Практическое занятие 5. для дистанционного обучения учащихся «Реакция обнаружения анионов: SiO32-, Cl-, Bn-, Y-, S2-, NO3-, CH3COO- Силикат-ион»

Практическое занятие №5.

Реакция обнаружения анионов: SiO₃^2-,Cl^-, Bn^-,Y^-, S^2-,NO₃^-, CH₃COO^-

Силикат-ион

Свободная кремниевая кислота почти нерастворима в воде, но очень легко образует коллоидные растворы. Основной формой существования кислоты в растворе является H₂SiO₃. Растворимы в воде только силикаты щелочных металлов. Нерастворимые силикаты переводят в раствор обработкой кислотами или сплавлением с карбонатом натрия.

1.Разбавленные кислоты образуют с концентрированными

растворами силикатов белый студенистый осадок кремниевой кислоты:

2HCI + Na₂SiO₃ = H₂SiO₃↓ + 2NaCI

Если осадок на воздухе не образуется, то раствор необходимо нагреть.

2.Соли аммония при действии на анион SiO₃^2- выделяют из растворов силикатов кремниевую кислоту:

SiO₃^2- + 2H₂O + 2NH4⁺ = H₂SiO₃↓ + 2NH₄OH

Этой реакцией можно обнаружить силикат-ион в присутствии всех анионов.

Выполнение реакции: к 4-5 каплям силиката натрия прикапывают 3 капли раствора NH₄CI и нагревают на водяной бане. При этом образуется студенистый осадок кремниевой кислоты.

Хлорид-ион

В водных растворах хлороводородная кислота полностью диссоциирует с образованием хлорид-иона и гидратированного протона:

HCI + H₂O = H₃O⁺ + CI^-

Большинство хлоридов хорошо растворимо в воде. Малорастворимы AgCI, Hg2CI2, PbCI2, Cu2CI2, основные хлориды сурьмы, висмута и олова.

Нитрат серебра с хлорид-ионом образует белый творожистый осадок AgCI, нерастворимый в HNO3, но легкорастворимый в концентрированном растворе аммиака, (NH4)2CO3, KCN, Na2S2O3 с образованием комплексных солей.

CI ^- + Ag⁺ = AgCI↓

AgCI↓ + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂]CI

AgCI↓ + 2(NH₄)₂CO₃ = [Ag(NH₃)₂]CI + 2NH₄HCO₃

AgCI↓ + 2 KCN = K[Ag(CN)₂] + KCI

AgCI↓ + 2 Na₂S₂O₃ = Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + NaCI

При подкислении раствора, содержащего [Ag(NH3)2]CI, раствором HNO3 снова выпадает осадок AgCI:

[Ag(NH₃)₂]CI + 2HNO₃= AgCI↓ + 2 NH₄NO₃

Осадок AgCI темнеет на свету в результате образования серебра:

2 AgCI↓ = 2Ag +CI2↑

Протеканию реакции мешают SCN^- , Br^-, I ^-. AgCI в отличие от AgBr, AgI и AgSCN, растворим в (NH4)2CO3.

Выполнение реакции: в пробирку к 2-3 каплям раствора хлорида натрия добавляют 1-2 капли раствора нитрата серебра. Выпавший осадок отделяют центрифугированием. К осадку добавляют водный раствор аммиака до полного растворения. В полученном растворе открывают CI^- - ион действием 3-5 капель 2 н. раствора HNO3.

Бромид-ион

Бромид-ион является анионом сильной бромоводородной кислоты HBr. Из бромидов нерастворимы в воде AgBr, Hg2Br2 и PbBr2. По своим свойствам соли бромоводородной кислоты близки к солям хлороводородной кислоты. Отличие – меньшая устойчивость к действию окислителей.

1.Нитрат серебра AgNO3 образует с анионом Br^- бледно- желтый осадок бромида серебра AgBr, нерастворимый в азотной кислоте и плохо растворимый в аммиаке.

2. Хлорная вода окисляет ионы Br^- до свободного брома Br₂:

2Br^- + CI₂ = Br₂ + 2CI ^-

Выполнение реакции: к 1-2 каплям раствора NaBr добавляют 2-3 капли 2 н. раствора H2SO4 и 1-2 капли хлорной воды. Раствор буреет вследствие выделения свободного брома. Добавляют несколько капель CHCI3, CCI4 или C6H6 и встряхивают. Слой органического растворителя окрашивается в желто-оранжевый цвет.

