8.1. Экспериментальная часть

8.1.1. Реакции хлорид-иона

Реакция с нитратом серебра. К 2-3 каплям раствора, содержащего хлорид-ионы, добавляют 2-3 капли раствора АgNО₃. Образуется белый творожистый осадок, нерастворимый в НNО₃, но легко растворимый в NН₃, (NН₄)₂СО₃, КСN и Nа₂S₂О₃:

Сl^- + Аg⁺ = АgСl↓;

АgСl + 2NН₃ = [Аg(NН₃)₂]Сl;

АgСl + 2(NН₄)₂СО₃ = [Аg(NН₃)₂]Сl + 2NН₄НСО₃;

АgСl + 2КСN = КАg(СN)₂ + КСl;

АgСl + 2 Nа₂S₂О₃ = Nа₃Аg(S₂О₃)₂ + NаСl.

При подкислении раствора, содержащего Аg(NН₃)₂Сl, раствором НNО₃ снова выпадает осадок АgСl:

Аg(NН₃)₂Сl + 2НNО₃ = АgСl↓ +2NН₄NО₃.

Осадок АgСl темнеет на свету вследствие выделения элементного серебра:

2 АgСl = 2Аg + Сl₂↑.

Реакция с сильными окислителями. В пробирку вносят 2-3 капли раствора NаСl, прибавляют немного диоксида марганца или перманганата калия, или диоксида свинца и 2 капли концентрированной Н₂SО₄. Нагревают пробирку с этой смесью. Осторожно обнаруживают хлор по запаху и йодкрахмальной бумажкой, поднесенной к отверстию пробирки. На бумаге возникает синее пятно. Реакцию следует проводить под тягой.

2МnО₄^- + 10Сl^- + 16Н⁺ → 5Сl₂ + 2Мn²⁺ + 8Н₂О;

МnО₂ + 2Сl^- + 4Н⁺ → Сl₂ + Мn²⁺ + 2Н₂О;

Сl₂ + 2J^- → 2Сl^- + J₂.

8.1.2. Реакции бромид-иона

Реакция с нитратом серебра. К 2-3 каплям раствора, содержащего бромид-ионы, добавляют 2-3 капли раствора АgNО₃. Образуется бледно-желтый осадок. Окраска осадка зависит от размеров частиц.

Аg⁺ + Вr^- → АgВr.

Часто осадок получается белым, он нерастворим в НNО₃, малорастворим в NН₃, хорошо растворим в Nа₂S₂О₃ с образованием тиосульфатного комплекса серебра (I) [Аg(S₂О₃)₂]^3-:

АgВr + 2S₂О₃^2- → [Аg(S₂О₃)₂]^3- + Вr^-.

Предел обнаружения бромида – 5 мкг.

Реакция с сильными окислителями. К 1-2 каплям раствора, содержащего бромид-ионы, прибавляют 2-3 капли 1М раствора Н₂SО₄ и 1-2 капли хлорной воды, раствор буреет вследствие выделения свободного Вr₂. Добавляют несколько капель СНСl₃, ССl₄ или С₆Н₆ и встряхивают. Слой органического растворителя окрашивается в оранжевый цвет. Предел обнаружения бромида – 50 мкг.

2Вr^- + Сl₂ = Вr₂ + 2Сl^-.

При избытке хлорной воды бурая окраска раствора исчезает, так как Вr₂ окисляется до ВrCl:

Вr₂ + Сl₂ = 2 ВrCl.

В качестве сильных окислителей можно применять КМnО₄, МnО₂, КВrО₃, NаСlО и др.

8.1.3. Реакции иодид-иона

Реакция с нитратом серебра. К 2-3 каплям раствора, содержащего иодид-ионы, добавляют 2-3 капли раствора АgNО₃. Образуется желтый осадок, нерастворимый в НNО₃ и NН₃, но хорошо растворимый в КСN и Nа₂S₂О₃:

J^- + Аg⁺ → АgJ↓.

Предел обнаружения иодида – 1 мкг.

Реакция с нитратом свинца. В пробирку вносят 2-3 капли раствора КJ, прибавляют 1-2 капли раствора Рb(NO₃)₂. Образуется желтый осадок иодида свинца РbJ₂:

2J^- + Рb²⁺ → РbJ₂↓.

Осадок растворяется в воде при нагревании. При охлаждении раствора иодид свинца выделяется в виде красивых золотистых чешуйчатых кристаллов (реакция «золотого дождя»).

Реакция с сильными окислителями. К 1-2 каплям раствора, содержащего иодид-ионы, добавляют 2-3 капли 1М раствора Н₂SО₄, 1-2 капли хлорной воды и несколько капель СНСl₃, ССl₄ или С₆Н₆ и встряхивают. Слой органического растворителя окрашивается в фиолетово-розовый цвет:

2J^- + Сl₂ = 2Сl^- +J₂.

При дальнейшем добавлении хлорной воды окраска исчезает, так как J₂ окисляется до иодат-иона:

J₂ + 5Сl₂ + 6Н₂О = 2JО₃^- + 10Сl^- + 12Н⁺.

Возможно обнаружение Вr^- и J^- при совместном присутствии. При постепенном действии на раствор, содержащий Вr^- и J^-, хлорной воды слой органического растворителя вначале окрашивается в фиолетово-розовый цвет (J₂), потом обесцвечивается, и, наконец, появляется оранжевая окраска (Вr₂).

Предел обнаружения иодида – 40 мкг.

8.1.4. Реакции сульфид-иона

Реакция с нитратом серебра. К 1-2 каплям раствора, содержащего сульфид-ионы, прибавляют 1-2 капли раствора АgNО₃. Образуется черный осадок Аg₂S, нерастворимый в NН₃, КСN и Nа₂S₂О₃, но растворимый при нагревании в 2М растворе НNО₃.

S^2- + 2Аg⁺ = Аg₂S↓;

Аg₂S + 4НNО₃ = 2АgNО₃ + S +2NO₂ + 2Н₂О.

Реакция с ацетатом свинца. В пробирку помещают 2-3 капли Nа₂S и такой же объем 2М раствора НСl. Ощущается характерный запах сероводорода.

S^2- + 2Н⁺ ↔ Н₂S.

При избытке ионов водорода равновесие смещается вправо, и образующийся сероводород удаляется из сферы реакции.

К отверстию пробирки подносят полоску фильтровальной бумаги, смоченной раствором ацетата свинца. Бумага чернеет вследствие выделения черного сульфида свинца:

Н₂S + (СН₃СОО)₂Рb → РbS + 2СН₃СООН.

Реакция с солями кадмия. К 1-2 каплям раствора, содержащего сульфид-ионы, прибавляют 1-2 капли раствора СdSO₄, СdCl₂ или небольшое количество СdСО₃. Образуется желтый осадок, растворимый в концентрированной НСl или разбавленной НNO₃:

S^2- + Сd²⁺ = СdS↓;

СdS + 4НСl = Н₂СdCl₄ + Н₂S↑;

3СdS + 8НNO₃ = 3Сd(NO₃)₂ + 3S + 2NО + 4Н₂О.

Реакция с нитропруссидом натрия. В пробирку вносят 2-3 капли свежеприготовленного раствора Nа₂S или (NН₄)₂S, прибавляют 3-4 капли раствора NаОН или аммиака и каплю раствора нитропруссида натрия Nа₂[Fe(CN)₅NO]. Раствор окрашивается в фиолетовый цвет с образованием комплексного аниона состава [Fe(CN)₅NOS]^4-:

S^2- + [Fe(CN)₅NO]^2- ↔ [Fe(CN)₅NOS]^4-.