§ 22. Анализ смеси анионов первой группы

Предварительные испытания. В анализе анионов предварительные испытания имеют очень большое значение.

С отдельными пробами анализируемого раствора проведите следующие испытания.

1. Определите реакцию среды. Кислая среда указывает на присутствие в пробе свободных кислот, которые даны для анализа или получились в результате гидролиза солей, образованных катионами слабых оснований и анионами сильных кислот.

При исключается присутствие анионов, неустойчивых в кислой среде ( и др.), а также исключается совместное присутствие окислителей и восстановителей. Например, если найден , то должны отсутствовать ионы, окисляющие в кислой среде иодистоводородную кислоту и т. д.

Щелочная среда указывает на присутствие свободных щелочей, которые даны для анализа или были получены в процессе гидролиза солей, образованных катионами сильных оснований и анионами слабых кислот.

Нейтральная среда указывает на отсутствие свободных кислот и оснований и вероятность отсутствия солей, образованных катионами слабых оснований и сильных кислот или катионами сильных оснований и слабых кислот.

2. На отдельные пробы нейтрального испытуемого раствора подействуйте растворами или . В результате проведенных испытаний можно сделать следующие выводы:

а) если при добавлении раствора при не образуется осадок, значит отсутствуют анионы II аналитической группы, осаждаемые ионами бария:

б) если при добавлении раствора не образуется осадок, то отсутствуют анионы, осаждаемые ионами серебра, и, наоборот, если осадок образуется, то присутствуют анионы, осаждаемые ионами серебра, причем белые осадки указывают на вероятность отсутствия образует желтый осадок, — черный);

в) если при добавлении раствора не выпадает осадок, следовательно, отсутствуют анионы, осаждаемые ионами свинца; образование белых осадков указывает на вероятность отсутствия анионов, образующих с ионами свинца цветные осадки ();

г) если при добавлении раствора осадок не выпадает, то отсутствует , с которым образует черный осадок.

3. Для обнаружения в растворе окислителей подкислите его серной кислотой и затем прилейте раствор KI. В присутствии окислителей выделяется элементарный иод (посинение крахмальной бумаги, окрашивание слоя и т. п.).

Если при действии KI в кислой среде не наблюдается никакого изменения, то это означает, что в растворе отсутствуют окислители.

4. Наличие восстановителей в исследуемом растворе можно обнаружить следующими способами:

а) подкислите испытуемый раствор разбавленной и прилейте к нему сильно разбавленный раствор . В присутствии восстановителей малиново-красная окраска перманганата обесцвечивается. Нагревание на водяной бане способствует протеканию реакции окисления — восстановления. Если раствор в кислой среде не обесцвечивается, это означает, что восстановители в анализируемом растворе отсутствуют;

б) подкислите испытуемый раствор разбавленной и прилейте к нему разбавленный раствор иода. В присутствии восстановителей (например, ) бурая окраска иода обесцвечивается. Следует иметь в виду, что обесцвечивание иода может произойти и в отсутствие восстановителей, если исследуемый раствор окажется недостаточно подкисленным. В щелочном растворе иод обесцвечивается вследствие протекания реакции диспропорционирования:

в) подкислите исследуемый раствор разбавленной и прилейте к нему сильно разбавленные растворы не образует осадка с железом (III), но вызывает бурое окрашивание. Восстановители восстанавливают железо (III) до которые с гексацианоферратом (III) дают осадок турнбулевой сини (см. гл. VI, § 9). Восстановители восстанавливают также гексациано-ферраты (III) до гексацианоферратов (II) (см. гл. VI, § 9), которые дают с железом (III) берлинскую лазурь (см. гл. VI, § 8), окрашивая анализируемый раствор в синий цвет.

Для успешного проведения данной пробы необходимо предварительно убедиться, что в исследуемом растворе отсутствуют .

5. На исследуемый раствор подействуйте разбавленной и концентрированной . Если при нагревании будут выделяться газы , то испытуемый раствор содержит или .

Таблица 28. Схема анализа смеси анионов первой аналитической группы

Продолжение табл. 28.

