69849219-Anionii-chimie-anorganica
-
Upload
maria-mihaela -
Category
Documents
-
view
41 -
download
0
description
Transcript of 69849219-Anionii-chimie-anorganica
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
CAPITOLUL IV
IDENTIFICAREA ANIONILOR
Generaliti
Nu se cunoate un mers sistematic, riguros, al analizei anionilor. Pn n prezent nu au fost gsii reactivi care, analog acidului clorhidric, hidrogenului sulfurat, sulfurii de amoniu i carbonatului de amoniu, s separe anioni n grupe analitice.
Aa numiii reactivi de grup, se ntrebuineaz la analiza anionilor numai la ncercrile preliminare, care au ca scop stabilirea prezenei sau absenei uneia sau alteia din grupele de anioni. n funcie de rezultatul acestor ncercri, dup ce s-a exclus cu precizie prezena unei serii de anioni, se schieaz, n fiecare caz n parte, un anumit mers al analizei, care const n identificarea n poriuni separate ale soluiei iniiale, a acelor anioni a cror prezen este posibil n cazul dat.
Dup aciunea lor asupra anionilor, reactivii de grup se mpart n : reactivi care descompun substana cu degajare de gaz, aa cum sunt
acizii minerali diluai sau concentrai : HCl, H2SO4, etc. reactivi care separ anionii n soluie sub form de precipitate greu
solubili : BaCl2, CaCl2, AgNO3, etc. reactivi reductori : KI, etc.reactivi oxidani : KMnO4, HNO3 concentrat, H2SO4 concentrat, o soluie
de iod n KI, etc.Dac clasificarea cationilor s-a fcut n funcie de comportamentul acestora
fa de un reactiv de grup , anionii vor fi clasificai pe grupe analitice , n funcie de apartenena elementului principal al anionului n grupele sistemului periodic al lui Mendeleev, astfel :
1. Anionii din grupa a VII-a principal: F, Cl, Br, I 2. Anionii din grupa a VI-a principal: SO42, SO32, S2O32 (oxoanionii
sulfului), S2 ;3. Anionii din grupa a V-a principal: NO3, NO2, PO43 (oxoanionii
azotului i fosforului);4. Anionii din grupa a IV-a principal: CO3, C2O42,
H4C4O62,CH3COO, SCN (oxoanionii carbonului, anionii acizilor organici, tiocianurile);
5. Anionii din grupa a III-a principal: BO2 (oxoanionii borului).
IV.1. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA a VII-a PRINCIPAL
55
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Caracterizare general
Anionii : fluorur, clorur, bromur i iodur sunt generai de elementele grupei a VII-a a sistemului periodic al elementelor.
Pentru halogeni este caracteristic marea afinitate a acestora fa de electroni, din care cauz ei sunt unii dintre cei mai puternici oxidani.
Halogenii se dizolv relativ greu n ap, se dizolv ns uor n solveni organici, cum ar fi : benzin, benzen (C6H6), cloroform (CHCl3), sulfur de carbon (CS2), tetraclorur de carbon (CCl4). Pe aceast proprietate se bazeaz extragerea lor din soluii apoase diluate, cu ajutorul unor volume mici din solvenii indicai.
La dizolvarea clorului n ap, se formeaz acid hipocloros i acid clorhidric. n mod analog se comport bromul i iodul, ei formnd cu apa HBrO i HBr, respectiv HI i HIO.
Halogenii formeaz dou tipuri de acizi : hidracizi HX i acizi oxigenai HXO, HXO3, HXO4 n care X = F, Cl, Br, I. Toi acizii oxigenai sunt oxidani, aciunea oxidant crescnd n seria HXO, HXO3, HXO4.
IV.1.1. FLORUL - F
Reaciile ionului F- (HF i fluorurile)
1. Reacia cu H2SO4 concentratFluorurile formeaz cu acidul sulfuric concentrat, acidul fluorhidric care
este un gaz alb (fum) ce corodeaz sticla. CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO42. Reacia cu AgNO3Fluorurile nu reacioneaz cu azotatul de argint.
3. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu reacioneaz cu fluorurile formnd BaF2 ce se prezint sub
forma unui precipitat alb gelatinos, solubil la cald n HCl i HNO3.2F- + Ba2+ = BaF2
4. Reacia cu Pb (CH3COO)2Fluorurile nu reacioneaz cu acetatul de plumb.
5. Reacia cu CaCl2 Clorura de calciu formeaz cu fluorurile, fluorura de calciu, un precipitat
alb gelatinos. 2F- + Ca2+ = CaF2
IV.1.2. CLORUL - Cl
Reaciile ionului Cl- (HCl i clorurile)
1. Reacia cu H2SO4 - concentrat
56
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Acidul sulfuric concentrat, nu oxideaz ionul clorur ci scoate numai, la cald, acidul clorhidric din cloruri, acesta fiind un acid mai volatil.
NaCl + H2SO4 = HCl + NaHSO4
2. Reacia cu AgNO3Azotatul de argint, formeaz cu acidul clorhidric diluat i cu clorurile
solubile, clorura de argint, un precipitat alb-brnzos solubil n amoniac.Cl- + Ag+ = AgClAgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + HOH
3. Reacia cu Pb(CH3COO)2Acetatul de plumb formeaz cu HCl i cu clorurile un precipitat alb de
clorur de plumb, solubil la cald. 2Cl- + Pb(CH3COO)2 = PbCl2 + 2CH3COO-
4. Reacia cu Hg2(NO3)3Azotatul mercuros formeaz cu acidul clorhidric i clorurile un precipitat
alb de clorur mercuroas.2Cl- + Hg2(NO3)2 = Hg2Cl2 + 2NO3-
5. Reacia cu KMnO4ntr-o eprubet se pun cteva cristale de permanganat de potasiu, peste care
se adaug acid clorhidric concentrat. Clorul pus n libertate se identific cu anilin (coloraie rou - violet) sau cu o soluie fierbinte de fenol i anilin (coloraie albastr).
10Cl- + 2MnO4- + 16H+ = 5Cl2 + Mn2+ + 8HOH
6. Reacia cu K2Cr2O7ntr-o eprubet uscat se introduce o clorur solid i 1/2 din cantitate (n
greutate), bicromat de potasiu solid; amestecul se umezete cu acid sulfuric concentrat i se nclzete uor. Vaporii bruni de clorur de cromil, care se degaj se capteaz ntr-un recipient cu soluie de NaOH cu care se va forma cromatul de sodiu, de culoare galben.
4Cl- + Cr2O72- + 6H+ = 2Cr O2Cl2 + 3HOHCrO2Cl2 + NaOH = Na2CrO4 + 2HCl
IV.1.3. BROMUL - Br
Reaciile ionului Br (HBr i bromurile)
1. Reacia cu H2SO4 concentratAcidul sulfuric concentrat, descompune bromurile cu formarea unui
amestec de brom i acid bromhidric, un amestec de culoare brun datorit bromului molecular.
4KBr + H2SO4 = Br2 + 2HBr + SO2 + 2K2SO4 + 2HOH
57
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Aceast reacie totalizeaz urmtoarele reacii pariale : 2KBr + H2SO4 = 2HBr + K2SO42HBr + H2SO4 = Br2 + H2SO3 + HOH
2. Reacia cu AgNO3Azotatul de argint, adugat la o soluie de bromur alcalin, formeaz un
precipitat galben-brnzos, de bromur de argint, solubil n hidroxid de amoniu.Br + Ag+ = AgBr
3. Reacia cu Pb(CH3COO)2Acetatul de plumb, formeaz cu bromurile, un precipitat alb de bromur de
plumb, solubil n acid azotic.2Br + Pb2+ = PbBr2
4. Reacia cu Cl2Apa de clor (Cl2 + HOCl), oxideaz ionul bromur la brom elementar, care
coloreaz solvenii organici n brun.2Br + Cl2 = 2Cl + Br2
5. Reacia cu Hg2(NO3)2Azotatul mercuros, formeaz cu o soluie alcalin de bromur, un precipitat
galben de bromur mercuroas.2Br + Hg2(NO3)2 = Hg2Br2 + 2NO36. Reacia cu K2Cr2O7Bicromatul de potasiu oxideaz, n mediu acid, ionul bromur la brom
elementar, care coloreaz solvenii organici n brun, soluia trecnd de la culoarea portocalie a bicromatului, la culoarea verde a cromului trivalent.
