Главная подгруппа V группы (азот и фосфор)

I. Качественные реакции на катион аммония (NH₄ ⁺):

1) В «газовой камере» (ГФ) со щелочью:

Берут 2 часовых стекла. На верхнее стекло помещают красную лакмусовую бумажку, смоченную водой, а на нижнее стекло – 1 каплю растворара соли аммония и 1 каплю гидроксида натрия. Затем верхним стеклом накрывают нижнее и согревают ладонями: красная лакмусовая бумажка на верхнем стекле синеет.

а) на нижнем стекле протекает реакция:

t ⁰ NH₃^­

NH₄Cl + NaOH à NaCl + NH₄OH

H₂O

б) на верхнем стекле:

NH₃ + H₂O à NH₄OH

^{с лакмусовой бумажки}

NH₄OH ↔ NH₄ ⁺ + OH^-

^{процесс диссоциациикрасная лакм. бумажка синеет.}

2). С реактивом Несслера (смесь тетрайодомеркурата +2 калия и гидроксида калия):

Hg

NH₄Cl + 2K₂[HgI₄] + 4 KOH à [ O NH₂ ] _¯ + 7 KI + KCl +3H₂O

Hg

_{желто-бурый осадок}

иодида оксодимеркураммония _.

▪ Реакцию проводят в вытяжном шкафу (соли ртути!): можно использовать пробирку с использованием кусочка ваты для закрывания или на часовом стекле капельным путем.

 

II. Качественные реакции на нитрит-анион (NО₂ ^-):

 

1) Взаимодействие солей азотистой кислоты с раствором ДФА (дифениламина). Появляется синее окрашивание.

 

▪ Реакцию проводить в вытяжном шкафу, в фарфоровой чашке. Приливают раствор ДФА по каплям.

2) Взаимодействие солей азотистой кислоты с более сильными кислотами: раствором серной или соляной кислот (реакция обмена):

2 NaNO₃ + H₂SO₄ à Na₂SO₄ + 2 HNO₂

 

2 HNO₂ à NO₂ ^­ + NO^­ + H₂O

^бурый

Образующаяся нестойкая азотистая кислота моментально разлагается и появляются бурые пары диоксида азота (оксида азота +4)

 

3) Реакция с антипирином (ГФ): в кислой среде образуется раствор изумрудно-зеленого цвета нитрозантипирина:

 

Н-C=== C-СН₃ O=N-C====C--СН₃

│ │_ + H—O—NO à │ │_ + H₂O

// \ / СН₃ // \ / СН₃

О N О N

│ │

С₆Н₅ антипирин С₆Н₅ нитрозантипирин

4) Взаимодействие с окислителями:

 

2KMnO₄ + 5 NaNO₂ + 3H₂SO₄ à 5NaNO₃ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 3 H₂O

 

MnO₄^- +8H⁺ + 5e à Mn²⁺ + 4 H₂O 2 в-ие, ок-ль

NO₂^- + H₂O - 2 e à NO₃^- + 2H⁺ 5 ок-ие, в-ль

 

2MnO₄^- +16H⁺ + 5NO₂^- + 5H₂O à 2Mn²⁺ + 8 H₂O + 5NO₃^-- + 10H⁺

 

Раствор перманганата калия обесцвечивается. Эта реакция применяется для отличия нитрит-аниона от нитрат-аниона и наоборот.

 

III. Качественная реакция на нитрат-анион (NО₃ ^-):

В неорганической химии применяют одну реакцию – с дифениламином (ДФА). В ней ДФА также вступает во взаимодействие с солями азотной

кислоты как и нитриты и появляется синее окрашивание. Далее для отличия этих двух ионов можно применить реакцию с антипирином (для нитрат-анионов зеленого окрашивания не наблюдается) или реакцию с перманганатом калия. Нитрат-анион сам является окислителем и с перманганатом калия взаимодействия не будет.

 

IV. Качественная реакция на фосфат-анион (РО₄ ^3-):

 

1) Взаимодействие с магнезиальной смесью (MgSO₄ + NH₄OH + NH₄Cl) – выпадает белый кристаллический осадок – фосфат магния аммония, растворимый в кислотах и нерастворимый в растворе аммиака (ГФ):

+ NH₄Cl

Na₂HPO₄ + MgSO₄ + NH₄OH à MgNH₄PO_{4 ¯} + Na₂SO₄ + H₂O

_белый

Магнезиальная смесь состоит из раствора сульфата магния и буферной аммиачной смеси: раствора аммиака и хлорида аммония.

1) С нитратом серебра – выпадает желтый осадок фосфата серебра (ГФ):

 

Na₂HPO₄ + AgNO₃ à Ag₃PO_{4 ¯} + 2 NaNO₃ + HNO₃

▪ В дальнейшем (в аналитической химии), как для данного иона, так и для других ионов будут изучены и другие качественные реакции.

 

 

Тема календарно-тематического плана 2.1. р-Элементы