Общие реакции на подлинность неорганических препаратов

Лабораторная работа 2.1.1

Установление подлинности катионов в неорганических препаратах

Ион натрия

1. Отмеривают 1 мл 10% раствора натрия хлорида, подкисляют разведенной уксусной кислотой, при необходимости фильтруют. Затем прибавляют 0,5 мл раствора цинкуранилацетата – образуется желтый кристаллический осадок:

NaCl + Zn[(UO₂)₃(CH₃COO)₈] + CH₃COOH + 9H₂O →

→ NaZn[(UO₂)₃(CH₃COO)₉]^.9H₂O↓ + HCl

2. Соль натрия, внесенная в бесцветное пламя, окрашивает его в желтый цвет.

Ион калия

1. К 1 мл 10% раствора калия иодида прибавляют 1 мл раствора винной кислоты, 1мл раствора ацетата натрия, 0,5 мл этанола и встряхивают. Постепенно выпадает белый кристаллический осадок гидротартрата калия. Для ускорения выпадения осадка можно осторожно потереть стеклянной палочкой о стенки пробирки.

НООС−(СНОН)₂−СООН + КI → КООС−(СНОН)₂−СООН + НI

2. Соль калия, внесенная в бесцветное пламя горелки окрашивает его в фиолетовый цвет или при рассмотрении через синее стекло в пурпурно-красный.

Ион серебра

1. К 1 мл 2% раствора серебра нитрата прибавляют 2-3 капли разведенной соляной кислоты или раствора хлорида натрия – образуется белый творожистый осадок, нерастворимый в азотной кислоте, растворимый в аммиаке:

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

AgCl + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

2. К 1 мл 2% раствора нитрата серебра приливают раствор аммиака до растворения образующегося вначале осадка. Затем прибавляют 2-3 капли раствора формальдегида и нагревают. На стенках пробирки появляется блестящий налет металлического серебра:

2AgNO₃ + 2NH₄OH → Ag₂O↓ + 2NH₄NO₃ + H₂O

CH₂O + Ag₂O → 2Ag↓ + HCOOH

Ион магния

1. К 1 мл 5% раствора магния сульфата прибавляют 1 мл раствора хлорида аммония, 0,5 мл раствора гидрофосфата натрия и 1 мл раствора аммиака. Образуется белый кристаллический осадок фосфата магния аммония, растворимый в уксусной кислоте:

_NH4Cl

MgSO₄ + Na₂HPO₄ + NH₄OH ──→ MgNH₄PO₄↓ + Na₂SO₄ + H₂O

Ион кальция

1. К 1 мл 5% раствора кальция хлорида добавляют 1 мл раствора оксалата аммония – образуется белый осадок:

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ → CaC₂O₄↓ + 2NH₄Cl

Осадок нерастворим в уксусной кислоте и аммиаке, но растворим в разведенных минеральных кислотах.

Ион ртути (II)

1. К 2 мл 5% раствора дихлорида ртути прибавляют 0,5 мл раствора гидроксида натрия – образуется желтый осадок оксида ртути (II):

HgCl₂ + 2NaOH → HgO↓ + 2NaCl + H₂O

2. К 1 мл 5% раствора дихлорида ртути прибавляют осторожно по каплям раствор иодида калия – образуется красный осадок, растворимый в избытке реактива:

HgCl₂ + 2KI → HgI₂↓ + 2KCl

HgI₂ + 2KI → K₂[HgI₄]

3. К 1 мл 5% раствора дихлорида ртути прибавляют 0,5 мл раствора сульфида натрия – образуется коричнево-черный осадок сульфида ртути, нерастворимый в разведенной азотной кислоте:

HgCl₂ + Na₂S → HgS↓ + 2NaCl

Ион висмута

1. Навеску висмута нитрата основного (около 0,1 г) взбалтывают с 3 мл разведенной соляной кислоты и фильтруют. К фильтрату прибавляют 1 мл раствора сульфида натрия – появляется коричнево-черный осадок:

2Bi(NO₃)₃ + 3Na₂S → Bi₂S₃↓ + 6NaNO₃

Осадок растворим в равном объеме концентрированной азотной кислоты.

2. Навеску висмута нитрата основного (около 0,1 г) взбалтывают с 5 мл разведенной серной кислоты и фильтруют. К фильтрату прибавляют 2 капли раствора иодида калия – выпадает черный осадок, растворимый в избытке реактива с образованием раствора желто-оранжевого цвета:

Bi(NO₃)₃ + 3KI → BiI₃↓ + 3KNO₃

BiI₃ + KI → KBiI₄

Ион железа (II)

1. К 2 мл свежеприготовленного 5% раствора сульфата железа прибавляют 0,5 мл разведенной соляной кислоты и 1 мл раствора гексацианоферрата (III) калия – образуется синий осадок турнбулевой сини:

FeSO₄ + K₃[Fe(CN)₆] → KFe[Fe(CN)₆]↓ + K₂SO₄

Ион железа (III)

1. К 1 мл 3% раствора хлорида жедеза (III) прибавляют 5 мл воды, 0,5 мл разведенной соляной кислоты и 1-2 капли раствора роданида аммония – образуется синий осадок берлинской лазури:

FeCl₃ + K₄[Fe(CN)₆] → KFe[Fe(CN)₆]↓ + 3KCl

2. Для отличия Fe³⁺ от Fe²⁺ используют реакцию с роданидом аммония. К 1 мл 3% раствора хлорида железа (III) прибавляют 5 мл воды, 0,5 мл разведенной соляной кислоты и 1-2 капли раствора роданида аммония – появляется красное окрашивание:

FeCl₃ + 3NH₄NCS → Fe(NCS)₃ + 3NH₄Cl

Ионы двухвалентного железа такого окрашивания не дают.