6Br + Cr2O72 + 14H+ = 3Br2 + 2Cr3+ + 7HOH
IV.1.4. IODUL - IReaciile ionului I - (HI i iodurile)1. Reacia cu H2SO4 concentratAcidul sulfuric concentrat, descompune iodurile, cu separare de iod
elementar, acid iodhidric, anhidrid sulfuroas i hidrogen sulfurat.2KI + H2SO4 = 2HI + K2SO42HI + H2SO4 = I2 + H2SO3H2SO3 = SO2 + HOHSO2 + 6HI = H2S + 3I2 + 2HOH
2. Reacia cu AgNO3Azotatul de argint formeaz cu ionul iodur, iodura de argint, un precipitat
galben, insolubil n hidroxid de amoniu.
58
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
I- + Ag+ = AgI
3. Reacia cu Pb(CH3COO)2Acetatul de plumb, precipit la rece, iodura de plumb, de culoare galben.2I- + Pb(CH3COO)2 = PbI2 + 2CH3COO-
4. Reacia cu CuSO4Ionul cupric oxideaz ionul iodur, cu separarea de iod elementar i iodur
cuproas.4I- + 2CuSO4 = I2 + 2CuI + 2SO42-
5. Reacia cu Cl2Dac se adaug ap de clor la soluia de ioduri solubile, se separ iodul
elementar. Acesta este galben n soluie apoas diluat, i rou violet n tetraclorur de carbon.
2I- + Cl2 = I2 + 2Cl-6. Reacia cu HgCl2Ionul mercuric formeaz cu ionul iodur, iodura mercuric, un precipitat de
culoare rou-carmin, solubil n exces de reactiv, cu formarea unui complex incolor.2I- + HgCl2 = HgI2 + 2Cl-HgI2 + 2I- = HgI42-
7. Reacia cu KNO2Azotitul de potasiu, adugat la rece, n prezena acidului acetic, la o soluie
de iodur, separ rapid iodul i soluia se coloreaz n brun.2KI + 2KNO2 + 4CH3COOH = I2 + 4CH3COOK + 2NO + 2HOH
8. Reacia cu K2Cr2O7Iodurile solide nclzite cu bicromat de potasiu i acid sulfuric concentrat,
pun n libertate iod elementar, fr a forma combinaii de cromil volatile.6I- + Cr2O72- + 14H+ = 3I2 + 2Cr3+ + 7HOH
IV.1.5. TABEL RECAPITULATIV
Proprietile chimice ale anionilor grupei a VII-a principal, au fost sistematizate n urmtorul tabel :
AnionReactiv
F Cl Br I
H2SO4 concentrat
HF - gaz ce corodeaz sticla
HCl - miros neptor
Br2+HBr-ames-tec brun n ap
I2+HI+SO2+H2S- galben-maroniu
AgNO3 - AgCl - pp. alb brnzos
AgBr - pp. galben brnzos
AgI - pp. galben
BaCl2 BaF2 - pp. alb brnzos
- - -
59
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Pb(CH3COO)2 - PbCl2 - pp. alb solubil la cald
PbBr2 - pp. alb PbI2 - pp. galben
Hg2(NO3)2 HgF2 - pp. galben
Hg2Cl2 - pp. alb
Hg2Br2 - pp. galben
-
Ap de clor - - Br2 - sol. brun n ap, n CCl4
I2 - galben-coniac n sol apoas, violet n CCl4
K2Cr2O7 - CrOCl2 - vapori bruni
Br2+Cr3+-pp. brun, sol. verde
I2+Cr3+- pp. negru, sol verde
HgCl2 - - - HgI2- pp. rou carmin, sol n exces de I
Activitate practic
n vederea efecturii practice a reaciilor chimice, pentru fiecare anion n parte, al acestei grupe analitice, se va trasa urmtorul tabel, n care se va completa, n paralel cu efectuarea reaciei chimice n eprubet, ecuaia reaciei chimice, alturi de observaii care se refer la: culoarea precipitatelor obinute, form, solubilitate, formeaz sau nu precipitate, precum i alte observaii care pot completa comportamentul acestor anioni.
Anion Reacii chimice, solubilitate ObservaiiIV.2. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA VI-a PRINCIPAL
Caracterizare general
Dintre elementele care fac parte din grupa a VI-a principal, sulful este elementul care formeaz cei mai importani anioni n chimia analitic.
Sulful formeaz un hidracid, H2S numit i hidrogen sulfurat, n care sulful este bivalent electronegativ, i o serie de oxiacizi. Dintre acetia de importan analitic sunt urmtorii :
- acidul sulfuric, H2SO4- acidul tiosulfuric H2S2O3- acidul sulfuros, H2SO3 , pentru care exist dou forme tautomere- acidul persulfuric, H2S2O8
Dintre aceti acizi, hidrogenul sulfurat este gaz, acidul sulfuric este lichid, acidul sulfuros este cunoscut numai n soluie apoas, acidul persulfuric - numai n soluie sulfuric, iar acidul tiosulfuric este cunoscut numai sub form de sruri.
60
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
IV.2.1.REACIILE ACIDULUI SULFURIC DILUAT I ALE SULFAILOR
1. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu formeaz cu soluiile de sulfai, un precipitat alb cristalin
de sulfat de bariu, insolubil n acizi minerali.Ba2+ + SO42- = BaSO4
2. Reacia cu Pb(CH3COO)2Acetatul de plumb formeaz cu soluiile de sulfat, sulfatul de plumb, un
precipitat alb cristalin, insolubil n acid azotos dar solubil n alcalii i soluii concentrate de acetat sau tartrat de amoniu. Sensibilitatea reaciei crete prin adugare de alcool.
Pb2+ + SO42- = PbSO4
3. Reacia cu rodizonatul de bariu - Ba(COCOCO)2 La soluia unei sri de bariu, se adaug rodizonatul de sodiu cu care
formeaz un precipitat rou de rodizonat de bariu.
O = C - C - C - ONa O = C - C - C - O + BaCl2 = I II Ba + 2NaCl
O = C - C - C - ONa O = C - C - C - O
La adugarea soluiei de sulfat, precipitatul rou de rodizonat de bariu se decoloreaz, datorit formrii sulfatului de bariu, mai greu solubil.
4. Reacia cu K4[Fe(CN)6]Acidul sulfuric diluat descompune ferocianura punnd n libertate acidul
cianhidric.3H2SO4 + 2K4[Fe(CN)6] = 6HCN + K2Fe[Fe(CN)6] + 3K2SO4
IV.2.2. REACIILE ACIDULUI SULFURIC CONCENTRAT
1. Reacia de descompunere a substanelor organiceAcidul sulfuric concentrat, extrage apa din substanele organice. ntr-o
capsul de porelan, se introduce puin zahr pisat peste care se toarn cantiti mici de acid sulfuric concentrat. Se observ carbonizarea zahrului prin nnegrire i efervescen datorit degajrii violente de CO2, SO2 i vapori de ap.
C12H22O11 + H2SO4 concentrat = 12C + H2SO4 + 11HOHC + 2H2SO4 = CO2 + 2HOH + 2SO2
2. Reacia cu HCOOH sau H2C2O4Acidul formic, respectiv acidul oxalic, reacioneaz cu acidul sulfuric
concentrat, ducnd la degajarea unui amestec de gaze format din monoxid i dioxid de carbon.
