Лабораторна робота №3

7. Аналітичні реакції аніонів

Усі аніони поділяються на три аналітичні групи залежно від розчинності солей барію і срібла. Аніони першоі аналітичної групи осаджуються катіонами Ва²⁺, аніони другої аналітичної групи осаджуються катіонами Ag⁺, аніони третьої аналітичної групи не мають групового реактива.

У скороченому курсі якісного аналізу з аніонів першої аналітичної групи вивчаються сульфат, сульфіт, карбонат і фосфат-іони, другої – хлорид, бромід, йодид-іони, третьої – ацетат, нітрит і нітрат-іони. Усі вони мають безпосереднє відношення до харчових продуктів: фосфор, сірка і хлор належать до макроелементів; ацетат і аніони інших органічних кислот входять до складу бaгатьох харчових продуктів, надаючи їм первого смаку; карбонати і сульфати широко застосовуються у харчових технологіях; нітрати і особливо нітрити негативно впливають на організм людини, їх вміст у харчових продуктах повинен постійно контролюватися методами аналітичної хімії.

7.1.Перша аналітична група аніонів

SO₄^2- , SO₃^2-, CO₃^2-, PO₄^3-

Груповим реактивом, який осаджує усі аніони першої аналітичної групи, є кaтіони барію у вигляді BaCl₂ або Ba(NO₃)₂. У нейтральному або слаболужному 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 слабокислого середовища (рН 4-5 за універсальним індикаторним папером) треба додати 1-2 краплі NH₄OH.

Виконання: у чотири чисті пробірки внести по 2-3 краплі розчинів Na₂ SO₄, 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 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 кислота Н₂СO₃ швидко розкладається, тому при розчиненні білого осаду ВаСO₃ інтенсивно виділяються бульбашки безбарвного газу СO₂.

Сірчиста кислота Н₂SO₃ більш стійнка, але також можна спостерігати окремі бульбашки SO₂, хоч 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, треба відкрити іон за допомогою індивідуальних реакцій.

7.1.1. Аніони сульфату so42-.

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, треба обов”язково перевірити присутність сульфіту, виконавши наступну реакцію, як це описано далі.