Аналитические реакции анионов II группы

9.2.1 Аналитические реакции аниона хлорида Cl⁻

Анион Cl⁻ является анионом сильной одноосновной соляной кислоты HCl; в водном растворе анион не имеет окраски, не подвергается гидролизу, обладает восстановительными свойствами. Большинство хлоридов металлов растворимы в воде.

1. Реакция с нитратом серебра. Анион хлорида образует с катионами серебра Ag⁺ белый осадок хлорида серебра:

Cl⁻ + Ag⁺ → AgCl↓.

белый ос.

Осадок при долгом нахождении на свету темнеет вследствие образования мелкодисперсного металлического серебра. Осадок растворяется в избытке аммиака, в растворе карбоната аммония и тиосульфата натрия с образованием растворимых комплексных солей.

2. Реакция окисления. Анионы хлорида окисляются сильными окислителями (обычно в кислой среде) до молекулярного хлора:

2 MnO₄⁻ + 10 Cl⁻ + 16 H⁺ → 2 Mn²⁺ + 5 Cl₂↑ + 8 H₂O. (9.27)

Аналитический признак реакции – выделение пузырьков газа-хлора, который можно обнаружить визуально или по изменению цвета влажной индикаторной бумаги.

3. Реакция с бихроматом калия. Анионы хлорида образуют с бихроматом калия в кислой среде летучее соединение – хлорид хромила CrO₂Cl₂ (пары´ бурого цвета):

K₂Cr₂O₇ + 4 NaCl + 3 H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2 CrO₂Cl₂↑ + 2 Na₂SO₄ +

+ 3 H₂O. (9.28)

Реакция протекает лучше, если для нее использовать концентрированные растворы реагентов.

9.2.2 Аналитические реакции аниона бромида Br⁻

Анион бромида – анион сильной одноосновной бромоводородной кислоты HBr; в водных растворах бесцветный; не подвергается гидролизу; обладает восстановительными свойствами. Большинство бромидов металлов хорошо растворимые в воде.

1. Реакция с нитратом серебра. Анионы бромида при взаимодействии с катионами серебра образуют осадок бромида серебра желтоватого цвета:

Br⁻ + Ag⁺ → AgBr↓.

желтоватый ос.

Осадок практически не растворяется в воде, в азотной кислоте, в растворе карбоната аммония; частично растворяется в концентрированном растворе аммиака; хорошо растворяется в растворе тиосульфата натрия.

2. Реакция с сильными окислителями. Сильные окислители (перманганат калия, хлорная вода и другие) в кислой среде окисляют анионы бромида до молекулярного брома:

10 Br⁻ + 2 MnO₄⁻ + 16 H⁺ → 5 Br₂ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O; (9.29)

2 Br⁻ + Cl₂ → Br₂ + 2 Cl⁻. (9.30)

Образующийся бром можно экстрагировать из водной фазы с помощью органического растворителя, не смешивающегося с водой. Органический слой приобретает желто-бурую окраску. Проведению данной реакции мешают другие анионы-восстановители (например, SO₃²⁻).

9.2.3 Аналитические реакции аниона иодида I⁻

Анион иодида – анион сильной одноосновной йодоводородной кислоты HI; в водных растворах он бесцветный; не подвергается гидролизу; обладает восстановительными свойствами. Иодиды большинства металлов хорошо растворимы в воде.

1. Реакция с нитратом серебра. Анионы иодида осаждаются с помощью катионов серебра в виде желтого осадка иодида серебра AgI:

I^- + Ag⁺ ® AgI¯.

Осадок не растворяется в воде, в азотной кислоте и растворе аммиака; растворяется в растворе тиосульфата натрия и в избытке ионов иодида.

2. Реакция с окислителями. Окислители (хлорная вода, перманганат калия, нитрит натрия) в кислой среде окисляют ионы иодида до свободного йода:

2 I^- + Cl₂ ® I₂¯ + 2 Cl^-; (9.31)

10 I^- + 2 MnO₄^- + 16 H⁺ ® 5 I₂¯ + 2 Mn²⁺ + 8 H₂O; (9.32)

2 I^- + 2 NO₂^- + 4 H⁺ ® I₂¯ + 2 NO­ + 2 H₂O. (9.33)

Выделяющийся во время реакции свободный йод окрашивает раствор в желто-коричневый цвет или при избытке выпадает в осадок в виде черно-фиолетовых кристаллов. Молекулярный йод можно экстрагировать из водной фазы с помощью органического растворителя, который не смешивается с водой. Органический слой окрашивается при этом в фиолетовый цвет.

При избытке окислителя (например, хлорной воды) образующийся йод окисляется далее до йодноватой кислоты HIO₃, и раствор йода обесцвечивается:

I₂¯ + 5 Cl₂ + 6 H₂O ® 2 HIO₃ + 10 HCl. (9.34)

Проведению данной реакции мешают анионы сульфита.

3. Другие реакции анионов иодида. Анионы иодида с солями ртути (II) образуют осадок HgI₂ красного цвета; с солями ртути (I) образуют Hg₂I₂ – осадок зеленого цвета.

Продукты основных аналитических реакций анионов второй группы представлены в таблице 9.4.

Таблица 9.4

Продукты некоторых аналитических реакций анионов II группы