H2SO4 + HCOOH = H2SO4 + HOH + CO
61
O
O
O
O
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
H2SO4 + H2C2O4 = CO + CO2 + H2SO4 + HOH
3. Reacia cu NaNO2Acidul sulfuric diluat sau concentrat, pune n libertate din azotii, acidul
azotos care se disproporioneaz.H2SO4 + NaNO2 = HNO2 + NaHSO43HNO2 HNO3 + 2NO + HOH
4. Reacia de oxidare a H2SHidrogenul sulfurat este oxidat de acidul sulfuric concentrat la bioxid de
sulf i sulf elementar, de culoare alb - glbui.H2SO4 + H2S = SO2 + S + 2HOH
5. Reacia de oxidare a ionilor de Br - i I -Ionul de bromur i iodur sunt oxidai de acidul sulfuric concentrat la
brom i iod elementar.2H2SO4 + 2Br - = SO2 + Br2 + 2HOH + SO42-2H2SO4 + 2I- = SO2 + I2 + 2HOH + SO42- cu ionul clorur se pune n libertate doar acid clorhidric.H2SO4 + NaCl = HCl + NaHSO4
IV.2.3. REACIILE IONULUI TIOSULFAT - S2O32-
1. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu, formeaz cu srurile solubile de tiosulfai un precipitat alb
de tiosulfat de bariu.S2O32- + Ba2+ = BaS2O3
2. Reacia cu AgNO3Dac la soluia de azotat de argint se adaug treptat o soluie de tiosulfat de
sodiu, se obine tiosulfatul de argint, un precipitat alb ce se coloreaz repede n galben, brun pn la negru, datorit formrii sulfurii de argint.
2Ag+ + S2O32- = Ag2S2O3Ag2S2O3+ HOH = Ag2S + H2SO4
3. Reacia cu Pb(CH3COO)2Acetatul de plumb formeaz cu srurile solubile de tiosulfat, tiosulfatul de
plumb, un precipitat alb.Na2S2O3 + Pb(CH3COO)2 = PbS2O3 + 2CH3COONa
4. Reacia cu CuSO4Tiosulfatul de sodiu formeaz la fierbere cu soluiile srurilor cuprice un
precipitat de sulfur cuproas. 2S2O32- + 2Cu2+ = Cu2S2O3 + S4O62- - anionul de tetrationitCu2S2O3 + HOH = Cu2S + H2SO4
62
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
5. Reacia cu sruri de Fe3+Tiosulfatul de sodiu formeaz cu fierul trivalent, o sare complex, care
coloreaz soluia n violet. Culoarea dispare treptat din cauza reducerii fierului la starea bivalent.
Fe3+ + 2Na2S2O3 = Na[Fe(S2O3)2] + 3Na+Fe(S2O3)2- + Fe3+ = 2 Fe2+ + S4O62- 6. Reacia cu H2SO4Prin aciunea acidului sulfuric diluat, la fierbere, soluia de tiosulfat de
sodiu se tulbur treptat, din cauza punerii n libertate a sulfului elementar. Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + S + SO2 + HOH
7. Reacia cu Cl2, Br2, I2Clorul i bromul elementar oxideaz tiosulfaii la sulf. S2O32- + 4Cl2 + 5HOH = 2HSO4- + 8HClS2O32- + 4Br2 + 5HOH = 2HSO4- + 8HBrIodul oxideaz tiosulfatul la tetrationit. 2Na2S2O3 + I2 = S4O62- + 2NaI
8. Reacia cu KMnO4 n mediu acidPermanganatul de potasiu este redus de tiosulfat la mangan bivalent,
culoarea violet a permanganatului trecnd n incolor.S2O32- + 2MnO4- + 8H+ = 2HSO4- + 2Mn2+ + 3HOH
9. Reacia cu K2Cr2O7Bicromatul de potasiu, n mediu acid, este redus la crom trivalent, iar
tiosulfatul se oxideaz la tiosulfat i tetrationit, culoarea amestecului trecnd de la portocaliu (bicromat), la verde (crom trivalent).
Cr2O72- + 3S2O32- + 4H+ = 2Cr3+ + 2SO42- + S4O62- + 2HOH
IV.2.4. REACIILE IONULUI SULFIT - SO32-
1. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu formeaz precipitate albe de sulfii, uor solubile n acizi.SO32- + Ba2+ = BaSO3BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + SO2 + HOH
2. Reacia cu Pb(CH3COO)2Acetatul de plumb formeaz cu srurile solubile de sulfii un precipitat alb
de sulfit de plumb, solubil n acid azotic concentrat.SO32- + Pb2+ = PbSO3PbSO3 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + SO2 + HOH
3. Reacia cu AgNO3
63
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Azotatul de argint formeaz un precipitat alb de sulfit de argint, solubil n acid azotic diluat i n exces de tiosulfit. Sulfitul de argint se descompune la fierbere, precipitatul brunndu-se.
SO3 + 2Ag+ = Ag2SO3Ag2SO3 + 2HNO3 = 2AgNO3 + SO2 + HOHAg2SO3 + 3Na2SO3 = 2Na3[Ag(SO3)2]Ag2SO3 Ag2O + SO24. Reacia cu Hg2(NO3)2Prin aciunea azotatului mercuros asupra unui sulfit, n mediu acid, ionul
mercuros este redus la mercur metalic, iar ionul sulfit se oxideaz la sulfat, reacia fiind observat prin depunerea mercurului metalic de culoare negru-cenuiu.
SO32- + Hg22+ + HOH = 2Hg + SO42- + 2H+Dac aciditatea este mai mare de 2N, cationul mercuros este oxidat la
cationul mercuric, iar anionul sulfit este redus la sulf elementar, alb-glbui.SO32- + 2Hg22- + 6H+ = 4Hg2+ + S + 3HOH
5. Reacia cu KMnO4 i K2Cr2O4Permanganatul i bicromatul de potasiu oxideaz anionul sulfit, la sulfat.
Pentru aceasta, ntr-o soluie acid de permanganat sau bicromat de potasiu se introduce o soluie de sulfit, pn la decolorare, n primul caz, i pn la trecerea culorii n verde, n cel de-al doilea caz.
5SO32- + 3MnO4- + 14H+ = 5SO42- + 3Mn2+ + 7HOH3SO32- + 2Cr2O72- + 22H2+ = 3SO42- + 4Cr3+ + 11H+
6. Reacia cu halogeniiApa de brom sau de iod se decoloreaz prin adugare de sulfii.SO32- + Br2 + HOH = SO42- + HBrSO32- + I2 + HOH = SO42- + HI
7. Reacia cu FeCl3 i K3[Fe(CN)6]Pentru identificarea unor cantiti mici de sulfii, se utilizeaz o reacie
bazat pe reducerea fierului trivalent la fier bivalent. Se procedeaz astfel : o fie de hrtie de filtru, mbibat cu o soluie de clorur feric i fericianur de potasiu, este supus aciunii anionului sulfit. Prezena acestui anion este pus n eviden prin apariia unei coloraii albastre de fericianur feric.
3SO2 + 6FeCl3 + 4K3[Fe(CN)6] + 6HOH = 2Fe3[Fe(CN)6]2 + 12KCl + 3H2SO4 + 6 HCl
IV.2.5. REACIILE IONULUI SULFUR - S2-
1. Reacia cu halogeniiApa de clor i apa de brom oxideaz ionul sulfur la sulf elementar, iar prin
nclzire ndelungat i adugarea unui exces de oxidant, la acid sulfuric.S2- + Cl2 = S + 2Cl-S2- + 4Cl2 + 4HOH = SO42- + 8HCl- apa de iod oxideaz ionul sulfur numai pn la sulf elementar.
