а) Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (фармакопейная).В пробирку вносят 2 капли анализируемого раствора соли калия и 2 капли свежеприготовленного концентрированного раствора гексанитрокобальтата (III) натрия. Выпадает желтый осадок:
Выполнение реакции. В пробирку вносят 2 капли концентрированного раствора соли калия и 2 капли свежеприготовленного концентрированного раствора Na3[Co(NO2)6]. Выпадает желтый осадок NaK2 [Co(NO2)6]. Если осадок не образуется, то потирают стенки пробирки стеклянной палочкой.
б) Реакция с гексанитрокупратом (II) свинца и натрия.На предметное стекло наносят каплю раствора соли калия, осторожно упаривают над пламенем горелки до образования белой каёмки капли. Охлаждают и прибавляют каплю раствора гексанитрокупрата (II) свинца и натрия. Образуются черные или коричневые кубические кристаллы K2Pb[Cu(NO2)6]:
Выполнение реакции. На предметное стекло наносят каплю раствора соли калия, осторожно упаривают над пламенем газовой горелки до образования белой каемки по краям капли, охлаждают до комнатной температуры и прибавляют каплю раствора Na2Pb[Cu(NO2)6]. Через 1-2 мин наблюдают под микроскопом образование в жидкости черных кубических кристаллов.
в) Реакция с гидротартратом натрия (фармакопейная).Гидротартрат натрия NaHC4H4O6 с К + образует малорастворимый белый кристаллический осадок – гидротартрат калия KHC4H4O6. В отличие от гидротартрата калия средняя соль калия K2C4H4O6 и смешанная соль KNaC4H4O6 хорошо растворимы в воде. KHC4H4O6 — бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в горячей воде, сильных кислотах и щелочах, а также в больших количествах холодной воды.
Гидротартрат натрия образует белые кристаллические осадки — гидротартаты аммония NH4НC4H4O6, рубидия RbHC4H4O6 и цезия CsHC4H4O6. Все эти соединения, как и соответствующая соль калия, растворяются в щелочах и кислотах. Из гидротартратов щелочных металлов наименее растворим KHC4H4O6 и наиболее CsHC4H4O6.
Для открытия К + в присутствии NH4 + , Rb + и Cs + необходимо их предварительно удалить. Гидротартрат натрия с Li + и Mg 2+ осадка не образует. Следовательно, Li + и Mg 2+ не мешают открытию К + при помощи NaHC4H4O6.
Вместо гидротартрата натрия можно применять винную кислоту, так как она образует последовательно два типа солей: кислые – гидротартраты и средние – тартраты:
Реакция обратима. С целью уменьшения концентрации H + добавляют ацетат натрия, который с H + образует малодиссоциирующие молекулы уксусной кислоты (К1(H2C4H4O6) = 1,04·10 -3 ; Кд(СН3СООН) = 1,82·10 -5 :
В результате образуется буферная смесь СН3СООН+ СН3СООNa, характеризующаяся определённым значением pH.
Выполнение реакции. 1 способ. В пробирку вносят 2-3 капли анализируемого раствора соли калия, 2 капли гидротартрата натрия. Потирают стенки пробирки стеклянной палочкой. Через некоторое время выделится белый кристаллический осадок:
2 способ. В пробирку поместите 1 каплю 15% раствора винной кислоты, 2 капли 5,00% раствора КОН и встряхните. Постепенно начинает выделяться белый кристаллический осадок малорастворимой в воде кислой калиевой соли винной кислоты (гидротартрат калия). Если осадок не выпадает, охладите пробирку под струей воды и потрите внутреннюю стенку пробирки стеклянной палочкой. Добавьте в пробирку еще 4-5 капель КОН. Кристаллический осадок постепенно растворяется, так как образуется хорошо растворимая в воде средняя калиевая соль винной кислоты (тартрат калия).
г) Окрашивание пламени газовой горелки (фармакопейный тест).Летучие соли калия (КС1) окрашивают пламя газовой горелки в бледно-фиолетовый цвет.
Выполнение реакции. Каплю раствора калия внести на кончике платиновой проволоки в бесцветное пламя горелки и наблюдать изменение окраски пламени.
д) Реакция с тетрафенилборатом натрия. С тетрафенилборатом натрия Na[B(C6H5)4] катионы калия образуют белый мелкокристаллический осадок тетрафенилбората калия К[B(C6H5)4], нерастворимый в кислотах:
Реакция высокочувствительна. Предел обнаружения катионов калия 1 мкг, предельное разбавление равно 5×10 4 см³/г. Мешают катионы аммония, также образующие осадок с реактивом.
Аналитические реакции катионов второй и третьей аналитических групп по кислотно-основной классификации:
Ag (I) ,Hg (I),Pb (II), Ca (II) , Ba (II) , Sr (II)
Обнаружение катионов второй группы.
Аналитические реакции катионов серебра Ag (I).
а) Реакция с хлоридами, бромидами, иодидами (фармакопейная).В одну пробирку вносят 2-3 капли раствора NaCl, в другую столько же раствора NaBr, а в третью — столько же KI. В каждую пробирку добавляют по 3-5 капель раствора AgNO3:
CI — + Ag + → AgCI↓ (белый осадок)
Br — + Ag + → AgBr↓ (бледно – желтый осадок)
I — + Ag + → AgI↓ (желтый осадок)
С увеличением концентрации галогенидов растворимость осадков увеличивается из-за образования [AgХ2 – ] и [AgХ4 3- ] , в небольших количествах образуются также [AgХ3 2- ].
Хлорид серебра растворяется не только в аммиаке, но и в карбонате аммония, так как в результате кислотно-основных реакций последний содержит достаточное количество аммиака. В аммиаке AgI нерастворим, AgBr растворим частично. Все галогениды серебра легко растворяются в КСN или в Na2S2O3, так как образующиеся цианидные или тиосульфатные комплексы серебра значительно устойчивее аммиачных.
Выполнение реакции. В одну пробирку вносят 2-3 капли раствора NaCI, в другую – столько же капель раствора NaBr, в третью – столько же раствора KI. В каждую пробирку добавляют по 3-5 капель раствора нитрата серебра AgNO3. Наблюдается помутнение растворов и выпадение осадков AgCl, AgBr и AgI.
Испытывают растворимость осадков, прибавляя в каждую пробирку по 5-10 капель концентрированного аммиака. При этом осадок AgCl растворяется полностью, осадок AgBr – частично, осадок AgI – не растворяется.
Раствор [Ag(NH3)2]Cl из первой пробирки делят на две примерно равные части. В одну из них прибавляют несколько капель раствора HNO3, в другую – несколько капель раствора KI. Наблюдается выпадение осадков AgCl и AgI соответственно.
б) Реакция с хроматом калия.В пробирку вносят 2-3 капли раствора AgNO3, прибавляют 1-2 капли раствора K2CrO4. Выпадает краснокирпичный осадок.
Если проводить эту реакцию в уксусно-кислой среде, то образуется красно-бурый осадок Ag2Cr2O7.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата серебра AgNO3 , прибавляют 1-2 капли раствора хромата калия K2CrO4 . Выпадает кирпично–красный осадок.
в) Реакция с формальдегидом (фармакопейная).В пробирку вносят 3-4 капли раствора AgNO3, прибавляют несколько капель раствора NaOH. Выпадает буро-коричневый осадок гидроксида серебра, который тут же разлагается на воду и оксид серебра Ag2O (темно-коричневый осадок). Затем прибавляют раствор аммиака до растворения выпавшего осадка Ag2O, несколько капель разбавленного формальдегида и слегка нагревают пробирку. Стенки пробирки покрываются блестящей зеркальной пленкой металлического серебра.