Иодид-ион

Иодид-ион является анионом сильной иодистоводородной кислоты. Кислота малоустойчивая и окрашивается выделяющимся иодом в бурый цвет. Иодиды по растворимости близки к соответствующим солям бромоводородной кислоты.

1. Нитрат серебра AgNO3 образует с иодид-ионом желтый осадок иодида серебра AgI, нерастворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака.

2. Нитриты щелочных металлов (KNO2, NaNO2) при подкислении разбавленной серной, соляной или уксусной кислотой окисляют иодид-ион до иода:

2I ^- + 2NO₂^-+ 4H⁺= I₂ + 2NO +2H₂O

В этих условиях Br^- не окисляется нитритами. Обнаружению иодид-иона мешают анионы SO₃^2-, S₂O₃^2- и S^2-.

Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора KI добавляют 1-2 капли 1М HCI, H2SO4 или CH3COOH, 2-3 капли раствора KNO2 или NaNO2, несколько капель бензола и встряхивают. Органический слой окрашивается в фиолетово-розовый цвет.

Сульфид-ион

Сероводородная кислота – одна из самых слабых кислот. Сульфиды катионов s-элементов растворимы в воде, сульфиды катионовp-иd-элементов в воде нерастворимы, но растворяются в

кислотах.

1. Нитрат серебра AgNO3 образует с анионом S^2- черный осадок cульфида серебра Ag2S, нерастворимый в растворе аммиака, но растворимый при нагревании в разбавленной азотной кислоте.

Выполнение реакции: к 1-2 каплям раствора, содержащего сульфид-ион, прикапывают 1-2 капли раствора AgNO3.Осадок растворяют в 2 М HNO3. Напишите уравнения протекающих реакций.

Нитрат-ион

NO^3- - анион азотной кислоты HNO3, одной из самых сильныхминеральных кислот.

HNO3 является сильным окислителем. Все соли азотной кислоты растворимы в воде за исключением основных солей висмута, ртути и солей некоторых органических оснований. Для обнаружения нитрат-иона применяются в основном реакции его восстановдения.

1. Сульфат железа (II) в сернокислой среде восстанавливает NO^3- до оксида азота (II) NO, который с избытком Fe(II) образует комплексное соединение бурого цвета:

2HNO₃ + 6FeSO₄ + 3H₂SO₄ = 3Fe₂(SO₄)₃ + 2NO↑ + 4H₂O

FeSO₄ + NO = [Fe(NO)SO₄]

Мешают NO₂^-, I ^-, Br^-, анионы-восстановители – SO₃^2-, S₂O₃^2- и S^2-. Этой реакцией можно обнаружить NO₃^- после осаждения анионов I и II групп и в отсутствие NO₂^- и CIO₃^-.

Выполнение реакции: к 2-3 каплям раствора NaNO₃ на стеклянной пластинке вносят кристалл FeSO4 ·7H2O и каплю концентрированного раствора H2SO4.Вокруг кристалла появляется бурое пятно.

Ацетат-ион

CH₃COO^- - анионуксусной кислоты. Соли ее хорошо растворимы в воде, кроме основных ацетатов, например

Fe₃O(CH₃COO)₆OHиСH₃COOAg.

1.Серная кислота, взаимодействуя с ацетатами, вытесняет из них свободную уксусную кислоту, которая, улетучиваясь при нагревании, придает раствору специфический запах уксуса.

Выполнение реакции: в пробирку прикапывают 4-5 капель раствора ацетата натрия, добавляют 2 капли концентрированного раствора H2SO4 и осторожно нагревают. Ощущается запах уксусной кислоты. Напишите уравнение реакции.

Творческое задание

2. Составить схему хода анализа и написать уравнения реакций открытия анионов:

а) SO₄^2-, CO₃^2-, NO₃^-;

б) SO₃^2-, Cl ^-, PO₄^3-;

в) Br^-, CH₃COO^-, SO₄^2-;

г) SiO₃^2-, I ^-, S^2-.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/228551-prakticheskoe-zanjatie-5-dlja-distancionnogo-