Со(ХОт)а), (МН4)а[Со(ЫОт)а) и др. зотистая кислота реагирует иногда как окислитель, иногда как вос- становитель. Кислоты. Разлагают все соли азотистой кислоты на холоду с выделением бурых паров ХОт (см.
выше). ° Иодид калия К1. В присутствии серной кислоты окисляется нитрит-ионом с выделением свободного иода: 2Г + 2МО; + 4Н = 1т + 2НО + 2Н,О, При добавлении раствора интрига к подкисленному раствору вору К1 выделяется иод, окрашивающий раствор в желтый цвет. При взбалтывании такого раствора с с хло- роформом последний окрашивается в красно-фиолетовый цвет. Иод можно узнать по синему окрашиванию раствора крахмала или крахмальной бумажки. Сульфаниловая кислота и а-нафтиламин. Образует с ионами НО,— ярко окрашенный азокраситель.
Для выполнения реакции к исследуемому раствору нитри- та добавляют растворы сульфаниловой кислоты и сс-наф- тиламина. Появляется характерная красная окраска (ино- гда спустя некоторое время). 85 Разрушение ионов ХО;. с применением м о ч е в и н ы. К исследуемому раствору сначала прибав ляют концентрированный раствор мочевины (карбамида)' затем осторожно по стенке пробирки разбавленную НзЗОа При этом из раствора бурно выделяются газы: 2ХО + НзЗО, = 2Н7чОз+ ЗОч СО(КНз)з + 2НХОз = "СО, + 12Хз + ЗНзО.
реакции ацетат-иона СнзСОО- Ацетат-ион является аяионом уксусной кислоты СНзСООН. Безводная уксусная кислота при температуре ниже 16,6'С представляет собой кристаллическое вещество в виде белых блестящих пластинок, поэтому она называется ледяной уксусной кислотой. При температуре выше 16,6'С она превращается в прозрачную жидкость, Кислота обладает острым специфическим запахом. Уксусная кислота относится к слабым кислотам. Константа диссоциации ее К=1,86 10 '.
Соли уксусной кислоты называются ацетатами, они почти все хорошо растворнмы в воде. Малорастворим ацетат свинца. Труднорастворимы основные соли, например Ре(ОН)зСНзСОО, А! (ОН),СНзСОО и др. С е р н а я к и с л о т а НзЗОь. Разбавленная и концентрированная Нз804 выделяет свободную уксусную кислоту из ее солей, которая улетучивается при нагревании и узнается по характерному запаху «уксуса», Реакцию можно провести с сухим веществом, растирая исследуемую смесь в ступке с небольшим количеством сухого ХзНЗ04 или КНЗОь (эти соли можно предварительно приготовить в ступке путем растирания сухого ИазЗО, или Кз504 с концентрированной Нз$04 в эквивалентных количествах). Железа хлорид РеС1з. Дает с ацетат-ионом красно-бурую окраску.
Прн разбавлснии раствора водой и нагревании вследствие гидролиза выпадает осадок основной соли железа; ЗСНзСООМа + РеС1з + 2Н,О-ь- „'Ре(ОН)вСН СОО -1- + 2СНзСООН + ЗН,О; ЗСН,СОО + Ре ~+ 2НзО-ь(Ре(ОН)зСНзСОО+ 2СНзСООН. Реакции мешают ионы тиоцианата ЗС)х) —, также дающие красную окраску, и ионы 1, которые окисляются 8б ионами Резь до свободного иода 1з, имеющего краоно- буРУ ую окраску, сходную с окраской ацетата железа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