Выполнение реакции. В чистую, тщательно промытую (раствором хромовой смеси, а затем дистиллированной водой) пробирку вносят 3-4 капли раствора AgNO3, прибавляют несколько капель раствора аммиака до растворения выпавшего осадка оксида серебра Ag2O , несколько капель разбавленного раствора формальдегида и слегка нагревают пробирку (избегать сильного нагревания!). Стенки пробирки покрываются тонкой блестящей зеркальной пленкой металлического серебра.
г) Реакция с сероводородом H2S или сульфидом аммония (NН4)2S.В пробирку вносят 2-3 капли AgNO3, прибавляют несколько капель H2S или (NН4)2S. Образуется черно-коричневый осадок сульфида серебра:
Сульфид серебра не растворяется в холодных разбавленных кислотах, щелочах, сульфидах щелочных металлов и разбавленных растворах KCN, но легко растворим в разбавленной азотной кислоте:
Выполнение реакции. К 1-2 каплям раствора, содержащего ионы серебра, добавляют 1-2 капли 30%-ного раствора CH3COOH и 1-2 капли сульфида аммония.
д) Реакция с гидроксидом натрия NaOH.В пробирку вносят 2-3 капли AgNO3, прибавляют несколько капель раствора NaOH. Образуется черный осадок оксида серебра:
е) Реакция с карбонатом натрия Na2CO3.В пробирку вносят 2-3 капли раствора AgNO3, прибавляют несколько капель раствора Na2CO3 , образуется белый осадок карбоната серебра:
Ag2CO3 растворим в уксусной и разбавленных минеральных кислотах.
Аналитические реакции катионов ртути Hg (I).
а) Реакция с хлорид-ионами.В пробирку вносят 5 капель раствора Hg2(NO3)2 и прибавляют столько же раствора хлорида натрия, выпадает белый осадок каломели Hg2Cl2. Осадок разделяют на 2 части. К одной части прибавляют концентрированную азотную кислоту — осадок растворяется. К другой части прибавляют несколько капель раствора аммиака — осадок чернеет.
Выполнение реакции. В пробирку вносят
5 капель раствора нитрата ртути (I) Hg2(NO3)2 и прибавляют такое же количество раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок каломели. Осадок разделяют на две части. К одной части прибавляют концентрированную азотную кислоту – осадок растворяется. К другой части прибавляют несколько капель раствора аммиака – осадок чернеет.
б) Реакция с металлической медью Сu.На свежеочищенную медную поверхность наносят каплю раствора Hg2(NO3)2. Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после протирания поверхности мягкой тканью или фильтровальной бумагой становится блестящим:
Выполнение реакции. На свежеочищенную (промытую раствором аммиака и затем дистиллированной водой или протертую наждаком) медную поверхность (например, на медную монету) наносят каплю раствора Hg2(NO3)2 . Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после протирания поверхности мягкой тканью или сухой фильтрованной бумагой становится блестящим.
Если медную монету полностью погрузить в раствор Hg2(NO3)2 , а затем после извлечения из раствора через некоторое время протереть мягкой тканью или сухой фильтрованной бумагой, то вся монета становится блестящей.
в) Реакция с хромат-ионами.В пробирку вносят 3-4 капли раствора K2CrO4 прибавить Hg2(NO3)2, выпадает красный осадок хромата ртути:
Выполнение реакции. В пробирку вносят 3-4 капли раствора Hg2(NO3)2, прибавляют 1-2 капли раствора хромата калия K2CrO4 . Выпадает красный осадок хромата ртути (I).
г) Реакция с сероводородом H2S или сульфидом натрия Na2S. В пробирку вносят 3-5 капель раствора Hg2(NO3)2, прибавляют столько же раствора Na2S, выделяется черный осадок HgS:
д) Реакция с гидроксидом натрия NaOH.В пробирку вносят 3-5 капель раствора нитрата ртути Hg2(NO3)2, прибавляют столько же раствора NaOH. Выпадает черный осадок оксида ртути, нерастворимый в избытке реактива.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 3- 4 капли раствора Hg2(NO3)2 и прибавляют 2-3 капли раствора NaOH или KOH. Выделяется черный осадок оксида ртути (I).
е) Реакция с карбонатом натрия Na2CO3.В пробирку вносят 3-5 капель раствора нитрата ртути Hg2(NO3)2, прибавляют 5 капель Na2CO3. Выпадает желтый осадок карбоната ртути:
Осадок быстро темнеет вследствие разложения:
ж) Реакция с иодидом калия KI.В пробирку вносят 5 капель раствора Hg2(NO3)2, прибавляют 1 каплю раствора KI. Выпадает зеленый осадок иодида ртути:
Большой избыток реактива разлагает Hg2I2, причем выделяется металлическая ртуть:
Аналитические реакции катионов свинца Pb (II).
а) Реакция с хлорид-ионами.В пробирку вносят 3-4 капли раствора нитрата свинца, прибавляют 3-4 капли раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок хлорида свинца:
PbCl2 растворим в кипящей воде и концентрированной НCl, с образованием комплексного иона [PbCl 4] 2- .
Выполнение реакции.
Pb(NO3)2, прибавляют 3-4 капли раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок хлорида свинца.
К полученной смеси приливают
1,5 мл дистиллированной воды и нагревают до растворения осадка. При охлаждении раствора из него снова выпадает осадок хлорида свинца в виде игл.
б) Реакция с иодид-ионами (фармакопейная).В пробирку вносят 3-5 капель раствора нитрата свинца, прибавляют 3 капли раствора иодида калия. Выпадает желтый осадок иодида свинца:
К осадку прибавляют по несколько капель воды, подкисленной уксусной кислотой и нагревают смесь до полного растворения осадка. При охлаждении раствора PbI2 выделяется в виде золотых чешуек.
Так же PbI2 растворим в избытке иодида калия:
Выполнение реакции. В пробирку вносят 3-5 капель раствора нитрата свинца Pb(NO3)2, прибавляют три капли раствора иодида калия KI. Выпадает желтый осадок иодида свинца.
К смеси прибавляют несколько капель воды, подкисленной уксусной кислотой, и нагревают до полного растворения осадка. При медленном охлаждении пробирки (ее погружают в холодную воду или оставляют остывать на воздухе) выпадают красивые блестящие золотисто-желтые чешуйчатые кристаллы иодида свинца.
в) Реакция с хромат-ионами.В пробирку вносят 2-3 капли раствора Pb(NO3)2, 2-3 капли раствора ацетата натрия и 3 капли раствора хромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок хромата свинца:
Осадок не растворяется в уксусной и разбавленной азотной кислотах, в водном аммиаке, но растворяется в щелочах.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 2-3 капли раствора Pb(NO3)2, 2-3 капли раствора ацетата натрия и
3 капли раствора хромата калия или дихромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок хромата свинца.
г) Реакция с сульфат-ионами.В пробирку вносят 5 капель раствора нитрата свинца, прибавляют столько же капель раствора сульфата натрия. Выпадает белый осадок сульфата свинца:
Осадок растворяется при нагревании в щелочах:
Осадок растворяется в 30% растворе ацетата аммония или тартрате аммония при нагревании:
В этих реакциях свинец в виде комплексных соединений переходит в раствор. При добавлении к полученным растворам CH3COOН и К2Cr2O7 выпадает желтый осадок PbCrO4.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 5 капель раствора Pb(NO3)2, прибавляют столько же капель раствора сульфата натрия или калия. Выпадает белый осадок сульфата свинца. Осадок делят на две части, помещая их в две разные пробирки. К одной части прибавляют раствор щелочи, к другой – 30%-й раствор ацетата аммония. Осадок растворяется в обоих случаях.