Лабораторная работа 2.1.2

Установление подлинности анионов в неорганических препаратах

Карбонат (гидрокарбонат)-ион

1. К 0,2 г карбоната (гидрокарбоната) натрия или к 2 мл 10% раствора прибавляют 0,5 мл разведенной кислоты. Выделяются пузырьки углекислого газа. При пропускании его через известковую воду образуется белый осадок карбоната кальция:

Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O

2. К 2 мл 10% раствора натрия карбоната прибавляют 5 капель насыщенного раствора сульфата магния – образуется белый осадок :

4Na₂CO₃ + 4MgSO₄ + 4H₂O → 3MgCO_3.Mg(OH)₂^.3H₂O↓ + 4Na₂SO₄ + CO₂

Гидрокарбонат образует осадок только при кипячении смеси.

3. Раствор карбоната натрия 10% при прибавлении 1 капли раствора фенолфталеина окрашивается в малиновый цвет, в отличие от гидрокарбоната.

Нитрат-ион

1. К 0,01 г натрия нитрата прибавляют несколько капель раствора дифениламина в серной кислоте. Появляется синее окрашивание:

2С₆Н₅─NH─C₆H₅ [С₆Н₅─N═ С₆Н₄═ С₆Н₄═NH─C₆H₅]⁺ HSO₄⁻

2. К навеске 0,005 г натрия нитрата прибавляют 2-3 капли воды и столько же концентрированной серной кислоты, кусочек металлической меди и нагревают. Выделяются бурые пары диоксида азота:

Cu + 2NaNO₃ + 2H₂SO₄ → CuSO₄ +2NO₂↑ +Na₂SO₄ + 2H₂O

Нитрит-ион

1. К ≈ 0,002 г натрия нитрита прибавляют несколько капель раствора дифениламина в серной кислоте – появляется синее окрашивание (реакция аналогична реакции с нитратами).

2. К 1 мл 10% раствора натрия нитрита прибавляют 1 мл разведенной серной кислоты – выделяются желто-бурые пары, в отличие от нитратов:

2NaNO₂ + H₂SO₄ → NO↑ + NO₂↑ +Na₂SO₄ + H₂O

Фосфат-ион

1. К 2 мл нейтрального 5% раствора гидрофосфата натрия прибавляют несколько капель раствора нитрата серебра – образуется желтый осадок, растворимый в разведенной азотной кислоте и растворе аммиака:

3AgNO₃ + Na₂HPO₄ → Ag₃PO₄↓ + 2NaNO₃ + HNO₃

2. К 2 мл 5% раствора натрия гидрофосфата прибавляют 1 мл раствора хлорида амония, 1 мл раствора аммиака и 0,5 мл раствора сульфата магния. Образуется белый кристаллический осадок, растворимый в уксусной кислоте и в минеральных кислотах (реакцию см. ион магния).

Хлорид-ион

1. К 2 мл 0,5% раствора натрия хлорида прибавляют 0,5 мл разведенной азотной кислоты и 0,5 мл раствора нитрата серебра. Выпадает белый творожистый осадок, растворимый в разбавленном растворе аммиака. При испытании подлинности гидрохлоридов органических оснований растворимость образовавшегося осадка хлорида серебра устанавливают после отфильтровывания и промывания его водой.

Бромид-ион

1. К 1 мл 1% раствора калия бромида прибавляют 1 мл разведенной соляной кислоты, 0,5 мл раствора хлорамина, 1 мл хлороформа и взбалтывают. Хлороформный слой окрашивается в желто-бурый цвет:

С₆Н₅─SO₂─N─Cl + 2HCl → Cl₂ + NaCl + C₆H₅−SO₂−NH₂

|

Na

2KBr + Cl₂ → Br₂ + 2KCl

2. К 1 мл 1% раствора калия бромида, подкисленного азотной кислотой прибавляют несколько капель раствора нитрата серебра. Образуется желтый творожистый осадок, не растворимый в разбавленном растворе аммиака, трудно растворимый в концентрированном:

NaBr + AgNO₃ → AgBr↓ + NaNO₃

AgBr + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Br + 2H₂O

Иодид-ион

1. К 2 мл 1% раствора калия иодида прибавляют 0,2 мл разведенной серной кислоты, 0,2 мл раствора нитрита натрия и 2 мл хлороформа. При взбалтывании хлороформный слой окрашивается в фиолетовый цвет:

2NaNO₂ + 2KI + 2H₂SO₄ → I₂ +Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 2NO↑ + 2H₂O

2. К 2 мл 1% раствора иодида калия прибавляют 0,5 мл азотной кислоты и 0,5 мл раствора нитрата серебра. Образуется желтый творожистый осадок, нерастворимый в концентрированном аммиаке.

Сульфат-ион

1. К 2 мл 5% раствора сульфата натрия прибавляют 0,5 мл разведенной соляной кислоты и 0,5 мл раствора хлорида бария. Выпадает белый осадок, нерастворимый в разбавленных минеральных кислотах:

Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl

Контрольные вопросы

1. Какие реактивы являются групповыми при определении катионов и анионов в неорганических препаратах?

2. С помощью каких реакций можно отличить ионы галогенов друг от друга?

3. Какие катионы и анионы идентифицируют с помощью реакций осаждения? Реактивы, используемые для этих целей.

4. Какие ионы определяют с помощью окислительно-восстановительных реакций? Реактивы, используемые для этих целей.

5. Как отличить растворы карбонатов от гидрокарбонатов?

6. Какие катионы можно открыть по окрашиванию бесцветного пламени? Методика этого испытания.

7. С помощью каких реакций можно отличить растворы нитратов от нитритов?