Анионы I- III аналитических групп

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Анионы I- III аналитических групп

План

1. Классификация анионов по окислительно-восстановительным свойствам. Анионы окислители, восстановители, индифферентные. Предварительные испытания на присутствие анионов-окислителей и восстановителей.

2. Групповые реактивы на анионы и условия их применения: хлорид бария, нитрат серебра.

3. Групповой реактив и характерные реакции на анионы I группы: сульфат-ион, сульфит-ион, тиосульфат-ион, фосфат-ион, карбонат-ион, гидрокарбонат-ион, оксалат-ион, борат-ион.

4. Групповой реактив и характерные реакции на анионы II группы: хлорид-ион, бромид-ион, иодид-ион, тиоцианид-ион, сульфид-ион.

5. Групповой реактив и характерные реакции на анионы III группы: нитрат-ион, нитрит-ион, ацетат-ион.

6. Анализ смеси анионов трех аналитических групп.

Классификация анионов по окислительно-восстановительным свойствам. Анионы окислители, восстановители, индифферентные. Предварительные испытания на присутствие анионов-окислителей и восстановителей.

Как я уже говорила ранее, не существует общепризнанной и повсеместно принятой классификации анионов по аналитическим группам. Описаны различные классификации анионов.

Чаще всего принимают во внимание растворимость солей бария и серебра тех или иных анионов и их окислительно-восстановительные свойства в водных растворах. С классификацией по растворимости солей вы уже знакомы, сегодня мы рассмотрим вторую классификацию.

При аналитической классификации анионов, основанной на их окислительно-восстановительных свойствах, анионы обычно делят на три группы: анионы-окислители, анионы-восстановители и индифферентные анионы, т. е. такие, которые не обладают выраженными окислительно-восстановительными свойствами в обычных условиях.

Группа	Анионы	Групповой реагент
I Окислители	ВrO3- бромат-анион, AsO43- арсенат-анион, NO3- нитрат-анион (в слабо кислой среде практически не реагирует с KI), NO2- нитрит-анион	Раствор KI в сернокислой среде
II Восстановители	S2- сульфид-анион, SO32- сульфит-анион, S2O32- тиосульфат-анион, AsO33- арсенит-анион	Раствор I2 в KI
	S2- сульфид-анион, SO32- сульфит-анион, S2O32- тиосульфат-анион, AsO33- арсенит-анион, NO2- нитрит-анион, С2O42- оксалат-анион (при нагревании), Сl- хлорид-анион (при нагревании), Вr- бромид-анион, I- иодид-анион, CN- цианид-анион, NCS- тиоцианат-анион (роданид-анион)	Раствор КМnO4 в сернокислой среде
III Индифферентные	SO42- сульфат-анион, СО32- карбонат-анион, РО43- фосфат-анион, CH3COO- ацетат-анион, В4O72- тетраборат-анион	Отсутствует

К первой группе в рамках этой классификации относят анионы-окислители, окисляющие иодид-ионы I^- в сернокислой среде до молекулярного иода I₂. Нитрит-анион иногда относят ко второй группе анионов-восстановителей, поскольку, в зависимости от условий, он может реагировать и как окислитель, и как восстановитель. Групповым реагентом на анионы-окислители первой группы является водный раствор иодида калия KI в сернокислой среде.

Вторая группа включает анионы-восстановители, которые в водных растворах способны восстанавливать йод I₂ до иодид-ионов I^- или обесцвечивают водный сернокислый раствор перманганата калия КМnO₄, восстанавливая марганец(VII) в перманганат-ионе МnO₄^- до марганца(II) — катионов Мn²⁺. Групповым реагентом на все анионы этой группы является водный сернокислый раствор перманганата калия КМnO₄. В присутствии анионов-восстановителей розово-фиолетовая окраска раствора перманганата калия исчезает (раствор обесцвечивается), поскольку перманганат-ионы разрушаются. В качестве группового реагента на первые четыре аниона (сульфид-, сульфит-, тиосульфат- и арсенит-анионы) рекомендуют также использовать раствор иода в водном растворе иодида калия, который также обесцвечивается в присутствии указанных анионов-восстановителей (исчезает желтая окраска раствора йода) вследствие восстановления йода до иодид-ионов:

I₂ + 2ē → 2I^-

Иодид калия вводится в раствор йода для того, чтобы повысить растворимость йода: в присутствии йодид-ионов растворимость йода увеличивается по сравнению с его растворимостью в чистой воде вследствие образования хорошо растворимого трийодида калия КI₃:

I₂ +КI → КI₃

К третьей группе относят анионы, не являющиеся в обычных условиях ни окислителями, ни восстановителями. Групповой реагент отсутствует.

Так как в процессе систематического хода анализа окислители или восстановители, входящие в состав анализируемого вещества, могут претерпевать различные изменения, вызываемые реакциями окисления — восстановления, то необходимо проводить предварительные пробы на присутствие окислителей (с помощью H₂SO₄ и KI) и восстановителей с помощью H₂SO₄ и KMnO₄; H₂SO₄ иI₂; H₂SO₄ и Fe³⁺ + K₃[Fe(CN)₆].