д) Реакция с сульфид-ионами (фармакопейная).В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли свинца и прибавляют 2-3 капли раствора сульфида натрия. Выпадает черный осадок сульфида свинца:
Осадок растворяется в азотной кислоте.
Выполнение реакции. В пробирку вносят 2-3 капли раствора соли свинца (II) и прибавляют 2-3 капли раствора сульфида натрия или сероводородной воды. Выпадает черный осадок сульфида свинца PbS.
е) Реакция с карбонатом натрия Na2CO3.В пробирку вносят 4-5 капель раствора соли свинца, прибавляют столько же раствора Na2CO3. Выпадает белый осадок (PbOH)2CO3, растворимый в щелочах.
ж) Реакция с гидроксидом натрия NaOH.В пробирку вносят 3-5 капель раствора соли свинца, прибавляют 3-5 капель раствора щелочи. Выпадает белый осадок: Pb 2+ + 2OH — → Pb(OH)2↓
Осадок растворим в щелочах: Pb(OH)2↓+ 2OH — →[Pb (OH)4] 2-
источник
К 1-й аналитической группе относятся катионы Na К*, NH4 + , Mg 2 » и некоторые другие. Большинство солей этих катионов хорошо растворимо в воде. Поэтому группового реагента, осаждающего все четыре катиона, не существует. При систематическом анализе катионы натрия, калия и магния определяются в последнюю очередь, так как катионы других групп мешают их обнаружению и должны быть предварительно удалены. В водных растворах все катионы этой группы бесцветны.
Ион NII4 близок по свойствам к катиону К’ и образует несколько аналогичных малорастворимых солей. Очень важно, что соли аммония в отличие от солей натрия и калия разлагаются при нагревании и, следовательно, могут быть удалены прокаливанием. Все соли NH4 легко гидролизуются, тогда как из солей калия и натрия гидролизу подвергаются только соли слабых кислот.
Магний отличается от остальных катионов 1-й аналитической группы рядом свойств. Так, гидроксид магния Mg(OII)9 и карбонат гидроксомагния (Mg0H)2C03 подобно аналогичным соединениям катионов 2-й аналитической группы плохо растворимы в воде. Однако они растворимы в избытке солей аммония, поэтому магний остается в растворе с катионами 1-й группы при осаждении катионов 2-й группы групповым реагентом.
А) Реакция с гексагидроксостибиататом^У) калия
Гексагидроксостибиат(У) калия K[Sb(OH)6] образует с растворами солей натрия белый кристаллический осадок гексагидроксостибиата(У) натрия:
Описание опыта. К 2—3 каплям раствора соли натрия прибавляют равный объем реактива и трут стеклянной палочкой внутреннюю поверхность стенок пробирки для ускорения образования осадка. Эта реакция не отличается высокой чувствительностью (предельное разбавление 1 : 3300).
Условия выполнения реакции. Реакцию можно выполнять только в нейтральной среде (pH = 7) и на холоде. В кислой среде вместо кристаллического осадка может выделяться белый аморфный осадок метасурьмяной кислоты HSb03, что не дает оснований для вывода о наличии ионов натрия в растворе. Прежде чем делать вывод об отсутствии иона натрия в растворе, нужно дать содержимому пробирки постоять 10—15 мин. Ионы аммония, магния и катионов 2-й аналитической группы мешают его обнаружению.
Б) Микрокристаллоскопическая реакция с ацетатом уранила
Описание опыта. На сухое предметное стекло помещают каплю раствора соли натрия и осторожно выпаривают досуха. Помещают рядом каплю раствора ацетата уранила U02(CII3 C00)9b разбавленной уксусной кислоте и смешивают палочкой реактив с сухим остатком. Через 1—2 мин образуются кристаллы ацетата натрия-уранила NaCH3C00U02(CH3C00)2, имеющие вид желтоватых тетраэдров или октаэдров, хорошо различимых под микроскопом.
Эта реакция специфична для натрия, однако в присутствии больших количеств магния могут получаться похожие кристаллы тройной соли: ацетат нат- рия-магния-уранила NaCH3COOMg(CH3COO)2 • 31Ю2(СН3СОО)2 • 9Н20. Открываемый минимум для нее — около 1 мкг Na.
А) Реакция с гексанитрокобальтатом(Ш) натрия
Гексанитрокобальтат(Ш) натрия Na3[Co(N02)6] осаждает из раствора ион калия в виде желтого кристаллического осадка двойной соли калия и натрия:
Описание опыта. К 2—3 каплям раствора соли калия прибавляют 3 капли свежеприготовленного реактива и трут стеклянной папочкой о стенки пробирки. Выпадает желтый кристаллический осадок. Реакция достаточно чувствительна, предельное разбавление для нее 1:13 000.
Условия выполнения реакции. Катион калия этим реактивом нужно определять в нейтральном или уксуснокислом растворе, не содержащем солей аммония, которые с гексанитрокобальтатом(Ш) натрия образуют аналогичный желтый кристаллический осадок. Соли аммония из раствора должны быть предварительно удалены прокаливанием.
Б) Реакция с гидротартратом натрия
Гидротартрат натрия NaHC4H46 выделяет из нейтральных растворов солей калия белый мелкокристаллический осадок гидротартрата калия:
Описание опыта. К 4—5 каплям раствора соли калия прибавляют столько же реактива, трут палочкой о стенки пробирки и охлаждают под краном. Реакция малочувствительна, предельное разбавление 1:1000.
Условия проведения реакции. Реакцию нужно проводить в нейтральной среде. В присутствии щелочей получаются хорошо растворимые средние соли винной кислоты, в сильнокислой среде осадок также не выпадает из- за образования растворимой винной кислоты. В уксусной кислоте осадок не растворяется. С повышением температуры растворимость осадка увеличивается, поэтому реакцию следует проводить на холоде. Присутствие солей аммония мешает обнаружению калия, поскольку ион аммония также образует с реактивом малорастворимый осадок. Очевидно, что перед открытием калия, ион аммония должен быть удален из раствора. Быстрому выпадению осадка способствует потирание стеклянной палочкой стенок пробирки.
Вместо гидротартрата натрия для обнаружения иона калия можно использовать винную кислоту, но в этом случае реакция обратима:
Для того чтобы сместить равновесие вправо, в раствор добавляют ацетат натрия NaCH3COO, поставляющий в результате гидролиза ионы ОН .
A) Реакция с сильным основанием
Щелочи NaOH и КОН выделяют из растворов солей магния белый аморфный осадок гидроксида магния:
Реакция может быть использована для отделения иона магния, поскольку гидроксиды остальных катионов 1-й группы хорошо растворимы в воде. Гидроксид магния растворим в кислотах и солях аммония, поэтому в присутствии иона аммония эта реакция становится ненадежной.
Описание опыта. К 2—3 каплям раствора соли магния прибавляют столько же раствора гидроксида натрия или калия. Следует обратить внимание на аморфный характер осадка Mg(OH)2.
Б) Реакция с гидрофосфатом натрия
Гидрофосфат натрия Na2PIP04 в присутствии NH4OH и NH4C1 образует с солями магния белый кристаллический осадок фосфата магния-аммония:
Хлорид аммония добавляют для того, чтобы не выпадал осадок гидроксида магния. Фосфат магния-аммония растворим в кислотах, поэтому реакцию выполняют в нейтральном или слабощелочном растворе.
Описание опыта. К 2—3 каплям раствора соли магния добавляют 2 капли раствора NH4C1 и 4 капли реактива Na2HP04. Затем добавляют 2 н NH4OH до появления запаха аммиака, перемешивая раствор после добавления каждой капли реактива. Из разбавленных растворов осадок выпадает не сразу, поэтому раствору дают постоять 15—20 мин.