64
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
S2- + I2 = S + 2I-- reacia se observ prin decolorarea apei de brom i de iod, sub aciunea
hidrogenului sulfurat.
2. Reacia cu KMnO4O soluie acidulat de permanganat de potasiu se decoloreaz la trecerea
unui curent de hidrogen sulfurat, din cauza reducerii permanganatului la mangan bivalent.
5S2- + 2MnO4- + 16H+ = 5S + 2Mn2+ + 8HOH
3. Reacia cu K2Cr2O7O soluie acidulat de bicromat de potasiu, trece din portocaliu n verde, din
cauza trecerii ionului bicromat la crom trivalent.3S2- + Cr2O72- + 14H+ = 3S + 2Cr3+ + 7HOH
IV.2.6. TABEL RECAPITULATIVProprietile chimice ale anionilor grupei a VI-a analitice au fost
sistematizate n urmtorul tabel :
AnionReactiv
SO42- dil. SO42- conc. S2O32- SO32- S2-
BaCl2 BaSO4 - pp. alb, insol. n acizi minerali
Ba(HSO4)2 + BaSO4 - pp. alb
BaS2O3 pp.alb solubil n acizi minerali
BaSO3 - pp. alb
-
AgNO3 - - Ag2S2O3 - pp. alb
Ag2SO3 - pp. alb, sol n HNO3 dil.
Ag2S - pp. negru
Acetat de plumb
PbSO4 - pp. alb solubil n alcalii
Pb(HSO4)2 + PbSO4 - pp. alb
PbS2O3 - pp. alb , se descompune la cald
PbSO3 - pp. alb, solubil n HNO3 conc.
PbS - pp. negru, sol. n HNO3 conc.
K2Cr2O7(H+)
- - Cr3++SO42-+ S4O62- - soluie verde
Cr3++SO42- - soluie verde
Cr3++S - sol. verde pp. alb-glbui
KMnO4(H+)
- - Mn2+ + KHSO4 - inlolor
Mn2+ + KHSO4 - inlolor
Mn2+ + S sol incolor pp. alb-galbui
Rodizonat de bariu
Pp. rou se decoloreaz la alb
Decoloreaz pp. din rou n alb
- Pp. rou trece n brun-rocat
-
65
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Hg2(NO3)2 - - HgS + Hg + SO42- pp. negru
Hg + SO42- pp. negru
HgS2 pp. negru
Ap de clor - - HSO4-+Cl-incolor
HSO4-+Cl-incolor
S+Cl- pp. fin alb-glbui
Activitate practic
n vederea efecturii practice a reaciilor chimice, pentru fiecare anion n parte, al acestei grupe analitice, se va trasa urmtorul tabel, n care se va completa, n paralel cu efectuarea reaciei chimice n eprubet, ecuaia reaciei chimice, alturi de observaii care se refer la solubilitatea precipitatelor respective, aspectul lor, culoare, form, etc. precum i alte observaii.
Anion Reacii chimice, solubilitate Observaii
IV.3. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA a V-a PRINCIPAL
Din grupa a V-a a sistemului periodic fac parte urmtoarele elemente: N, P, As, Sb, Pn
n acest capitol vor fi descrise metode de identificare pentru oxianionii azotului i ai fosforului.
IV.3.1. AZOTUL - N
Caracterizare general
Azotul este un gaz incolor cu molecula extrem de stabil. El formeaz doi acizi acidul azotos i acidul azotic. Srurile acestor doi acizi, respectiv azotaii i azotiii, nclzii cu acid sulfuric concentrat se descompun cu degajarea unui gaz de culoare brun : NO2
Acidul azotosAcidului azotos i corespund dou forme tautomere :
O O = N OH N H
O deduse din reaciile chimice. Acidul azotos nu este stabil dect sub form de acid nitrozilsulfuric.
O OH S
66
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
O ONOSoluia se numete "nitroz" i poate fi considerat ca un amestec de
anhidrid sulfuric i azotoas.
Acidul azoticAcidul azotic este un acid puternic; soluiile apoase conin anionul NO3- n
care cei trei atomi de oxigen se gsesc repartizai simetric.Azotiii, n opoziie cu acidul azotos sunt stabili n ap i o parte dintre ei
sunt solubili. Toi azotaii metalelor sunt solubili n ap, de aceea acidul azotic nu are reacii de precipitare prin cationi.
Cele mai multe reacii au la baz caracterul oxidant al moleculei de acid azotic. Azotul se reduce uor din forma pentavalent (N2O5) la cea bivalent (NO) apoi la azot elementar (N2) i apoi mai departe la amoniac (NH3).
Pe lng aceste reacii anorganice, exist o serie de reacii de culoare cu substane organice care constau tot n aciunea oxidant a acidului azotic.
Proprietile chimice ale celor doi acizi, respectiv ale srurilor lor, au fost tratate ca reacii comune i ca reacii particulare, specifice.
IV.3.1.1. REACII COMUNE ALE HNO3 , HNO2 , I ALE SRURILOR LOR
1. Reacii cu H2SO4 concentratAcidul sulfuric concentrat, pune n libertate, din azotii i azotai solizi,
oxizi de azot de culoare brun. Acidul sulfuric diluat nu are nici o aciune asupra azotailor, dar descompune azotiii.
2NaNO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2 HNO32 HNO3 N2O5 + HOHN2O5 2NO + 1/2O22NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO43HNO2 2NO + HNO3 + HOH2HNO2 NO + NO2 + HOH
2. Reacia cu AgNO3, Pb(CH3COO)2 i BaClIonii Ag+, Pb+2, Ba+2, nu precipit anionii NO3- i NO2-.
3. Reacia cu FeSO4 i H2SO4 concentratntr-o eprubet se toarn 4-5 ml dintr-o soluie 5% de sulfat feros i acid
sulfuric concentrat, i apoi se las s curg pe peretele eprubetei o pictur din soluia cu azotai sau azotii. Stratul superior al lichidului se coloreaz n roz. La concentraii mari n ioni NO3- respectiv NO2- coloraia este brun.
2NaNO3 + 6FeSO4 + 4H2SO4 = 2NO + 3Fe2(SO4)3 + Na2SO42NaNO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4 = 2NO + Fe2(SO4)3 + Na2SO4 + 2HOH
4. Reacia cu Zn sau Al metalic, n mediu alcalinLa soluia analizat se adaug hidroxid alcalin solid, se introduce o bucic
de zinc sau aluminiu metalic, i se nclzete la fierbere. Dup 1-2 minute se identific NH3 introducnd n vaporii lichidului o fie de hrtie de filtru umezit
67
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
cu o soluie de azot mercuros, cnd n prezena NH3 ce se degaj, apare o pat neagr cenuie, datorit punerii n libertate a mercurului metalic. n cazul n care soluia conine amoniac sau sruri de amoniu, soluia se fierbe cu hidroxid alcalin pn la dispariia acestuia.
NO3- + 4Zn + 7OH- = NH3 + 4ZnO22- + 2HOHNO2- + 3Zn + 5OH- = NH3 + 3ZnO22- + HOH Hg 4NH3 + 2Hg2(NO3)2 + HOH = O NH2NO3 + 2Hg + 3NH4NO3 Hg
5. Reacia cu difenil - amina - (C6H5)2N.Se toarn 0,5 ml din soluia de difenil - amin, ntr-o capsul de porelan i
apoi se pune n mijlocul acesteia o pictur din soluia de analizat. n prezena anionilor de NO3- i NO2- apare o coloraie albastr nchis (cerneal). Reacia este specific numai n absena oxidanilor (clorat, bromat, bicromat).
IV.3.1.2. REACII PARTICULARE ALE HNO2 I ALE AZOTIILOR.