Различить эти пазы можно соответствующими реакциями или по характерному запаху. Появление запаха уксусной кислоты указывает на присутствие в растворе .

Подготовка вещества к анализу. При анализе анионов рекомендуется пользоваться только растворимыми в воде солями щелочных металлов. Если для исследования получены соли других металлов, то после предварительных испытаний необходимо отделить кдтионы тяжелых металлов методом «содовой вытяжки» (см. гл. V, § 8 и 9).

К исследуемой смеси прилейте 2 н. раствор и нагрейте до кипения. Если при этом наблюдается выделение аммиака, то кипячение продолжайте до тех пор, пока соли аммония не будут разложены полностью. Выпадающий осадок карбонатов, оксикарбонатов, гидроокисей окисей отфильтруйте. При этом отделяется ряд катионов и тем самым устраняется их вредное влияние. В растворе остаются соли щелочных металлов, соединения мышьяка и частично катионы металлов, гидроокиси которых имеют амфотерный характер и др.).

Соединения олова, алюминия, хрома, цинка и т. п. могут быть осаждены из содового раствора, если содовую вытяжку точно нейтрализовать.

В присутствии органических оксисоединений в щелочно-карбонатный раствор, применяемый для анализа анионов, переходят катионы железа, кобальта, хрома и меди, поэтому органические оксисоединения следует сначала разрушить путем их окисления азотной кислотой (предварительно установив, имеются ли в испытуемом растворе) и последующего прокаливания смеси.

Систематический ход анализа. После того как вещество будет подготовлено, следует, перед выполнением систематического хода анализа, проделать частные реакции на отдельные ионы (см. § 3—16). Полученные результаты считают предварительными и используют при выборе варианта анализа смеси анионов.

Отделение . Если предварительными испытаниями установлено, что в анализируемой смеси имеются сульфид-ионы, то отдельную порцию испытуемого раствора нейтрализуйте уксусной кислотой и осадите избытком раствора или .

При этом выпадает черный осадок . Если анализ ведется в присутствии , то в осадок выпадают также (зеленый) и (желто-бурый).

Раствор с черным осадком нагревайте до тех пор, пока не наступит расслоение осадка и жидкости. Прибавление небольшого количества ацетата натрия благоприятствует коагулированию осадка.

Для подтверждения наличия проделайте поверочные реакции (см. § 12),

Для отделения сульфид-ионов осадок отфильтруйте или отцентрифугируйте и промойте разбавленным раствором ацетата натрия:

Отделение и -ионов. Раствор 1 подкислите азотной кислотой и осадите и I- раствором . Смесь нагрейте до кипения и продолжайте кипятить до тех пор, пока весь осадок не скоагулирует и раствор над осадком не просветлеет.

При этом разлагается с образованием . Необходимо избегать избытка . Осадок тщательно промойте.

Анализ смеси и I- может быть выполнен различными методами (см. § 18).

Отделение и -ионов. Часть начального раствора нейтрализуйте разбавленной и прилейте к нему раствор до полного осаждения :

Осаждение избытка . Осадок 3 отфильтруйте. Далее он не анализируется (сдайте лаборанту), так как присутствие этих анионов было уже доказано ранее. К раствору 3 прибавьте 2 н. раствор до сильнощелочной реакции и прокипятите. При этом выпадает осадок :

Осадок 4 отфильтруйте, он далее не анализируется (сдайте лаборанту); часть раствора 4 используйте для обнаружения и , а другую часть — для обнаружения ацетат-ионов.

Обнаружение и -ионов. Обнаружение при совместном их присутствии уже было описано (см. § 21).

Обнаружение -ионов. Небольшую порцию оставшегося раствора 4 поместите в пробирку, прибавьте этилового спирта, 5—10 капель концентрированной и нагрейте. В присутствии появляется характерный приятный запах этилацетата.

Для подтверждения присутствия проделайте поверочные реакции (см. § 13):

а) получите красно-бурый осадок диоксиацетата железа;

б) испытайте раствор на образование темно-синего окрашивания с помощью солей лантана и иода.

Общая схема анализа смеси анионов I аналитической группы представлена в табл. 28.