Реакция с гидрофосфатом натрия достаточно чувствительна и чаще всего используется для открытия магния в ходе систематического анализа. Однако проведению этой реакции мешают катионы других аналитических групп, так как они тоже дают нерастворимые осадки с гидрофосфатом натрия. Поэтому эти катионы нужно предварительно удалить.
B) Реакция с карбонатом натрия
Растворимые карбонаты Na.;CO:i и К.;СО:1 выделяют из растворов солей магния белый аморфный осадок основного карбоната:
Описание опыта. К 2—3 каплям раствора соли магния добавляют равный объем раствора карбоната натрия или калия и убеждаются, что осадок осномвного карбоната магния растворим в кислотах и солях аммония).
- Г) Реакция с 8-оксихиполипом
- 8-оксихинолин имеет формулу HCtJH6NO и представляется следующим образом:
8-оксихинолин из аммиачных растворов солей магния выделяет зеленовато-желтый кристаллический осадок оксихинолята магния:
Осадок растворим в кислотах; он образуется только в присутствии аммонийной буферной смеси (pH = 9,5-Н2,5).
Описание опыта. К 2 каплям раствора соли магния добавляют 1 каплю насыщенного раствора NH4C1, 2 капли концентрированного NH4OH и затем 3 капли 5%-ного спиртового раствора оксихинолина. Перемешивают содержимое пробирки и наблюдают образование осадка. Катионы 1-й и 2-й групп выполнению реакции не мешают.
Ион аммония мешает определению натрия и калия, поэтому перед обнаружением этих элементов его надо удалить, пользуясь летучестью солей аммония при прокаливании или способностью его реагировать в щелочных, нейтральных и слабокислых средах с формальдегидом с образованием осадка уротропина:
Л) Реакция с сильными основаниями
Сильные основания КОН, NaOH и др. выделяют из солей аммония при нагревании газообразный аммиак:
Описание опыта. К 2—3 каплям раствора соли аммония прибавляют 3—4 капли щелочи и ставят на водяную баню. Выделение аммиака можно обнаружить по запаху, но лучше воспользоваться для этого индикаторной бумагой или бумагой, пропитанной нитратом ртути(1) IIg2(N03)2. Выделяющийся аммиак окрашивает влажную индикаторную бумагу в цвет, характерный для слабощелочного раствора, а бумагу с нитратом ртути — в черный цвет.
Б) Реакция с реактивом Несслера
Реактив Несслера — это смесь тетраиодомеркурата(П) и гидроксида калия: K2[HgI4] и КОН. При реакции с солями аммония образуется красно- бурый осадок иодида оксодимеркураммония, растворимый в избытке солей аммония:
Структурное строение этого осадка
Описание опыта. К одной капле разбавленного раствора соли аммония прибавляют 2—3 капли реактива Несслера (реактив нужно брать в избытке). Реакция чрезвычайно чувствительна и показывает присутствие даже случайных примесей NH4.
Результаты действия важнейших реагентов на катионы 1-й группы приведены в табл. 3.3.
источник
Аналитические реакции катионов Ш группы: Са 2+ , Sr 2+ , Ва 2+
Качественные реакции катионов Са 2+
1. Реакция с сульфат – ионами
Са 2+ + SО4 2- + 2Н2 О = СаSО4 2Н2 О (белые игольчатые кристаллы)
Осадок нерастворим в кислотах и щелочах, но растворяется:
А) в насыщенном водном растворе сульфата аммония с образованием комплекса (NH4 [Са(SО4 )2 ]), что позволяет определить Са 2+ от Sr 2+ и Ва 2+ ;
В растворе соды (Na2 CO3 ) белыйосадок сульфата кальция переходит в белый осадоккарбоната кальция, который вдальнейшем растворяется в кислотах.
2. Реакции с оксилатом аммония (фармокопейная)
Осадок нерастворим в растере аммиака, но растворяется в разбавленных минеральных кислотах с образованием щавелевой кислоты-
3 Реакция с углекислый натрием (Na2 CO3 )
Осадок СаСО3 легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах.
4. Реакция с гексацианоферратом (II) калия
Выпадает белый кристаллический осадок, который не растворяется в уксусной кислоте
5.Реакция с гидрофосфатом натрия (Na2 НРО4 )
6. Реакция с родзинатом натрия
Na2 C6 O6 + 2 Са 2+ + 2 ОН — = Са C6 O6 (ОН)2 + 2Na + (фиолетовый, растворим в НС1)
7. Окрашивание пламени (фармакопейный тест)
Соли и другие соединения кальция окрашивают бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет.
Качественные реакции катионов Sr 2+
1. Реакция с серной кислотой и растворимыми сульфатами.
Sr 2+ + SO4 2- = SrSO4 | (белый кристаллический)
а). Реакция с -гипсовой водой-. Выделяется белый осадок SrSO4 .
б) Реакция с серной кислотой. Выпадает белый кристаллический осадок SrSO4 , который нерастворим в щелочах, в растворе сульфата аммония (в отличии от сульфата кальция). Мешают катионы Ва 2+
2. Реакция с карбонат – ионами
Sr 2+ + СO3 2- = SrСO3 (белый кристалический), растворимый в кислотах.
3. Реакция с оксалатом аммония.
Sr 2+ + С2 О4 2 — = SrC2 O4 1 (белый) Осадок частично растворяется в уксусной кислоте.
4. Реакция с гидрофосфатом натрия (Na2 HPO4 ).
Sr 2+ + НРО4 2 — = SrHPO4 1 (белый)
Осадок растворяется в минеральных и уксусной кислотах.
5. Реакция с родизонатом натрия.
Sr 2+ + Na2 C6 O6 = SrC6 O6 (красно-бурый, растворим в НС1)+ 2 Na +
Образование красно-бурого пятна. В растворе НС1 окраска пятна исчезает.
6. Окрашивание пламени газовой горелки.
Соли стронция при внесении в бесцветное пламя горелки окрашивают пламя в карминово-красный цвет.
Качественные реакции катионов Ва 2+
1. Реакция с серной кислотой и растворимыми сульфатами.
Ва 2+ + SO4 2 — = BaSO4 (белый мелкокристаллический)
Осадок нерастворим в щелочах и кислотах, за исключением концентрированной H2 SO4 , в которой он заметно растворяется с образованием гидросульфата бария:
При нагревании с раствором карбонатов (Na2 CO3 ) сульфат бария превращается в мало растворимый в Н2 О карбонат бария ВаСОз, который растворяется в кислотах. Мешают проведению реакции Са 2+ , Sr 2+ , Pb 2+ .
2. Реакции с углекислым натрием, гидрофосфатом натрия и оксалатом аммония (Na2 CO3 , Na2 HPO4 , (NH4 )2 C2 O4 ). Выпадают белые осадки, растворимые в соляной, азотной и уксусной кислотах (ВаС2 О4 — при нагревании).
3. Реакция с родизонатом натрия.
4. Реакция с хроматом и дихроматом калия.
Ва 2+ + СгО4 2 — = Ва СгО 4 (желтый кристаллический)
2 Ва 2+ + Сг,О7 2 — + 2 СН3 СОО- + НОН = 2 ВаСгО4 + 2 CH3 COOН
Растворяется в сильн. кислотах (кроме H2 SO4 ), не растворяется в уксусной кислоте.
5. Окрашивание пламени горелки.
Соли и другие соединения бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет.
Аналитические реакции катионов IV аналитической группы по кислотно-основной классификации: Zn 2+ , Al 3+ , Sn 2+ , Sn 4+ , As 3+ , As 5+ , Cr 3+
Zn(OH)2 + 2 ОН- =• [Zn(OH)4 ] 2 — (бесцветный)
2. Реакция с раствором аммиака:
Осадок нерастворим в разбавленной НС1, растворяется в щелочах.