1. Reacia cu CoCl2 n prezen de CH3COOHLa soluia de azotit se adaug CoCl2, CH3COOH i o cantitate mic de KCl;
se observ c n prezena anionului azotit, se obine un precipitat galben de hexanitrocobaltiat de potasiu. 7KNO2 + Co2+ + 2CH3COOH = K3[Co(NO2)6] + NO + 2CH3COOK + 2K+ + HOH
2. Reacia cu KI n prezen de CH3COOHLa soluia de azotit, se adaug iodur de potasiu i acid acetic; punerea n
libertate a I2 (soluia se bruneaz) indic prezena anionului NO2-.2NO2- + 2I - + 4CH3COOH = I2 + 2NO + 4CH3COO- + 2HOH
3. Reacia cu H2SPrezena azotiilor e demonstrat prin punerea n libertate a sulfului coloidal
de culoare alb-glbuie.2HNO2 + H2S = S + 2NO + 2HOH
4. Reacia cu KMnO4Fa de permanganat, care este un oxidant mai energic dect acidul azotos,
acesta se comport ca un reductor, reducnd anionul permanganic la cationul manganos, iar anionul azotos se oxideaz la anionul azotic. Aceast reacie se execut adugndu-se la soluia slab sulfuric de azotit, o soluie de permanganat; aceasta din urm se decoloreaz datorit distrugerii anionului permanganic.
2KMnO4 + 5NaNO2 + 3H2SO4 = 5NaNO3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3HOH
5. Reacia cu acidul sulfanilic i alfa - naftilamin
68
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Acidul azotos formeaz n prezena unui amestec de acid sulfanilic i alfa - naftilamin, un azocolorant rou. Reactivul constituit din cele dou combinaii se pstreaz separat i se amestec doar n momentul executrii reaciei.
6. Reacia cu antipirinaLa 5-10 ml dintr-o soluie de antipirin 5%, se adaug 2-5-ml din soluia
analizat apoi o pictur de acid sulfuric concentrat i se amestec. n prezena anionului NO2- , apare o coloraie verde din cauza formrii nitrozo-antipirinei.
IV.3.1.3. REACII PARTICULARE PENTRU HNO3 I AZOTAI
1. Reacia cu KIAcidul azotic concentrat reacioneaz energic cu iodura de potasiu, punnd
n libertate iod elementar; acidul azotic diluat i azotaii nu reacioneaz cu iodura de potasiu.
8HNO3 + 6KI = 2NO + 3I2 + 6KNO3 + 4HOH
2. Reacia cu H2SO4 concentrat i Cu metalicntr-o eprubet se introduc 0,5 ml acid sulfuric concentrat, o cantitate mic
de strujitur de cupru i apoi azotat solid. Se observ degajarea de vapori bruni de oxizi de azot.
2NO3- + 8H+ + 3Cu = 3Cu2+ + 2NO + 4HOH
3. Reacia cu Zn sau Al metalic n mediu acidLa soluia de analizat se adaug acid acetic i zinc sau aluminiu metalic. Se
observ, odat cu desfurarea reaciei, c bucica de Zn sau Al metalic se micoreaz din ce n ce mai mult, pn dispare complet.
2NO3- + Zn + 4CH3COOH = 2NO2-+ Zn(CH3COO)2 + 2CH3COO- + 2HOHIonul NO2- poate fi pus n eviden printr-o reacie specific. n cazul n
care n soluie exist ioni de NO2- acesta este distrus prin adugare de clorur de amoniu i fierbere pn la ncetarea degajrii bulelor de gaz.
NH4Cl + NaNO2 = N2 + NaCl + 2HOH
4. Reacia cu antipirinaLa un volum din soluia analizat se adaug 1/2 volum dintr-o soluie apoas
5% de antipirin i 1 1/2 volume acid sulfuric concentrat. Dup amestecarea atent, apare o coloraie rou intens din cauza formrii nitro-antipirinei. Prin diluare cu ap soluia se coloreaz n rou carmin.
IV.3.2. FOSFORUL - P
Caracterizare general
Fosforul formeaz o serie de oxoacizi n care este tri- i pentavalent, cum sunt : acidul hipofosforos, acidul fosforos i acizii orto-, meta- i pirofosforici.Acidul hipofosforos, este monobazic n sruri, el exist n dou forme tautomere:
69
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
H-P(OH)2 H2O P(OH) Acidul fosforos este un acid de trie mijlocie, bibazic creia i corespund de asemenea dou forme tautomere:
P(OH)3 O=PH(OH)2
Acidul ortofosforic este un acid de trie mijlocie, tribazic care prin nclzire trece n acid metafosforic:
O=P(OH)3 HO - PO2 + H2O
Acidul metafosforic este monobazic i de trie mijlocie.
IV.3.2.1. REACII ALE ACIDULUI FOSFORIC I ALE SRURILOR LUI
1.Reacia cu AgNO3Azotatul de argint, formeaz cu ionul fosforic, un precipitat galben de fosfat
triargentic. Precipitatul se dizolv uor n acizi minerali i amoniac.Na2HPO4 + 3AgNO3 = Ag3PO4 + 2NaNO3 + HNO3Ag3PO4 + 6NH3 = [Ag(NH3)2]3PO4
2. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu, adugat la soluia unui fosfat, formeaz un precipitat alb
de fosfat monoacid de bariu, solubil n acizi minerali i acid acetic.Na2HPO4 + BaCl2 = BaHPO4 + 2NaCl
3. Reacia cu FeCl3Clorura feric, formeaz cu soluia unui fosfat secundar alcalin, un precipitat
galben de fosfat teriar.Na2HPO4 + FeCl3 = FePO4 + 2NaCl + HClDac se adaug o cantitate mic de acetat de sodiu, care va consuma ionii
de hidrogen, reacia devine cantitativ, la cald, deoarece la rece, fosfatul feric se dizolv n acetat alcalin.
IV.3.3. TABEL PECAPITULATIV
Proprietile chimice ale anionilor grupei a V-a analitice au fost sistematizate n urmtorul tabel:
AnionReactiv
NO3- NO2-
H2SO4 concentrat NO+NO2-gaz de culoare NO + NO2 gaz de culoare
70
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
brun brun AgNO3 - -FeSO4 Fe2+ Fe3+ sol. galben-
brunFe2+ Fe3+ sol. galben-brun
Zn(metalic) n prez. de NaOH
nnegrete hrtia impregnat cu Hg2(NO3)2
nnegrete hrtia impregnat cu Hg2(NO3)2
difenil-amin - coloraie albastr - coloraie albastrantipirin-soluie 5% -coloraie rou carmin,
nirto-antipirin- coloraie verde, nitrozo- antipirinic
naftilamin+ac. sulfanilic - - azocolorant rouAnionReactiv
PO43-
AgNO3 - pp. galben de Ag3PO4 solubil n NH3BaCl2 -pp. alb de BaHPO4FeCl3 -pp. galben de FePO4
Activitate practic
n vederea efecturii practice a reaciilor chimice, pentru fiecare anion n parte al acestei grupe analitice, se va trasa urmtorul tabel, n care se va completa, n paralel cu efectuarea reaciei chimice n eprubet, ecuaia reaciei chimice, alturi de observaii care se refer la solubilitatea precipitatelor respective, aspectul lor, culoare, form, precum i alte observaii.
