SO42-, SO32-, CO32-, PO43-
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: SO42- + Ba2+ = BaSO4 ¯
SO32- + Ba2+ = BaSO3 ¯ CO32- + Ba2+ = BaCO3 ¯ 2PO43- + 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 чотиричисті 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 SO42- + Ba2+ = BaSO4 ¯
Який (на відміну від інших аніонів першої аналітичної групи) не розчиняється у НCl (або НNO3).
Сульфат-іон SO42- може з”явитися у розчині внаслідок окиснення сульфіту SO32- киснем повітря, тому, відкривши сульфат, треба обов”язково перевірити присутність сульфіту, виконавши наступну реакцію, як це описано далі. 7.1.2. Аніони сульфіту SO32-
SO32-відрізняється від усіх інших аніонов першої аналітичної групи тим, що є відновником. Він реагує із забарвленими окисниками і знебарвлює їх. Сірка(ІV) окиснюеться до сірки(VI).
1.Перманганат калію КМnО4 у сильнокислому середовищі знебарвлюється при додаванні сульфіту: 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 3-ї аналітичної групи аніонів.
2. Жовто-бурий розчин йоду І2 стає темно-синім, якщо до нього додати крохмаль, а сульфіт відновлює йод і знебарвлює темно-синій колір, розчин стає безбарвним:
І2 +Na2SO3+ H2O= Na2SO4+ 2HІ 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. 7.1.3. Аніони карбонату СO32-
При дії кислот (НCl, СН3СООН) на розчин карбонатів або на сухі карбонати утворюється слабка вугільна кислота, яка швидко розкладається з виділенням вуглекислого газу СО2, який не має кольору і запаху: СO32- + 2Н+ = Н2СO3 ® Н2О + СО2↑.
При цьому спостерігається утворення бульбашок газу і шипиння. Якщо пропустити газ через розчин Са(ОН)2, утворюється осад СаСО3 і розчин мутніє.
Виконання: у двічисті пробіркі внести 3-4 краплі Na2СO3, і додати 2-3 краплі 2 н. розчину НCl, а в іншу 2-3 краплі СН3СООН, перемішати. У першій пробірці швидко виділяється велика кількість бульбашок СO2, а у другій – газ виділяється поступово і бульбашки можна спостерігати довше.
При аналізі досліджуваного розчину перед виконанням реакції на аніон СO32- треба обов”язково виконати реакцію на аніон SO32-, тому що з кислотами він утворює сірчисту кислоту Н2SO3, яка може роскладатися з виділенням бульбашок газу SO2.
Аніони фосфату РО43-.
Фосфат-іон може існувати у розчині у різних формах: при рН 4,3 у розчині існує переважно іон Н2РO4-, при рН 9,6 – іон НРO42-, а при рН 12,5-13 - іон РO43-. Тільки попереднє визначення рН розчину може вказати на одну з цих форм, оскільки всі вони дають однакові аналітичні реакції.
1. Магнезіальна суміш (MgCl2+ NH4Cl + NH4OH) утворює з фосфатом білий кристалічний осад фосфату магнію-амонію (магній-амоній фосфат): HPO42- + Mg 2+ + NH4OH = MgNH4PO4¯ + H2O
Виконання: у чисту пробірку внести 2-3 краплі розчину MgCl2, додати 3-4 краплі NH4Cl і 1-2 краплі NH4OH, перемішати і спотерігати утворення безбарвного розчину (магнезіальна суміш). Додати 1-2 краплі Nа2НPO4, перемішати і спостерігати утворення білого осаду.
2. Молібденова рідина (HNO3 + (NH4)2MoO4) утворює з фосфатом жовтий кристалічний осад 12-молібдофосфату амонію: Na2HPO4+12(NH4)2MoO4+23HNO3=
=(NH4)3[P(Mo3O10)4]¯+2NaNO3+21NH4NO3+ 12H2O
Розчин молібдату амонію в азотній кислоті (олібденову рідину треба додавати у великому надлишку до фосфату. На відміну від попередньої реакції осад утворюється поступово (3-5 хв.): спочатку розчин жовтіє, потім мутніє. Процес можна прискорити додаванням кристалів NH4NO3 або нагріванням. Виконання: у чисту пробірку взяти не більше однієї краплі розчину Nа2НPO4 (або невідомого розчину), додати не менш як 10 крапель молібденової рідини, збовтувати деякий час, залишити у штативі на 3-5 хв. Якщо осад не випадає, додати кілька кристалів NH4NO3, обережно підігріти. Спостерігати утворення жовтого дрібнокристалічного осаду.