3. Реакции с сульфид-ионами (фармакопейная):
Реакцию часто проводят в уксусной среде.
4. Реакция с гексацианоферратом (II) калия (фармакопейная)
Реакцию проводят в нейтральной или слабокислой среде, при нагревании
Осадок нерастворим в разбавленной НСl, растворяется в щелочах
5. Реакция с литизоном (дифенилтиокарбазоном). В растворах дитизона
устанавливается таутомерное равновесие между тионной и тиольной формами:
В результате реакции с катионами цинка возникает внутрикомплексное соединение, содержащее два дитизонатных аниона:
Наличие щелочи способствует смещению равновесия вправо вследствие связывания выделяющихся ионов водорода в молекуле воды. 6. Реакция образования -зелени Ринмана-.
-Зелень Ринмана- — смешанный оксид кобальта и цинка CoZnO2 зеленого цвета.
Другие реакции катионов цинка.
Катионы Zn 2+ при взаимодействии с различными другими реактивами образуют осадки: с Na2 HPO4 — белый Zn3 (PO4 )2 (растворяется в кислотах и в аммиаке); с К2 Сг04 -желтый ZnCrO4 (растворяется в кислотах и щелочах); с СоС12 и (NH4 )2 [Hg (SCN)4 ] -голубой ZnCo[Hg (SCN)4 ]; а также с различными орг. реагентами.
После растворения гидроксида алюминия и образования гидроксокомплексов алюминия к раствору прибавляют несколько кристаллов соли аммония (NH4 C1). Смесь нагревают. Гидроксокомплексы разрушаются выпадает осадок А1(ОН)3 :
Наиболее полное осаждение гидроксида алюминия происходит при рН- 5-6. Осадок А1(ОН)3 растворяется в кислотах, но не растворяется в аммиаке.
А1 3+ + 3 NHr H2 O -> А1(ОН)3 1 (белый аморфный) + 3 NH4 +
3. Реакция с нитратом кобальта — образование -тенаровой сини- (фармакопейная).
-Тенаровая синь- — смешанный оксид алюминия и кобальта синего цвета.
Катионы А1 3+ при взаимодействии с алюминоном – аммонийной солью ауринтрикарбоновой кислоты (для кратности NH4 L) образуют в уксуснокислой или аммиачной среде комплекс красного цвета (по-видимому, состав A1(ОН)2 L. Точное строение комплекса неизвестно. Выпадает красный хлопьевидный осадок. Мешают катионы Са 2+ , Cr 3+ , Fe 3+
5. Реакция с ализарином (1,2 — диоксиантрахинон).
Катионы А1 3+ с ализарином и его производными в аммиачной среде образует комплексы ярко красного цвета называемые -алюминиевыми лаками-.
Комплекс устойчив в уксусной среде. Реакция высокочувствительна: предел обнаружения 0,5 мкг. Мешают катионы: Zn 2+ , Sn(II), Cr 3+ , Mn 2 +, Fe 3+ и др.
Другие реакции катиона алюминия А1 3+ .
Катионы А1 3+ образуют также осадки при реакциях в растворах: с Na2 HPO4 — белый А13 РО4 , с CH3 COONa- белый СН3 СООА1(ОН)2 , с оксихинолином (кратко Нох ) — желто-зеленый [А1(О)3 ] и др.
1. Реакция с щелочами: Sn 2+ + 2 ОН- — Sn(OH)2 |(белый)
2. Реакция с аммиаком: Sn 2+ + 2 NH3 -H2 O) — Sn(OH)2 (белый) + 2 NH4CI
Осадок не растворяется в избытке аммиака.
3. Реакция с сульфид — ионами:8Sn 2+ + S 2 — — SnS . (бурый)
Осадок не растворяется в щелочах, в избытке раствора сульфида натрия..
4. Реакция с солями висмута (III).Олово (II) является хорошим восстановителем:
2 Bi 3+ + 3 [Sn(OH)4 ] 2 — + 6 ОН- — 2 Bi + 3 [Sn(OH)6 ] 2 —
5. Реакция с хлоридом ртути(П): [SnCl4 ] 2 -+ 2 HgCI2 -+ Hg2 Cl2 J. + [SnCl6 ] 2 —
Выпадает белый осадок каломели Hg2 Cl2 , который постепенно чернеет за счет выделяющейся металлической ртути: [SnCl4 ] -+ Hg2 Cb —> 2 Hg + [SnCl6 ]
источник
Теоретические основы.Химические методы качественного анализа основаны на аналитических реакциях, которые имеют специфический эффект (выпадение осадка, выделение газа или изменение цвета раствора) для одного или нескольких ионов, присутствующих в исследуемом растворе. В том случае, если аналитическая реакция характерна для одного иона, ее называют специфической. Например, реакция образования желтого осадка гексанитрокобальтата (III) калия является специфической:
2KCl + Na3[Co(NO2)6] 
K2Na[Co(NO2)6] 
+ 2NaCl
В том случае, когда аналитическая реакция имеет сходный эффект для нескольких ионов, она носит название групповой. В частности, ионы Ba 2+ образуют белые кристаллические осадки с ионами SO4 2 
, PO4 3 и CO3 2 , поэтому нитрат бария – групповой реагент для определения этих ионов.
Качественный анализ можно условно разделить на две части: анализ катионов и анализ анионов. В зависимости от отношения ионов к различным групповым реагентам катионы и анионы делятся на аналитические группы.
В основе классификации катионов лежит их различие во взаимодействии с кислотами и основаниями.
Первая аналитическая группа катионов 
содержит ионы NH4 + , Na + и K + . Группа не имеет специфического реагента, большинство солей на основе этих ионов хорошо растворимы в воде.
Вторая аналитическая группа катионоввключает ионы Ag + , Pb 2+ и Hg2 2+ . Групповым реагентом является соляная кислота HCl, в присутствии которой происходит осаждение малорастворимых хлоридов вышеуказанных металлов.
В состав третьей аналитической группы катионоввходят ионы Ba 2+ и Ca 2+ , которые образуют белые кристаллические осадки сульфатов кальция и бария при действии на раствор серной кислоты (групповой реагент).
Четвертая аналитическая группа катионовобъединяет ионы, основания которых проявляют амфотерные свойства — Al 3+ , Cr 3+ , Zn 2+ . Групповой реагент – избыток NaOH, который осаждает катионы всех остальных групп (кроме первой) и переводит катионы четвертой группы в форму гидроксокомплексов.
Пятая аналитическая группа катионовсодержит ионы Fe 2+ , Fe 3+ , Mn 2+ . Гидроксид аммония NH4OH (групповой реагент) переводит их в осадок соответствующих гидроксидов, которые нерастворимы в избытке реагента.
К ионам шестой аналитической группыотносятся Cu 2+ , Co 2+ , Ni 2+ , которые образуют растворимые комплексные аммиакаты в присутствии избытка NH4OH (групповой реагент).
КЛАССИФИКАЦИЯ АНИОНОВ
В основе аналитической классификации анионов лежит их различное отношение к солям бария и серебра.
Первая аналитическая группа анионовобразована анионами SO4 2 , PO4 3 и CO3 2 . Эти ионы образуют белые кристаллические осадки в присутствии нитрата бария, который является групповым реагентом.
Вторая аналитическая группа анионоввключает ионы Cl , Br и I . Групповой реагент – нитрат серебра, который осаждает вышеуказанные ионы.
Третья аналитическая группа анионовсодержит такие ионы, как NO3, NO2и CH3COO . Большинство солей на основе этих ионов хорошо растворимо в воде. Групповой реагент отсутствует.
Цель работы.Изучение аналитических реакций катионов и анионов и определение состава неизвестного раствора.