Anion Reacii chimice, solubilitate Observaii
IV.4. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA A IV-a PRINCIPAL
Caracterizarea general
Aceast grup cuprinde anionii de la care au cel puin un atom de carbon n molecul. n cele ce urmeaz vor fi descrii anionii acidului carbonic i un numr de acizi organici de importan mai mare n analiz, astfel:
acidul carbonic O
HO - C - OH CO32- + 2H+
acid acetic H3C - COOH CH3COO- + H+
- acid oxalicHO -CO - CO - OH C2O42- + 2H+
- acid tartric
71
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
HO - CO - CH(OH) - CH(OH) - CO - OH [(CHOH)2(COO)2]2- + 2H+
- acidul rodanhidricHS - C N SCN- + H+
Toi aceti acizi, n soluie apoas, disociaz numai atomii de hidrogen fixai la grupa carboxil - COOH, respectiv la atomul de sulf din acidul rodanhidric. Acidul carbonic, acetic i rodanhidric, sunt acizi monobazici; acizii oxalic i tartric sunt acizi bibazici.
IV.4.1.IONUL CARBONIC - CO32-
1.Reacia cu BaCl2Clorura de bariu formeaz cu soluiile de carbonai solubili un precipitat alb
cristalin, solubil n acid acetic. Cationii de stroniu i de calciu, formeaz precipitate analoge.
CO32- + Ba2+ = BaCO3
2. Reacia cu AgNO3Azotatul de argint, formeaz cu soluiile de carbonai un precipitat alb de
carbonat de argint, care n timp i la cald, se nchide la culoare, datorit descompunerii sale la oxid de argint.
CO32- + 2Ag+ = Ag2CO3Ag2CO3 + HOH = Ag2O + H2CO3
3. Reacia cu H2SO4 diluatAcidul sulfuric diluat, descompune carbonaii, cu degajare de bioxid de
carbon, care trecut prin apa de var, precipit carbonatul de calciu, alb.Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + CO2 + HOHCO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + HOH punerea n eviden a bioxidului de carbon degajat, cu apa de var, se
poate face numai n cazul soluiilor de carbonai care au o concentraie mai mare de 4%.
IV.4.2. IONUL ACETAT - CH3COO-
1. Reacia cu H2SO4 diluatAcidul sulfuric diluat, adugat la un acetat solid produce degajarea
mirosului caracteristic, datorat acidului acetic pus n libertate.2CH3COONa + H2SO4 = 2CH3COOH + Na2SO4
2. Reacia cu alcoolul etilic n prezen de H2SO4 concentratAcidul sulfuric concentrat pune n libertate acidul acetic la fel ca i acidul
sulfuric diluat. Dac se adaug puin alcool etilic, i se nclzete cu mult precauie, se formeaz esterul - acetatul de etil - cu miros caracteristic de fructe.
72
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + HOH H2SO4
3. Reacia cu FeCl3Clorura feric, adugat la soluia unui acetat, produce o coloraie roie-
brun, datorit formrii unei combinaii complexe, solubile, de clorur triferii-diol-hexaacetic. Coloraia se datoreaz cationului complex.
Dac se fierbe soluia brun, se obine un precipitat brun de acetat bazic de fier, prin care tot fierul din soluie este separat.
4. Reacia cu AgNO3Acetatul de argint se obine numai din soluii concentrate de acetat, cnd
precipit sub forma unui precipitat alb cristalin, solubil la cald i la diluare.
IV.4.3. IONUL OXALAT - C2O42-
1. Reacia cu H2SO4 conentrat.nclzind un amestec de acid sulfuric concentrat cu un oxalat solid, acesta
se descompune, degajndu-se un amestec gazos format din CO i CO2, care aprins arde cu o flacr albastr.
Na2C2O4 + H2SO4 = H2C2O4 + Na2SO4H2C2O4 CO + CO2 + HOH
2. Reacia cu AgNo3Azotatul de argint adugat la soluia unui oxalat, formeaz un precipitat alb
de oxalat de argint, greu solubil n ap, dar uor solubil n amoniac.C2O4(NH4)2 + AgNO3 = Ag2C2O4 + 2NH4NO3
3. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu, adugat la soluia unui oxalat, precipit oxalatul de
bariu, alb. C2O4(NH4)2 + BaCl2 = BaC2O4+ 2NH4Cl
IV.4.4. IONUL TARTRAT - C4O6H42-
1. Reacia cu H2SO4 concentratAcidul sulfuric concentrat, adugat peste acid tartric sau un tartrat solid,
produce carbonizarea acestuia, iar acidul sulfuric se reduce la anhidrid sulfuroas.
2. Reacia cu AgNO3Azotatul de argint adugat la acid tartric, nu produce precipitare, deoarece
tartratul de argint se dizolv n acid azotic. Dac azotatul de argint se adaug la soluia neutr a unui tartrat, se formeaz imediat un precipitat alb de tartrat neutru de argint, solubil n amoniac. Dac se nclzete soluia amoniacal de tartrat de argint, se obine pe pereii eprubetei un depozit de argint metalic - oglinda de argint.
Na2C4O6H4 + BaCl2 = BaC4O6H4 + 2NaCl
73
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
IV.4.5. IONUL SULFOCIAN (RODANURA) - SCN-
1. Reacia cu AgNo3Azotatul de argint, cu o rodanur solubil, formeaz un precipitat alb
brnzos de rodanur de argint, insolubil n acizi minerali dar solubil n amoniac i n exces de rodanur.
SCN- + Ag+ = AgSCNAgSCN + 2 NH4OH = [Ag(NH4)2]SCN + 2HOHAgSCN + 2SCN- = [Ag(SCN)3]2-
2. Reacia cu Hg2(NO3)2Azotatul mercuros formeaz cu rodanurile solubile, un precipitat cenuiu de
rodanur metalic i mercur metalic.2SCN- + Hg22- = Hg + Hg(SCN)2 o soluie foarte diluat de azotat mercuros, formeaz cu rodanura, un
precipitat alb de rodanur mercuroas.
3. Reacia cu Hg(NO3)2Prin adugarea treptat de sulfocianur de potasiu, la o soluie de azotat
mercuric, se formeaz un precipitat alb de sulfocianur mercuric, solubil n exces de sulfocianur de potasiu.
2SCN- + Hg2+ =Hg(SCN)2Hg(SCN)2 + 2SCN- = [Hg(SCN)4]2-
4. Reacia cu Co(NO3)2Azotatul de cobalt, formeaz cu rodanurile, rodanuri complexe, solubile, de
culoare roz, care n prezena acetonei trece n albastru. 4SCN- + Co2+ = Co(SCN)42-
5. Reacia cu CuSO4Prin adugarea treptat de sulfat de cupru, la soluii de rodanuri, apare la
nceput o coloraie de verde-smarald dup care se separ un precipitat negru de rodanur cupric.
2SCN- + Cu2+ = Cu(SCN)2
6. Reacia de oxidare a ionului SCN-Sub aciunea oxidanilor puternici, cum ar fi KMnO4, K2Cr2O7, i H2O2,
rodanurile se oxideaz cu formarea produilor de reacie corespunztori.
7. Reacia de reducere a ionului SCN-Rodanurile sunt reduse sub aciunea Al, Zn, Mg metalic, n mediu acid
astfel:3KSCN + 4Al + 18HCl = 3KCl + 4AlCl3 + 3NH4Cl + 3H2S + 3C
IV.4.6. TABEL RECAPITULATIV
74
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Proprietile chimice ale anionilor grupei a IV-a analitice au fost sistematizate n urmtorul tabel:
AnionReactiv
CO32- CH3COO- C2O42- C4O6H2-4 SCN-
H2SO4 CO2-efervescen
CH3COOHmiros de oet
CO2+ CO, la cald
carbonizare +H2SO4conc.COS - toxic
AgNO3 AgCO3 - pp. alb, se desc. n timp, n Ag2O pp. negru
pp. numai din soluii conc. de acetat - pp alb cristalin
Ag2C2O4pp.alb solubil n NH3 iHNO3
Ag2C4O6H4 pp.alb solubil n NH3 i HNO3
AgSCN pp alb solubil n NH3 i n exces de SCN-
BaCl2 BaCO3 - pp. alb cristalin
- BaC2O4 pp.alb
BaC4O6H4pp alb
-
Acetat deplumb
- - - - Pb(SCN)2 - pp alb
Activitate practic
n vederea efecturii practice a reaciilor chimice, pentru fiecare anion n parte al acestei grupe analitice, se va trasa urmtorul tabel, n care se va completa, n paralel cu efectuarea reaciei chimice n eprubet, ecuaia reaciei chimice alturi de observaii care se refer la solubilitatea precipitatelor respective, aspectul lor, culoare, form precum i alte observaii.
