1.3.6. Открытие карбоната и гидрокарбоната

Карбонаты и гидрокарбонаты при действии любых минеральных кислот и многих карбоновых кислот выделяют углекислый газ. Выделение CO₂ можно обнаружить по помутнению известковой воды (насыщенный раствор гидроксида кальция). Помутнение этого раствора обусловлено образованием карбоната кальция, выпадающего в осадок.

CO₃^2– + 2H⁺ → CO₂ + H₂O

CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O

Второй фармакопейный метод открытия карбонатов и гидрокарбонатов позволяет также отличить их друг от друга. Этот метод основан на том, что карбонаты щелочноземельных металлов нерастворимы в воде, а гидрокарбонаты растворимы. Однако, при температуре выше 85С гидрокарбонаты любых металлов разлагаются с образованием карбонатов, что сопровождается помутнением раствора.

Mg(HCO₃)₂ → MgCO₃↓ + H₂O + CO₂

Третий метод не позволяет открыть карбонат- и гидрокарбонат-ионы, но позволяет отличить их друг от друга. Он основан на том, что карбонаты растворимые в воде (только соли калия, натрия и аммония) имеют сильнощелочную реакцию, например, 0,1н раствор Na₂CO₃ имеет рН  11,6. Растворы гидрокарбонатов имеют реакцию близкую к нейтральной. Поэтому растворы карбонатов окрашиваются в красный цвет при добавлении раствора фенолфталеина, а растворы гидрокарбонатов нет.

1.3.7. Открытие нитрата

Для открытия нитрат-иона ГФXI приводит два метода и метод, позволяющий отличить нитрат-ион от нитрит-иона. Среди лекарственных веществ есть соли азотной кислоты как минеральные (висмута нитрат основной), так и с органическими основаниями (стрихнина нитрат, секуринина нитрат, нафтизин). Кроме того, к производным азотной кислоты относятся эфиры азотной кислоты (органические нитраты), которые не диссоциируют с образованием иона нитрата, но легко гидролизуются кислотами с образованием азотной кислоты. К эфирам азотной кислоты относятся нитроглицерин, нитросорбид, эринит и др. Эти препараты также дают положительные реакции на нитрат-ион.

В основе первого метода лежит реакция окисления дифениламина нитрат-ионом в среде концентрированной серной кислоты с образованием красителя синего цвета. Процесс образования синего красителя протекает в 3 стадии:

1. окисление дифениламина нитрат-ионом до тетрафенилгидразина;

2. бензидиновая перегруппировка тетрафенилгидразина в N,N'-дифенил-бензидин;

3. окисление N,N'-дифенилбензидина нитрат-ионом до красителя синего цвета.

Ключевой стадией в этом процессе является бензидиновая перегруппировка тетрафенилгидразина, которая осуществляется в концентрированной серной кислоте. Причем скорость реакции пропорциональна концентрации кислоты. При концентрации серной кислоты менее 60% скорость перегруппировки падает настолько, что метод становится непригодным для обнаружения нитратов. Отсюда вытекает правило практической работы - не проводить эту реакцию в мокрой пробирке.

Эту же реакцию дают любые окислители, стандартный окислительно-восста-новительный потенциал пары которых больше + 0,75 в, например, NO₂ˉ, H₂O₂, [Fe(CN)₆]^3–, MnO₄ˉ, Cr₂O₇^2– и др. Таким образом, одной этой пробы недостаточно для надежной идентификации нитратов.

Второй метод, основанный на взаимодействии азотной кислоты с медью при нагревании в присутствии серной кислоты, более избирателен.

8HNO₃ + 3Cu → 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO

2NO + O₂ → 2NO₂

Эту реакцию следует проводить под тягой, так как диоксид азота ядовит. Бурые пары диоксида азота легче заметить, если поместить пробирку над листом белой бумаги и смотреть на нее сверху. Следует иметь в виду, что эта проба не дает положительных результатов при анализе нитратов органических оснований, реагирующих с азотной кислотой. Например, при добавлении концентрированной серной кислоты к стрихнина нитрату образующаяся азотная кислота будет расходоваться на нитрование стрихнина и диоксид азота выделяться не будет.

Третий метод применяют лишь для отличия нитрата от нитрита. Он заключается в действии на исследуемый раствор, подкисленный разведенной серной кислотой, раствора перманганата калия. Нитриты обесцвечивают раствор перманганата калия, а нитраты – нет. Метод весьма малоинформативен, поскольку исчезновение окраски не обязательно указывает на присутствие нитритов, так же как сохранение окраски не обязательно указывает на наличие нитратов. Например, при действии перманганата калия в кислой среде на многие органические нитраты окраска исчезает вследствие окисления органической части молекулы.