Порядок работы.
Опыт 1. Качественные реакции катионов и анионов.
Проведите аналитические реакции катионов и анионов, описанные ниже. Обратите внимание на внешний эффект реакций. Результаты оформите в виде таблицы:
| Группа | Ион | Реагент | Условия | Уравнение реакции | Наблюдения |
1. Аналитические реакции катионов первой группы
Реакция иона аммония
Концентрированные растворы щелочей выделяют аммиак в газообразном виде из растворов солей аммония.
Налейте в фарфоровую чашку 1 мл раствора соли аммония, добавьте 1 мл концентрированного раствора NaOH и закройте часовым стеклом с прикрепленной индикаторной бумажкой, пропитанной раствором фенолфталеина (газовая камера). Наблюдайте изменение цвета индикаторной бумаги.
Реакция иона натрия
Ионы натрия в растворе можно определить с помощью гексагидроксистибата (V) калия K[Sb(OH)6].
Возьмите в пробирку 3-5 капель любой соли натрия и добавьте такое же количество раствора K[Sb(OH)6] (реакция идет в нейтральной среде). Охладите пробирку под струей холодной воды и потрите стеклянной палочкой стенку пробирки. В присутствии ионов натрия выпадает белый кристаллический осадок Na[Sb(OH)6] .
Реакция иона калия
Специфическим реактивом на ионы калия в растворе служит гексанитрокобальтат (III) натрия Na3[Co(NO2)6].
Подкислите раствор, содержащий соль калия, разбавленным раствором уксусной кислоты (рН = 5) и добавьте несколько кристаллов Na3[Co(NO2)6]. Образование желтого осадка K2Na[Co(NO2)6] доказывает присутствие ионов калия в растворе. Ионы аммония мешают определению, поэтому в случае их присутствия в растворе их необходимо удалить кипячением в присутствии NaOH.
2. Аналитические реакции катионов второй группы
Реакция иона Ag(I)
Соляная кислота образует с Ag + белый осадок хлорида серебра, который растворяется в избытке NH4OH с образованием комплексного соединения состава.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра и добавьте 2 капли разбавленного раствора соляной кислоты. Наблюдайте образование осадка AgCl и его растворение в избытке NH4OH.
Реакция иона Hg (I)
Соляная кислота HCl образует в присутствии ионов Hg2 2+ белый осадок, разлагающийся под действием NH4OH:
Hg2 2+ + 2Cl Hg2Cl2
Hg2Cl2+ 2NH4OHконц.[HgNH2]Cl + Hg + NH4Cl + 2H2O
белый осадок черный осадок
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) и добавьте 2 капли разбавленного раствора соляной кислоты. Наблюдайте образование белого осадка и изменение его цвета в присутствии NH4OH.
Реакции иона Pb (II)
a) В присутствии соляной кислоты образуется белый осадок PbCl2, растворимый в горячей воде.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата свинца (II) и добавьте 2 капли разбавленного раствора соляной кислоты. Наблюдайте образование белого осадка. Добавьте дистиллированной воды и нагрейте раствор на водяной бане.
б) В присутствии иодида калия образуется желтый осадок иодида свинца (II), который растворяется в горячей воде и кристаллизуется в виде желтых игольчатых кристаллов при охлаждении (золотой дождь).
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата свинца (II) и добавьте 2 капли раствора иодида калия. Наблюдайте образование желтого осадка. Добавьте дистиллированной воды и нагрейте раствор на водяной бане до растворения иодида свинца. Охладите раствор под струей холодной воды и наблюдайте выпадение золотисто-желтых игольчатых кристаллов («золотой дождь»).
3. Аналитические реакции катионов III группы
Реакция иона кальция
Оксалат аммония (NH4)2C2O4 осаждает ионы Ca 2+ в виде белого кристаллического осадка, растворимого в сильных кислотах и избытке уксусной кислоты (при проведении реакции обратите внимание на рН раствора (нейтральная или слабокислая среда).
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата или хлорида кальция и добавьте 2 капли раствора оксалата аммония. Наблюдайте образование белого осадка. Испытайте растворимость осадка в разбавленных соляной и уксусной кислотах.
Реакции иона бария
(а) В присутствии серной кислоты ионы Ba 2+ образуют белый кристаллический осадок, нерастворимый в кислотах и щелочах.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата или хлорида бария и добавьте 2 капли разбавленного раствора серной кислоты. Наблюдайте образование белого осадка. Испытайте растворимость осадка в кислотах и щелочах.
(б) В нейтральных растворах в присутствии K2CrO4 или K2Cr2O7 образуется желтый кристаллический осадок BaCrO4, который растворим в сильных кислотах.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора нитрата или хлорида бария и добавьте 2 капли раствора хромата калия. Наблюдайте образование желтого осадка. Испытайте его растворимость в соляной и уксусной кислотах.
4. Аналитические реакции катионов IV группы
Реакция иона алюминия
Органическое соединение ализарин C11H6O2(OH)2 образует с гидроксидом алюминия малорастворимое комплексное соединение розового цвета.
Поместите на фильтровальную бумагу 1-2 капли любой соли алюминия и подержите ее в парах аммиака (над открытой склянкой с концентрированным раствором гидроксида аммония). Добавьте 1 каплю раствора ализарина и снова поместите бумагу в пары NH3 на 1-2 минуты. Высушите фильтровальную бумагу над пламенем горелки и наблюдайте образование розового пятна алюминиевого комплекса. (Фиолетовая окраска пятна обусловлена аммонийной солью ализарина, которая разлагается при нагревании).
Реакция иона хрома (III)
Пероксид водорода в щелочных растворах переводит ион хрома (III) в CrO4 2 (хромат-ион).
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора любой соли хрома (III), добавьте 6-7 капель раствора NaOH до образования зеленого раствора Na3[Cr(OH)6], а затем – 3-4 капли 10%-ного раствора H2O2. Нагрейте раствор. Обратите внимание на изменение цвета. (Выделение газа обусловлено процессом разложением пероксида водорода, катализатором которого служат хромат-ионы).
Реакция иона цинка
Дитизон (дифенилтиокарбазон) S=C 
образует с ионами цинка в слабокислой среде комплексное соединение красного цвета, растворимое в хлороформе CHCl3.
Возьмите в пробирку 2-3 капли любой соли цинка, добавьте 2-3 капли ацетатного буферного раствора и 2-3 капли раствора дитизона в хлороформе. Встряхните пробирку и наблюдайте изменение цвета органического слоя.
5. Аналитические реакции катионов V группы
Реакция иона железа (II)
Гексацианоферрат (III) калия K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль) образует в присутствии ионов Fe (II) темно-синий осадок KFe[Fe(CN)6].
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора сульфата железа (II) и добавьте 2 капли раствора K3[Fe(CN)6]. Наблюдайте образование осадка.
Реакции иона железа (III)
(а) Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) образует в присутствии ионов Fe (III) темно-синий осадок KFe[Fe(CN)6].
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора хлорида или сульфата железа (III) и добавьте 2 капли раствора K4[Fe(CN)6]. Наблюдайте образование осадка.
(б) Тиоцианат (роданид) аммония NH4SCN (или калия KSCN) образует в присутствии ионов Fe (III) кроваво-красный раствор комплексного соединения:
Fe 3+ + n SCN [Fe(SCN)n] 3 n
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора хлорида или сульфата железа (III) и добавьте 2 капли раствора роданида аммония. Наблюдайте изменение цвета раствора.
Реакция иона марганца (II)
В присутствии азотной кислоты висмутат натрия NaBiO3 окисляет ионы марганца (II) до марганцевой кислоты HMnO4.