Anion Reacii chimice, solubilitate Observaii
IV.5. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA A III-a PRINCIPAL
Caracterizare general
Dintre elementele grupei a III-a a sistemului periodic, singurul borul, formeaz un acid: acidul boric, de importan analitic.Acidul boric este un acid foarte slab. Dac se nclzete acidul ortoboric - H3BO3, la 100C, el trece n acid metaboric HBO2. nclzit mai departe, la 160C trece n acid tetraboric H2B4O7. Printr-o calcinare mai avansat, pierde complet apa i se transform n anhidrid boric B2O3. Srurile, numite borai deriv de la acidul meta i tetraboric. Boraii sunt solubili n ap i dau reacie alcalin pronunat n urma hidrolizei provocate de anionul boric, corespunztor unui acid mult mai slab. n soluiile de borax, Na2B4O7.10H2O, se afl pe lng metaborai, acid boric i hidroxid de sodiu, astfel:
Na2B4O7 + 3HOH = 2Na2BO2 + 2H3BO3NaBO2 + 2HOH = NaOH + H3BO3
75
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
Hidroliza crete cu diluia astfel nct n soluii foarte diluate de borax se gsete numai acidul boric. Astfel, reaciile borailor sunt n funcie de concentraie i de temperatur. Boraii sunt relativ greu solubil, se dizolv ns uor n acizi diluai i clorur de amoniu.
IV.5.1. REACIILE ACIDULUI BORIC I ALE METABORAILOR
1. Reacia cu BaCl2Clorura de bariu, formeaz cu soluiile de metaborai, un precipitat alb, de
metaborat de bariu, solubil n acid azotic diluat.2BO2- + Ba2+ = Ba(BO2)22. Reacia cu AgNO3Azotatul de argint formeaz cu soluiile de metaborai un precipitat alb de
metaborat de argint amestecat cu oxid de argint. Precipitatul este solubil n acid azotic diluat i amoniac.
BO2- + Ag+ = AgBO2
3. Reacia cu alcool metilic i cu glicerinPe un vrf de creion se iau cteva cristale de borax sau acid boric, se
umezesc cu acid sulfuric concentrat, se nclzesc pentru ndeprtarea excesului de acid, se umezesc cu glicerin sau alcool metilic i se introduc din nou n flacr; apare o coloraie verde intens.
H3BO3 + 3CH3OH = (CH3)3BO3 + 3HOH
4. Reacia cu chinalizarin - C14H4O2(OH)4n prezena acidului sulfuric concentrat, la nclzire uoar chinalizarina
formeaz cu soluiile de acid boric, o coloraie albastr, datorit formrii unei combinaii complexe .
5.Obinerea perlelor de boraxPrin topirea boraxului pe un vrf de creion se obine o mas sticloas,
transparent "o perl" de borax. Srurile diferitelor metale topite cu borax, n flacr, dau coloraii specifice. Culoarea perlei va fi diferit, dup cum perla se obine n flacra oxidant sau reductoare a becului de gaz la cald sau la rece:
n flacr oxidant n flacr reductoare la cald la rece Elementul la cald la receCuloarea perlei Culoarea perleiincolor incolor Al, Sn, Hg,
alcaline, Ti, SiO2incolor incolor
incolor alb email Ca, Sr, Ba,Mn, incolor incolorincolor incolor W albastr -incolor incolor Pb, Bi, Cd, Sb, Zn. incolor cenuieopal netransparent Ag - cenuie
76
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
albastr albastr Co albastr albastrverde albastr Cu roie roieverde verde Cr verde verdeviolet violet Mn violet violetgalben galben-verzui Mo brun nchis verdegalben galben Ni verde verderou brun galben
deschisFe - verde
brun galben galben deschis
Bi roie galben-verde
Activitate practicn vederea efecturii practice a reaciilor chimice, pentru fiecare anion n
parte al acestei grupe analitice, se va trasa urmtorul tabel, n care se va completa, n paralel cu efectuarea reaciei chimice n eprubet, ecuaia reaciei chimice alturi de observaii care se refer la solubilitatea precipitatelor respective, aspectul lor, culoare, form precum i alte observaii.
Anion Reacii chimice, solubilitate Observaii
IV.6. DENTIFICAREA UNUI AMESTEC DE ANIONI DINTR-O SOLUIE
Analiza anionilor se va face numai dup ce, n prealabil, cationi au fost identificai. Identificarea anionilor se bazeaz pe proprietile lor chimice aa cu sunt redate n tabelul 7.6.1.Tabelul IV.6.1.Reactiv/Anion
AgNO3 BaCl2 Pb(CH3COO)2 H2SO4 diluat
Cl- pp. alb solub. n NH3 - pp. alb -Br- pp.glbui solub n NH3 - pp. alb solub.
la cald-
I- pp. galben-deschis solub. n NH3
- pp. galben solub. la cald
-
SO42- - pp. alb insolub. n acizi
pp. alb solub. n alcali
-
SO32- pp.alb solub. n exces pp. alb solub n acizi
pp. alb degajare SO2
S2O32- pp. alb ce trece n negru, solub n exces de tiosulfat
pp. alb pp. alb formare de sulf coloidal alb- glbui
S2- Ag2S - pp. negru - PbS - pp. negru degajare de H2S
NO3- - - - -
77
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
NO2- - - - degajare de NO
PO43- pp. galben solub. n NH3 pp. alb - -CO32- pp. alb ce se nchide la
culoare n timppp. alb solub n acid acetic
- degajare de CO2
CH3COO- - - - punere n libertate ac. acetic cu miros caracteristic
C2O42- Ag2C2O4 pp. alb solub n amoniac i acid azotic.
BaC2O4 pp.alb - CO2 + CO la cald
C4O6H22- Ag2C2O6H4 pp, alb solub n amoniac i acid azotic
pp. alb - carbonizare
SCN- pp. alb solub n amoniac i n exces de rodanur
- pp. alb -
BO2- pp. alb solub n amoniac i acid azotic
pp. alb solubil n acid azotic
pp. alb solubil n acid azotic
-
Toate probele pentru identificarea anionilor, se execut n soluia de analizat. Efectuarea reaciilor se face n ordinea urmtoare:
1.Reacia cu H2SO4 concentrat1. n funcie de aspectul (miros, culoare, etc.) gazelor sau precipitatelor
obinute n urma reaciei cu acidul sulfuric concentrat, pot exista urmtoarele cazuri: Obinerea unui gaz neptor( SO2)
Acest lucru indic prezena n soluia de analizat, a anionului SO32-. Pentru verificare se pot executa una din reaciile de identificare a acestui anion, i anume:
reacia cu AgNO3, BaCl2, Pb(CH3COO)2 cnd n toate cazurile se obine precipitate albe.
reacia cu Hg2(NO3)2 n mediu slab acid sau neutru cnd se obine un precipitat negru de mercur metalic. Obinerea unui precipitat alb-glbui, coloidal de sulfAcest lucru indic prezena n soluia de analizat a anionului S2O32-. Pentru verificare se pot efectua una din reaciile de identificare a acestui anion, i anume:
reacia cu AgNO3, cnd se obine un precipitat de culoare alb, care se nchide n timp pn la negru.
reacia cu KMnO4 n mediu acid sau bazic, cnd se observ decolorarea soluiei. Obinerea sulfului coloidal indic de asemenea prezena anionului SCN-
Pentru a verifica acest lucru se va efectua una din urmtoarele reacii de identificare:
reacia cu AgNO3 , cnd se obine un precipitat alb, solubil n exces de rodanur i n amoniac.
