3.2.1. Реакції аніонів і аналітичної групи

Груповим реактивом, який осаджує усі аніони першої аналітичної групи, є катіони барію у вигляді BaCl₂ або Ba(NO₃)₂. У нейтральному або слабколужному середовищі вони утворюють з аніонами першої аналітичної групи білі осади:

SO₄^2– + Ba²⁺ = BaSO₄ 

SO₃^2– + Ba²⁺ = BaSO₃ 

CO₃^2– + Ba²⁺ = BaCO₃ 

2PO₄^3– + 3Ba²⁺ = Ba₃(PO₄)₂ 

У випадку кислого або навіть слабкокислого середовища (рН 4 - 5 за

універсальним індикаторним папером) потрібно додати 1 - 2 краплі NH₄OH.

Виконання: у чотири чисті пробірки внести по 2 - 3 краплі розчинів Na₂SO₄, Na₂SO₃, Na₂CO₃ і Na₂HPO₄ і додати у кожну по 2 - 3 краплі BaCl₂ (або Ba(NO₃)₂). Спостерігати утворення білих осадів, які розрізняються за своєю розчинністю у сильних кислотах.

Сульфат барію (ВаSO₄) є сіллю сильної кислоти і не розчиняється у сильних кислотах, а сульфіт (ВаSO₃), карбонат (ВаСO₃) і фосфат (Ва₃(РO₄)₂) є солями слабких кислот і розчиняються у НCl або НNO₃:

ВаSO₃ + 2Н⁺ = Ba²⁺ + Н₂SO₃

ВаСO₃+ 2Н⁺ = Ba²⁺ + Н₂СO₃

Ва₃(РO₄)₂ + 6Н⁺ = 3Ba²⁺ + 2Н₃РO₄

Вугільна (карбонатна) кислота Н₂СO₃ швидко розкладається, тому при розчиненні білого осаду ВаСO₃ інтенсивно виділяються бульбашки безбарвного газу СO₂.

Сірчиста (сульфітна) кислота Н₂SO₃ більш стійка, але також можна спостерігати окремі бульбашки SO₂, проте сірчистий газ виділяється не так інтенсивно, як СO₂, і має характерний запах.

Виконання: у кожну з попередніх пробірок, де утворилися білі осади, додати 2 - 3 краплі НCl і спостерігати особливості розчинення осадів.

Виконавши реакцію з груповим реактивом, потрібно відкрити іон за допомогою індивідуальних реакцій.

Аніон сульфату - so42–

1. Хлорид барію ВаCl₂ (або Ва(NO₃)₂) утворює з сульфатами білий осад,

SO₄^2– + Ba²⁺ = BaSO₄ 

який (на відміну від інших аніонів першої аналітичної групи) не розчиняється у НCl (або НNO₃).

Сульфат-іон SO₄^2– може з‘явитися у розчині внаслідок окиснення сульфіту SO₃^2– киснем повітря, тому, відкривши сульфат, потрібно обов‘язково перевірити присутність сульфіту, виконавши реакцію, яка описана далі.

Аніон сульфіту – so32–

SO₃^2– відрізняється від усіх інших аніонов першої аналітичної групи тим, що є відновником. Він реагує із забарвленими окисниками і знебарвлює їх. Сірка (сульфур) (ІV) окиснюеться до сірки (VI).

1. Перманганат калію КМnО₄ у сильнокислому середовищі

знебарвлюється при додаванні сульфіту за реакцією:

2 KMnO₄ + 3 H₂SO₄ +5 Na₂SO₃ = 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ +K₂SO₄ + 3H₂O

Виконання: у чисту пробірку взяти краплю розчину KMnO₄, додати 10 крапель 2 н. розчину H₂SO₄, перемішати і спостерігати забарвлення розчину у червно-фіолетовий колір. Обережно додати 1 - 2 краплі розчину Na₂SO₃, перемішати і спостерігати знебарвлення розчину у пробірці.

Нітрит-іон NO₂^– може давати таку саму реакцію, але він належить до третьої аналітичної групи аніонів.

2. Жовто-бурий розчин йоду J₂ стає темно-синім, якщо до нього додати крохмаль, а сульфіт відновлює йод і знебарвлює темно-синій колір, розчин стає безбарвним:

J₂ + Na₂SO₃ + H₂O = Na₂SO₄ + 2HJ

Виконання: у чисту пробірку взяти 2 - 3 краплі розчину йоду, додати 1 - 2 краплі крохмалю, перемішати і додати 1 - 2 краплі розчину Na₂SO₃. Спостерігати знебарвлення розчину.