Возьмите в пробирку 1-2 капли раствора нитрата или хлорида марганца (II), добавьте 1 мл разбавленной азотной кислоты и несколько кристалликов NaBiO3. Обратите внимание на изменение цвета раствора.
6. Аналитические реакции катионов V группы
Реакция иона меди (II)
Гидроксид аммония образует с ионами меди Cu (II) темно-синий раствор комплексного соединения [Cu(NH3)4] 2+ . В присутствии ионов металлов, образующих нерастворимые основания, отделите их осадок на центрифуге и наблюдайте темно-синий цвет раствора.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора хлорида или сульфата меди (II) и добавьте разбавленный раствор гидроксида аммония до изменения цвета раствора.
Реакция иона кобальта (II)
NH4SCN (или KSCN) в присутствии органических растворителей образует с ионами Со (II) растворимое комплексное соединение голубого цвета:
Co 2+ + 4 SCN [Co(SCN)4] 2
Налейте в пробирку 2-3 капли раствора хлорида кобальта (II), добавьте несколько кристаллов NH4SCN (или KSCN) и 4-5 капель изоамилового спирта или его смеси с эфиром. Встряхните пробирку и наблюдайте появление синего окрашивания органического слоя.
Если в растворе одновременно присутствуют ионы Co (II) и Fe (III), синее окрашивание раствора не появляется, так как железо образует с роданид-ионами более прочное комплексное соединение, которое окрашивает раствор в кроваво-красный цвет. Для отделения ионов Co (II) следует добавить к раствору немного кристаллического KF (или NH4F). В этом случае происходит маскирование ионов Fe (III) (перевод в более прочное бесцветное комплексное соединение K3[FeF6]). Поэтому красная окраска раствора не проявляется, и можно открыть ионы Co (II) в присутствии ионов Fe (III).
Реакция иона Ni (II)
Органический реагент – диметилглиоксим (реактив Чугаева), C4H8N2O2, образует с ионами никеля (II) розовый осадок диметилглиоксимата никеля. Реакция идет в слабощелочной среде в присутствии разбавленного раствора NH4OH (pH=9):
Ni 2+ + 2NH4OH + 2 C4H8N2O2Ni(C4H7N2O2) + 2NH4 + + 2H2O
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора хлорида или сульфата никеля (II), добавьте несколько капель разбавленного раствора гидроксида аммония и 2 капли раствора диметилглиоксима (реактива Чугаева). Наблюдайте образование осадка.
7. Аналитические реакции некоторых анионов
Реакция сульфат-ионов SO4 2 —
Ионы бария образуют с сульфат-ионами белый кристаллический осадок BaSO4, который нерастворим в сильных минеральных кислотах.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора сульфата любого металла и добавьте 2 капли раствора нитрата или хлорида бария. Наблюдайте образование белого осадка. Испытайте растворимость осадка в разбавленной азотной кислоте.
Реакция фосфат-ионов РO4 3 —
Ионы бария образуют с фосфат-ионами белый кристаллический осадок BaНРO4, который растворим в сильных минеральных кислотах.
Возьмите в пробирку 2-3 капли раствора фосфата натрия или калия и добавьте 2 капли раствора нитрата или хлорида бария. Наблюдайте образование осадка. Испытайте растворимость осадка в разбавленной азотной кислоте. Сравните растворимость фосфата бария с растворимостью сульфата бария.
Реакции карбонат-ионов СO3 2 —
Ионы бария образуют с карбонат-ионами белый кристаллический осадок, который растворим в кислотах с выделением газа (СО2).
Налейте в пробирку несколько капель карбоната натрия и добавьте раствор хлорида бария. Наблюдайте образование осадка карбоната бария. Добавьте несколько капель разбавленного раствора азотной кислоты. Выделение газа свидетельствует о присутствии в растворе карбонат-ионов.
Реакции хлорид- и иодид-ионов Cl — и I —
В присутствии хлорид-ионов ионы серебра образуют белый осадок AgCl, который растворим в избытке аммиака с образованием комплексного соединения:
Подкисление раствора приводит к разрушению комплексного соединения и образования осадка AgCl.
Осадок AgI – светло-желтый, в избытке аммиака не растворяется.
Возьмите две пробирки и добавьте в одну 2-3 капли раствора хлорида натрия, а в другую – 2-3 капли раствора иодида натрия. Добавьте в каждую пробирку 2 капли раствора нитрата серебра. Наблюдайте образование осадков хлорида и иодида серебра (сравните цвета осадков). Добавьте в каждую пробирку разбавленный раствор гидроксида аммония. В какой из пробирок осадок растворился? Подкислите раствор, содержащий хлорид диамминосеребра, и наблюдайте образование белого осадка AgCl.
Реакция нитрат-ионов NO3 —
Дифениламин (C6H5)2NH окисляется нитрат- и нитрит-ионами с образованием продуктов, окрашенных в темно-синий цвет.
Налейте в пробирку несколько капель раствора, содержащего нитрат- или нитрит-анионы, и добавьте (по стенке пробирки) 1 каплю дифениламина (соблюдайте осторожность – соединение растворено в концентрированной серной кислоте!). Наблюдайте образование темно-синего пятна на стенке пробирки.
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-05; Нарушение авторского права страницы
источник
Химические методы анализа
Общие реакции на подлинность
Испытание на подлинность — это подтверждение идентичности анализируемого лекарственного средства или лекарственной формы на основании требований ГФ или другой НД.
Подлинность неорганических лекарственных средств устанавливается путём обнаружения катионов и анионов, а органических — по функциональным группам с помощью различных типов химических реакций (осаждения, окисления-восстановления, комплексообразования, разложения, конденсации и др.).
В ГФ XI, вып. 1, в разделе «Химические методы анализа. Общие реакции на подлинность» (с.159-165) приведены унифицированные методики для идентификации ионов и некоторых функциональных групп.
Для определения подлинности лекарственного средства рассчитывают навеску с учётом чувствительности реакции. Чувствительность характеризуется минимальным количеством анализируемого г/иона, которое удаётся обнаружить с помощью данной реакции, при соблюдении необходимых условий её выполнения. Обычно навески, указанные в методиках выше, чем установленная чувствительность реакции.
В большинстве общих методик, приведённых в ГФ указана масса иона в граммах, необходимая для выполнения реакции. Для того, чтобы провести реакцию на конкретное лекарственное вещество необходимо сделать расчет навески.
Пример расчёта навески для определения
Провести испытание калия йодида по показателю «Подлинность» (ФС 42-3805-99)
1-я реакция на ион калия (ГФ XI, вып. 1, с. 161). масса иона калия:
Молекулярная масса KI — 166,01
Расчёт навески (а): 166,01 г KI содержит 39,09 г иона К,
а, г KI — 0,02 г иона К а max= 166.01×0.02/39,09 = 0.08 г
АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
НЕОГРАНИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ.
I. РЕАКЦИИ НА КАТИОНЫ
1. Ион аммония (NH4 + )
1.ГФРастворы едких щелочей (NaOH, KOH) выделяют из растворов солей аммония при нагревании газообразный аммиак (реакция разложения).
Выделяющийся аммиак обнаруживают следующими способами:
1) по характерному запаху аммиака;
2) по посинению красной лакмусовой бумажки или по покраснению бесцветной фенолфталеиновой;
3) если к отверстию пробирки поднести фильтровальную бумагу, смоченную раствором нитратом ртути (I), на ней появляется чёрное пятно вследствие выделения металлической ртути:
2. Реактив Несслера – раствор тетрайодмеркурата (II) калия в КОН – K2[HgI4] образует с солями аммония желтое окрашивание (следы аммония) или желто-бурый осадок:
2. Ион натрия (Na + )
1. ГФСоль натрия, смоченная хлористоводородной кислотой и внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в желтый цвет.
