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 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 SO₄^2-.

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. 7.1.2. Аніони сульфіту SO₃^2-

SO₃^2-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 СO₃^2-

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: СO₃^2- + 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 СO₃^2- треба обов”язково виконати реакцію на аніон SO₃^2-, 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 НРO₄^2-, а при рН 12,5-13 - іон РO₄^3-. 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): HPO₄^2- + 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.