§ 6. Обнаружение свободных элементов

В некоторых специальных случаях требуется установить присутствие или отсутствие в данном природном или промышленном объекте свободных элементов (металлов или неметаллов). В этом случае хи-мику-аналитику, прежде чем приступать к растворению образца исследуемого вещества с целью последующего обнаружения в полученном растворе катионов и анионов, необходимо прибегнуть к специальным приемам анализа.

Обнаружение свободных металлов. Очень часто наличие свободных металлов в данном объекте нетрудно установить по внешнему виду исследуемого материала, так как металлы и сплавы отличаются рядом характерных физических свойств (металлическим блеском, цветом, ковкостью, тягучестью, твердостью, электропроводностью и т. п.). Но в ряде случаев требуется провести специальное исследование для того, чтобы быть уверенным в своих выводах. Существуют различные способы обнаружения свободных металлов. Ниже описывается один из таких общих способов.

Проба с гексацианоферратом (III) железа . Приготовьте свежую смесь равных объемов -ного раствора и -ного раствора . При этом наблюдается появление бурого окрашивания, вызываемого образованием :

Полученное соединение является сильным окислителем, реагирующим не только с водорастворимыми восстановителями, но и с металлами и их сплавами.

Обработайте в одном из углублений фарфоровой пластинки полученным раствором небольшую пробу сухого образца. Смесь тщательно перемешайте стеклянной палочкой. В присутствии свободных металлов или их сплавов появляется синее окрашивание.

Реакция окисления — восстановления протекает в две фазы:

Образующийся при этом с избытком гексацианоферрата (III) взаимодействует с образованием турнбулевой сини, а избыток дает с берлинскую лазурь, оба продукта синего цвета.

Обнаружение свободных неметаллов. Многие неметаллы можно отличить по их физическим признакам (физическому состоянию, цвету, запаху, хрупкости — если они тверды, и т. п.). Например, элементарную серу можно легко отличить от других неметаллов и металлов по ее желтоватому цвету, хрупкости, способности плавиться, кипеть и перегоняться при нагревании, способности растворяться в сероуглероде, по очень плохой проводимости тепла и электричества, нерастворимости в воде и т. д. Однако свободная сера может входить в состав данного вещества в таком виде (или в столь незначительных количествах), что ее трудно или практически невозможно обнаружить по внешним признакам.

В таких случаях для обнаружения неметаллов приходится прибегать к специальным приемам качественного анализа.

Существуют различные методы открытия свободных неметаллов. Ниже приводится один из способов обнаружения свободной серы.

Элементарная кристаллическая сера отличается способностью растворяться в сероуглероде. Поэтому, если мелкоизмельченное исследуемое вещество, содержащее свободную серу, тщательно экстрагировать . сероуглеродом (предварительно взболтанным с металлической ртутью), то элементарная сера перейдет в сероуглеродный раствор. После выпаривания растворителя сера остается в остатке.

При нагревании серы с раствором сульфита натрия получается тиосульфат натрия:

Образование тиосульфата можно констатировать известными чувствительными реакциями на (см. гл. XII, § 4).

При встряхивании металлической ртути с сероуглеродным раствором серы получается , в котором сера открывается также известными методами. Одним из таких методов является открытие сульфидов, тиосульфатов и тиоцианатов (роданидов) при помощи иод-азидной реакции (см. ниже).

Реакцию проводят следующим образом. Небольшую пробу исследуемого образца сильно встряхивают в пробирке с и каплей металлической ртути. Даже в присутствии следов свободной серы поверхность ртути покрывается налетом . После встряхивания сероуглерод слейте со ртути. Ртуть поместите на часовое стекло, которое поставьте на нагретую водяную баню, и нагрейте до тех пор, пока не удалятся последние следы сероуглерода. Затем прилейте несколько капель азидиодного раствора (0,03 г на н. раствора иода). В присутствии наблюдается обильное выделение газообразного азота, что свидетельствует о наличии свободной серы в исследуемом продукте:

играет роль катализатора, способствующего разложению азидиодного раствора.