2. ГФСоли натрия образуют желтый кристаллический осадок с цинка уранилацетатом в уксуснокислой среде.
Осадок нерастворим в уксусной кислоте.
3. ГФ ХII (вместо реакции 2.) К 2 мл раствора натриевой соли (7–10 мг натрий-иона) прибавляют 2 мл 15 % раствора калия карбоната и нагревают до кипения; осадок не образуется. К раствору прибавляют 4 мл раствора калия пироантимоната и
нагревают до кипения. Охлаждают в ледяной воде и при необходимости потирают внутренние стенки пробирки
3. Ион калия (К + )
1. ГФСоль калия, внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в фиолетовый цвет, а при рассмотрении через синее стекло пламя имеет пурпурно-красный цвет.
2. ГФСоли калия с раствором винной кислоты в присутствии натрия ацетата и спирта образуют белый осадок кислой соли калия гидротартрата. Осаждению способствует: охлаждение растворов, встряхивание пробирки и потирание стеклянной палочкой о стенки пробирки.
Реакция проводится в среде натрия ацетата, необходимого для связывания выделяющихся ионов водорода. При этом образуется уксусная кислота, в которой осадок КНС4Н4О6 нерастворим:
Осадок калия гидротартрата растворяется в минеральных кислотах и растворах едких щелочей:
3.ГФСоли калия с натрия кобальтинитритом (гексанитро (III) кобальтатом натрия) в уксуснокислой среде; образуют желтый кристаллический осадок гексанитро(III) кобальтата калия и натрия.
4. Ион кальция (Са 2+ )
1. ГФСоль кальция, смоченная хлористоводородной кислотой, окрашивает бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет.
2. ГФРаствор аммония оксалата осаждает из растворов солей кальция белый осадок кальция оксалата:
Осадок растворим в разведенных минеральных кислотах и нерастворим в уксусной кислоте:
5. Ион магния (Mg 2+ )
ГФСоли магния с раствором натрия гидрофосфата в присутствии аммония гидроксида и аммония хлорида образует белый кристаллический осадок магний-аммоний фосфата:
Осадок растворяется в минеральных кислотах и уксусной кислоте:
Реакцию осаждения магний-аммоний фосфата проводят в присутствии аммония хлорида во избежание выпадения в щелочной среде осадка Mg(OH)2. Следует избегать и избытка NH4CI, так как в этом случае образуются растворимые комплексы [MgCI3] — и [MgCI4] 2- .
6. Ион железа (II) (Fe 2+ )
1.ГФ Натрия сульфид образует с солями Fe 2+ черный осадок:
Осадок растворим в минеральных кислотах:
2.ГФРастворы солей железа (II) с раствором калия феррицианида (гексацианоферратом (III) калия) образуют синий осадок феррицианида железа(II) (гексацианоферрата(III) железа(II)) «турнбулевая синь», возможно также образование KFe[Fe(CN6)]:
Осадок нерастворим в минеральных кислотах, но разрушается едкими щелочами с образованием гидроксида железа (II) – зеленый осадок, буреющий на свету:
7. Ион железа (III) (Fe 3+ )
1.ГФ Натрия сульфид осаждает из растворов солей железа (III) осадок сульфида железа черного цвета:
Осадок растворим в минеральных кислотах:
2.ГФ Растворы солей железа (III) образуют в кислой среде хлористоводородной кислоты разведенной с раствором калия ферроцианида (гексацианоферрата (II) калия) синий осадок «берлинской лазури»:
Осадок нерастворим в минеральных кислотах, но разрушается едкими щелочами с образованием бурого осадка Fe(OH)3:
3. ГФ При добавлении к раствору соли Fe 3+ раствора аммония тиоцианата образуется тиоцианат железа красного цвета:
8. Ион серебра (I) (Аg + )
1.Реакция восстановления Ag + из аммиачного раствора серебра нитрата до металлического серебра при нагревании с раствором формальдегида (реакция «серебряного зеркала»):
Металлическое серебро образует на стенках пробирки тонкую блестящую пленку — «серебряное зеркало».
2. Реакция осаждения кислотой хлороводородной или натрия хлоридом. Образуется белый творожистый осадок AgCl:
Осадок серебра хлорида нерастворим в кислоте азотной разведенной, растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения:
3. Реакция осаждения раствором натрия гидроксида или раствором аммиака:
Осадок серебра оксида нерастворим в избытке натрия гидроксида, растворяется в избытке раствора аммиака с образованием комплексного соединения:
9. Ион цинка (Zn 2+ )
1. ГФРастворы солей цинка образуют с сульфид-ионом осадок цинка сульфида белого цвета:
Осадок легко растворим в разведенной соляной кислоте и нерастворим в уксусной:
2. ГФСоли цинка с гексацианоферратом (ΙΙ) калия образуют белый студенистый осадок гексацианоферрата (ΙΙ) цинка:
Осадок нерастворим в разведенных минеральных кислотах, растворим в щелочах.
3.Раствор гидроксида натрия выделяет из растворов солей цинка белый студенистый осадок Zn(OH)2, растворимый в избытке реактива с образованием цинкатов:
доказывает амфотерность Zn 2+ цинка и растворимость оксида в кислотах и щелочах
10. Ион свинца (Pb 2+ )
1. Калия йодид образует с солями свинца (ΙΙ) желтый осадок дийодида свинца, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного раствора:
2. Растворы хромата калия и дихромата калия образуют с растворами солей свинца желтый осадок хромата свинца:
11. Ион висмута (Bi 3 + )
1.ГФ Йодид калия из подкисленных растворов солей висмута выделяет черный осадок, который растворяется в избытке реактива с образованием раствора оранжево-желтого цвета (осаждение с последующим комплексообразованием):
2.ГФ Соли висмута с натрия сульфидом образуют коричневато-черный осадок висмута сульфида, растворимый в концентрированной азотной кислоте.
12. Ион меди (Cu 2+ )
1. Раствор аммиака осаждает сначала из растворов солей меди (ΙΙ) осадок основной соли голубовато-зеленого цвета, который растворяется в избытке реактива с образованием окрашенного в интенсивно-синий цвет прозрачного комплекса:
2. Гексацианоферрат (II) калия образует с солями меди (II) красно-бурый осадок гексацианоферрата (II) меди:
13. Ион ртути (II) (Нg 2+)
1.ГФ Растворы солей ртути (II) с эквимолекулярным количеством йодида калия образуют красный осадок дийодида ртути, растворимый в избытке реактива.
2. ГФ При действии щелочей на водные растворы солей ртути (II) образуется желтый осадок ртути оксида (II):
14. Алюминий (Аl 3 + )
1. ГФ ХIIОколо 15 мг лекарственного средства растворяют в 2 мл
воды. К полученному раствору или к 2 мл раствора, приготовленного как
указано в частной фармакопейной статье, прибавляют 0,5 мл хлористоводо-
родной кислоты разведенной 8,3 % и 0,5 мл реактива тиоацетамида; осадок
не образуется. Затем по каплям прибавляют раствор натрия гидроксида раз-
веденный 8,5 %; образуется гелеобразный белый осадок, растворимый при
последующем прибавлении раствора натрия гидроксида разведенного 8,5 %.
Постепенно прибавляют 10 % раствор аммония хлорида; снова образуется
гелеобразный белый осадок.
2.Реакция осаждения раствором натрия гидроксида или раствором аммиака:
Эквив. Белый желатинообразный осадок
| Реакция прокаливания с раствором кобальта нитрата: 4А1 3+ + 2Со(NОз)2 → 2Со(АlO2)2 + 4NO↑ |
Дата добавления: 2015-09-20 ; просмотров: 6294 | Нарушение авторских прав
источник