1.4.1. Аналитические реакции нитрат-иона no3-.

Нитрат-ион является анионом азотной кислоты, одной из самых сильных минеральных кислот. Азотная кислота является сильным окислителем. Все ее соли – нитраты – хорошо растворимы в воде.

Фармакопейная. Реакция с дифениламином. Дифениламин восстанавливает нитраты, окисляясь при этом до дифенилбензидина, а зетем до хиноидного соединения синего цвета (см. аналогичную реакцию на ион NO₂^-).

Выполнение реакции: в фарфоровую чашечку помещают 2-3 капли сернокислого раствора дифениламина, а затем каплю раствора NaNO₃, перемешивают и наблюдают образование синей окраски хиноидного соединения.

Нитраты проявляют окислительные свойства в присутствии концентрированной серной кислоты со слабыми восстановителями (Cu, Fe) и в щелочной среде с сильными восстановителями (Al и др.).

Фармакопейная. Реакция с металлической медью. Нитрат-ион в среде концентрированной серной кислоты при нагревании взаимодействует с металлической медью с образованием буро-желтых оксидов азота:

2NO₃^- + 8H⁺ + 3Cu 3Cu²⁺ + 4H₂O + 2NO↑

2NO + O₂ 2NO₂↑

Выполнение реакции: к 4-5 каплям раствора нитрата прибавляют несколько капель концентрированной серной кислоты и немного медных стружек (медные стружки должны быть чистыми, блестящими) и кипятят. Выделение бурого газа (NO₂), который лучше всего заметен на фоне белой бумаги, и образование голубого цвета раствора укажут на присутствие аниона NO₃^-.

Чувствительность реакции увеличивается при добавлении к раствору до щелочной реакции концентрированного раствора NH₃^.H₂O, так как при этом появляется интенсивное синее окрашивание, вызываемое образованием комплексных ионов [Cu(NH₃)₄] ²⁺.

Реакция с металлическим алюминием или цинком. Нитрат-ион при взаимодействии в щелочной среде с металлическим Al или Zn восстанавливается до аммиака, который ощущается по запаху и окрашивает влажную красную лакмусовую бумажку в синий цвет:

3NO₃^- + 8Al + 5OH^- + 18H₂O 3NH₃↑ + 8[Al(OH)₄]^-

Выполнение реакции: в пробирку к 3-4 каплям раствора нитрата прибавляют несколько капель раствора NaOH с C(NaOH) = 2 моль/дм³ (стараясь не касаться каплей стенки пробирки) и действуют 1-2 кусочками металлического Al или Zn, пробирку закрывают неплотным ватным тампоном. Поверх тампона кладут кусочек влажной красной лакмусовой бумаги. Содержимое пробирки слегка нагревают. В данных условиях ион NO₃^- восстанавливается до NH₃, который вызывает посинение лакмусовой бумаги.

Реакция с сульфатом железа (II) и концентрированной серной кислотой. Нитрат-ион при нагревании с FeSO₄ в среде H₂SO₄ (конц.) образует соединение [FeNO]SO₄, бурого цвета:

3Fe²⁺ + NO₃^- + 4H⁺ 3Fe³⁺ + NO + 2H₂O

Fe³⁺ + NO + SO₄^2- [FeNO]SO₄

(эта реакция характерна и для нитрит-иона - NO₂^-).

Выполнение реакции: в каплю раствора нитрата, помещенную на предметное стекло, вносят кристалл FeSO₄, величиной с булавочную головку, и прибавляют каплю концентрированной серной кислоты. В присутствии иона NO₃^- вокруг кристалла появится бурое кольцо вследствие образования комплексного соединения [FeNO]SO₄.

Реакция с антипирином. Нитрат-ион образует с антипирином в кислой среде нитроантипирин ярко красного цвета в отличие от нитрит-иона, который в аналогичных условиях образует нитрозоантипирин (см. соответствующую реакцию на ион NO₂^-) – изумрудно-зеленого цвета.