1.2. Первая группа анионов.

Характеристика группы. К первой группе анионов относятся анионы SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-,, CO₃^2-, PO₄^3-, B₄O₇^2-(BO₂^-), C₂O₄^2-, AsO₃^3-, AsO₄^3- групповым реактивом является ВаС1₂ в нейтральной или слабощелочной среде, так как труднорастворимые бариевые соли этих анионов, за исключением BaSO₄, растворимы в кислотах.

1.2.1. Аналитические реакции сульфат - иона so42.-

Сульфат-ион является анионом серной кислоты - сильного электролита.

Фармакопейная. Реакция с катионами бария. BaCl₂ осаждает из разбавленных растворов сульфатов белый мелкокристаллический осадок сульфата бария:

BaCl₂ + Na₂SO₄ BaSO₄ + 2 NaCl

Ва²⁺ + SO₄^2- BaSO₄

Сульфат бария нерастворим в кислотах. Этим он отличается от других бариевых солей анионов первой группы.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора Na₂SO₄ добавляют раствор хлорида бария и наблюдают выпадение осадка.

Реакция с катионами свинца. Сульфат ион образует с катионами свинца белый кристаллический осадок сульфата свинца PbSO₄:

Pb²⁺ + SO₄^2- PbSO₄

Осадок частично растворим в минеральных кислотах; растворяется в щелочах и в растворах ацетатов натрия CH₃COONa или аммония с образованием комплексных соединений:

PbSO₄ + 4NaOH Na₂[Pb(OH)₄] + Na₂SO₄

2PbSO₄ + 2CH₃COONH₄ [Pb(CH₃COO)]₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

Выполнение реакции: в пробирку с 3-4 каплями раствора сульфата натрия прибавляют 2-3 капли раствора нитрата свинца Pb(NO₃)₂. Выпадает белый осадок.

1.2.2. Аналитические реакции сульфит – иона so32.-

Сульфит-ион - анион сернистой кислоты Н₂SO₃, которая является нестойкой кислотой и в свободном состоянии частично разлагается на SO₂ и H₂O.

Фармакопейная. Реакция с хлоридом бария BaCl_2. Из нейтральных растворов сульфитов катионы бария осаждают белый осадок сульфита бария:

BaCl₂ + Na₂SO₃ BaSO₃ + 2 NaCl

Ba²⁺ + SO₃^2- BaSO₃

Осадок растворим в разбавленных хлороводородной и азотной кислотах.

Выполнение реакции. К 4 каплям раствора сульфита натрия добавляют 4 капли раствора хлорида бария. Проверяют растворимость осадка в разбавленных хлороводородной и азотной кислотах.

Фармакопейная. Реакция разложения сульфитов кислотами. Все сульфиты разлагаются минеральными кислотами с выделением газообразного диоксида серы SO₂, имеющего характерный запах:

SO₃^2- + 2H⁺ SO₂ + H₂O

Выделяющийся диоксид обесцвечивает водный раствор иода или перманганата калия:

SO₂ + I₂ + 2H₂O H₂SO₄ + 2HI

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

в нейтральной среде:

3SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K₂SO₄ + 2MnO₂↓ + 2H₂SO₄

3 SO₂ + 2H₂O – 2e → SO₄^2- + 4H⁺

2 MnO₄^- + 2H₂O + 3e → MnO₂ + 4OH^-

3SO₂ + 2MnO₄^- + 2H₂O → 3SO₄^2- + 2MnO₂ + 4H⁺

в кислой среде:

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → K₂SO₄ + 2MnSO₄↓ + 2H₂SO₄

5 SO₂ + 2H₂O – 2e → SO₄^2- + 4H⁺

2 MnO₄^- + 8H⁺ + 5e → Mn²⁺ + 4H₂O

5SO₂ + 2MnO₄^- + 2H₂O → 5SO₄^2- + 2Mn²⁺ + 4H⁺

Реакцию проводят в приборе для обнаружения газов.

Выполнение реакции: одну пробирку (приемник) заполняют разбавленным (светло-розового цвета) раствором KMnO₄, подкисленным серной кислотой. Во вторую пробирку вносят 6-8 капель раствора Na₂SO₃, 6-8 капель разбавленной серной кислоты и обе пробирки сразу закрывают пробками, соединенными газоотводной трубкой, длинный конец которой погружают в раствор в пробирке-приемнике. Раствор KMnO₄ обесцвечивается.

Реакция с нитратом серебра AgNO₃. Ион Ag⁺ выделяет из нейтральных растворов сульфитов белый кристаллический осадок сульфита серебра:

2AgNO₃+Na₂SO₃ Ag₂SO₃ + 2NaNO₃

2Ag⁺ + SO₃^2- Ag₂SO₃

Ag₂SO₃ + SO₃^2- [Ag₂(SO₃)₂]^2-

Осадок растворим в разбавленной азотной кислоте, в растворе аммиака и в избытке SO₃^2- –ионов.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 5 капель раствора сульфита натрия и добавляют 5 капель раствора нитрата серебра. Раствор с осадком делят на три части и наблюдают растворение осадка в разбавленной азотной кислоте, в аммиаке и в избытке сульфита натрия.

Реакция восстановления сульфит – иона. Металлический цинк Zn восстанавливает сульфит–ион в кислой среде до сероводорода H₂S:

SO₃^2- + 2H⁺ SO₂ + H₂O

SO₂ + 3Zn + 6H⁺ H₂S + 3Zn²⁺ + 2H₂O

Выделяющийся газообразный H₂S можно обнаружить по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли свинца (II), вследствие образования черного осадка сульфида свинца PbS:

H₂S + Pb²⁺ PbS + 2H⁺

Выполнение реакции: к 3-4 каплям раствора Na₂SO₃ прибавляют 2 капли раствора HCl и одну гранулу металлического цинка. В верхнюю часть пробирки помещают фильтровальную бумагу, смоченную раствором соли свинца. Бумага чернеет.

Фармакопейная. Реакция с раствором иода. Сульфит–ионы в нейтральных или слабокислых растворах окисляются иодом до сульфат–ионов. При этом желтый раствор иода обесцвечивается:

SO₃^2- + I₂ + H₂O SO₄^2- + 2I^- + 2H⁺

Аналогично протекает и реакция с бромной водой.

Выполнение реакция: к 2-3 каплям раствора сульфита натрия прибавляют по каплям раствор CH₃COOH до нейтральной среды, затем также по каплям добавляют разбавленный желтый раствор иода, который обесцвечивается.