78
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
reacia cu Co(NO3)2, cnd se obin rodanuri complexe solubile de culoare roz care n prezena acetonei trec n albastru. Obinerea unui miros caracteristic de ou stricate, de hidrogen sulfurat
Acest lucru indic prezena anionului S2-. Pentru verificare, la gura eprubetei se va introduce o hrtie de filtru impregnat cu acetat de plumb. nnegrirea acesteia prin formarea sulfurii de plumb, certific prezena acestui anion. Obinerea unui gaz de culoare brun ( NO, NO2)
Acest lucru indic prezena urmtorilor anioni: NO2- i NO3-. Pentru verificare se poate efectua reacia cu difenilamina n mediu de acid sulfuric concentrat, cnd se obine un precipitat de culoare albastru - cerneal. Pentru a diferenia prezena celor doi anioni se va efectua reacia cu KI n prezen de acid acetic, cnd n cazul n care n proba de analizat exist anionul NO2- se obine iod molecular de culoare brun n soluie apoas i violet - cyclam n solvent organic, iar n cazul n care nu se obine iod molecular, anionul prezent este NO3-. Obinerea CO2
CO2 formeaz un precipitat alb de hidroxid de calciu prin barbotarea sa n ap de var sau o soluie de clorur de bariu.
Acest lucru indic prezena anionului CO32-. Pentru a verifica prezena acestui anion se va efectua reacia cu clorura de bariu, cnd precipit carbonatul de bariu, alb solubil n acid acetic.Obinerea unui miros caracteristic de oet
Acest lucru indic prezena anionului CH3COO- care poate fi pus n eviden prin reacia acestuia cu alcoole etilic n prezen de acid sulfuric la cald cnd se obine un miros caracteristic de fructe.n cazul n care nu se obine nici un gaz sau precipitat caracteristic se va efectua:
2. Reacia cu AgNO3 n mediu de HNO3.Obinerea unui precipitat de culoare galben deschisAcest lucru indic prezena urmtorilor anioni: Br- sau I-. Pentru a diferenia prezena celor doi anioni, se va ncerca solubilitatea precipitatului obinut n hidroxid de amoniu:
n cazul n care precipitatul este solubil nseamn c n amestec exist anionul Br-. Pentru verificare se va efectua reacia cu ap de clor n prezena unui solvent organic (CCl4) cnd acesta se coloreaz n galben-brun n funcie de concentraia bromurii.
n cazul n care precipitatul este insolubil, nseamn c n amestec exist anionul I-. Pentru verificare se va efectua reacia cu apa de clor, n prezena unui solvent organic (CCl4) cnd acesta se coloreaz n violet - cyclam.Obinerea unui precipitat de culoare alb.
Acest lucru indic prezena urmtorilor anioni: SCN- sau Cl-. Pentru a diferenia prezena celor doi anioni, se va efectua urmtoarele reacii de identificare:
reacia cu CuSO4 i obinerea unui precipitat de culoare de la verde smaragd la negru, indic prezena SCN-. Pentru a verifica acest lucru se mai pot efectua urmtoarele reacii
79
-
Analiza calitativ a ionilor anorganici
reacia cu KMnO4 cu obinerea unui precipitat de culoare brun, sau reacia cu Co(NO3)2 aa cum a fost descris mai sus.
reacia cu NH4OH a precipitatului obinut cu solubilizarea acestuia indic prezena anionului de Cl-.
n ultima faz, pentru a verifica prezena anionului sulfat, se va efectua: 3. Reacia cu BaCl2Dac soluia de analizat, n reacia cu clorura de bariu, duce la obinerea
unui precipitat alb, ar putea exista anionul SO42-. Pentru verificare se vor efectua urmtoarele reacii de identificare:
reacia cu Pb(CH3COO)2 cnd anionul sulfat precipit sub form de sulfat de plumb, un precipitat alb cristalin.
reacia cu rodizonatul de bariu cnd prezena anionului sulfat duce la decolorarea acestuia (de la rou la alb-glbui).
Activitate practic
Activitatea practic const n identificarea unui amestec de anion. n vederea acestei identificri se va ine cont c ntotdeauna analizele se vor efectua pe poriuni mici (cantiti mici) din soluia primit spre analiz (identificare). n paralel cu efectuarea reaciei chimice n eprubet, n vederea identificrii anionilor prezeni n amestecul de analizat, se vor scrie ecuaiile reaciilor chimice, iar n final pe baza rezultatelor obinute i a observaiilor, se va trage concluzia asupra anionilor prezeni n amestecul de analizat.
Bibliografie
1. A. CIOCIOC, N. VLSCEANU, - "Lucrri practice de chimie organic pentru licee", Scrisul romnesc, 1983.2. I. TOMI, V. ONIIU - "Instruire practic n laboratorul de chimie analitic" , Ed. did. i Ped., Bucureti 1983.3. JULEAN ILIE - "ndrumtor pentru lucrri practice de chimie analitic i analiz instrumentar", I.P.Timioara, 1984.4. LAZR JUCU, PRLEA MARIA -" ndrumtor n sistematica semimicro analizei calitative", I.P.Timioara, 1980.5. RALUCA RIPAN, ERVIN POPPER, CANDIN LITEANU - "Chimie analitic calitativ, i semimicro analiz", Ed. did. i Ped., Bucureti, 1963.6. N. I. BLOK - "Analiz chimic calitativ", Ed. Tehnic, 1955.
80
CAPITOLUL IVIDENTIFICAREA ANIONILORGeneralitiIV.1. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA a VII-a PRINCIPALIV.1.1. FLORUL - FIV.1.2. CLORUL - ClIV.1.3. BROMUL - BrIV.1.4. IODUL - IIV.1.5. TABEL RECAPITULATIVIV.2. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA VI-a PRINCIPALIV.2.1.REACIILE ACIDULUI SULFURIC DILUAT I ALE SULFAILOR
IV.2.2. REACIILE ACIDULUI SULFURIC CONCENTRATIV.2.3. REACIILE IONULUI TIOSULFAT - S2O32-IV.2.4. REACIILE IONULUI SULFIT - SO32-IV.2.5. REACIILE IONULUI SULFUR - S2-IV.2.6. TABEL RECAPITULATIVIV.3. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA a V-a PRINCIPALIV.3.1. AZOTUL - N IV.3.1.1. REACII COMUNE ALE HNO3 , HNO2 , I ALE SRURILOR LORIV.3.1.2. REACII PARTICULARE ALE HNO2 I ALE AZOTIILOR.IV.3.1.3. REACII PARTICULARE PENTRU HNO3 I AZOTAIIV.3.2. FOSFORUL - PIV.3.2.1. REACII ALE ACIDULUI FOSFORIC I ALE SRURILOR LUIIV.3.3. TABEL PECAPITULATIVIV.4. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA A IV-a PRINCIPALIV.4.1.IONUL CARBONIC - CO32-IV.4.2. IONUL ACETAT - CH3COO-IV.4.3. IONUL OXALAT - C2O42-IV.4.4. IONUL TARTRAT - C4O6H42-IV.4.5. IONUL SULFOCIAN (RODANURA) - SCN-IV.4.6. TABEL RECAPITULATIVIV.5. REACII DE IDENTIFICARE A ANIONILOR DIN GRUPA A III-a PRINCIPAL IV.5.1. REACIILE ACIDULUI BORIC I ALE METABORAILORIV.6. DENTIFICAREA UNUI AMESTEC DE ANIONI DINTR-O SOLUIE