Следует иметь в виду, что некоторые смеси окислителей и восстановителей при нагревании сухого вещества реагируют со взрывом. Поэтому, прежде чем проводить испытания на окрашивание пламени, с калильной трубкой и т. п., необходимо с самого начала установить, не входят ли в состав анализируемого вещества взрывчатые смеси. Для этого небольшое количество исследуемого вещества помещают в тигель, который устанавливают в штативе под тягой, защищают лицо щитом из органического стекла и нагревают тигель на пламени газовой горелки. В присутствии взрывчатых смесей наблюдается вспышка.

Охарактеризованные две аналитические классификации анионов по группам иногда модифицируются разными исследователями.

В фармацевтическом анализе систематический анализ смеси анионов с использованием любой классификации никогда не проводится, как и в подавляющем большинстве других случаев аналитической практики.

Групповой реагент можно использовать для доказательства присутствия или отсутствия в смеси (в растворе) анионов той или иной аналитической группы, после чего намечают и реализуют наиболее целесообразную схему анализа данного конкретного объекта. Лекарственные субстанции и лекарственные формы обычно содержат ограниченное число анионов, причем, как правило, бывает известно, какие анионы могут присутствовать в анализируемом препарате. Поэтому при анализе лекарственных препаратов входящие в их состав анионы открывают дробным методом с помощью тех или иных частных аналитических реакций на соответствующий анион.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Анионы I- III аналитических групп

План

1. Классификация анионов по окислительно-восстановительным свойствам. Анионы окислители, восстановители, индифферентные. Предварительные испытания на присутствие анионов-окислителей и восстановителей.

2. Групповые реактивы на анионы и условия их применения: хлорид бария, нитрат серебра.

3. Групповой реактив и характерные реакции на анионы I группы: сульфат-ион, сульфит-ион, тиосульфат-ион, фосфат-ион, карбонат-ион, гидрокарбонат-ион, оксалат-ион, борат-ион.

4. Групповой реактив и характерные реакции на анионы II группы: хлорид-ион, бромид-ион, иодид-ион, тиоцианид-ион, сульфид-ион.

5. Групповой реактив и характерные реакции на анионы III группы: нитрат-ион, нитрит-ион, ацетат-ион.

6. Анализ смеси анионов трех аналитических групп.

Классификация анионов по окислительно-восстановительным свойствам. Анионы окислители, восстановители, индифферентные. Предварительные испытания на присутствие анионов-окислителей и восстановителей.

Как я уже говорила ранее, не существует общепризнанной и повсеместно принятой классификации анионов по аналитическим группам. Описаны различные классификации анионов.

Чаще всего принимают во внимание растворимость солей бария и серебра тех или иных анионов и их окислительно-восстановительные свойства в водных растворах. С классификацией по растворимости солей вы уже знакомы, сегодня мы рассмотрим вторую классификацию.

При аналитической классификации анионов, основанной на их окислительно-восстановительных свойствах, анионы обычно делят на три группы: анионы-окислители, анионы-восстановители и индифферентные анионы, т. е. такие, которые не обладают выраженными окислительно-восстановительными свойствами в обычных условиях.

Группа	Анионы	Групповой реагент
I Окислители	ВrO3- бромат-анион, AsO43- арсенат-анион, NO3- нитрат-анион (в слабо кислой среде практически не реагирует с KI), NO2- нитрит-анион	Раствор KI в сернокислой среде
II Восстановители	S2- сульфид-анион, SO32- сульфит-анион, S2O32- тиосульфат-анион, AsO33- арсенит-анион	Раствор I2 в KI
	S2- сульфид-анион, SO32- сульфит-анион, S2O32- тиосульфат-анион, AsO33- арсенит-анион, NO2- нитрит-анион, С2O42- оксалат-анион (при нагревании), Сl- хлорид-анион (при нагревании), Вr- бромид-анион, I- иодид-анион, CN- цианид-анион, NCS- тиоцианат-анион (роданид-анион)	Раствор КМnO4 в сернокислой среде
III Индифферентные	SO42- сульфат-анион, СО32- карбонат-анион, РО43- фосфат-анион, CH3COO- ацетат-анион, В4O72- тетраборат-анион	Отсутствует

К первой группе в рамках этой классификации относят анионы-окислители, окисляющие иодид-ионы I^- в сернокислой среде до молекулярного иода I₂. Нитрит-анион иногда относят ко второй группе анионов-восстановителей, поскольку, в зависимости от условий, он может реагировать и как окислитель, и как восстановитель. Групповым реагентом на анионы-окислители первой группы является водный раствор иодида калия KI в сернокислой среде.

Вторая группа включает анионы-восстановители, которые в водных растворах способны восстанавливать йод I₂ до иодид-ионов I^- или обесцвечивают водный сернокислый раствор перманганата калия КМnO₄, восстанавливая марганец(VII) в перманганат-ионе МnO₄^- до марганца(II) — катионов Мn²⁺. Групповым реагентом на все анионы этой группы является водный сернокислый раствор перманганата калия КМnO₄. В присутствии анионов-восстановителей розово-фиолетовая окраска раствора перманганата калия исчезает (раствор обесцвечивается), поскольку перманганат-ионы разрушаются. В качестве группового реагента на первые четыре аниона (сульфид-, сульфит-, тиосульфат- и арсенит-анионы) рекомендуют также использовать раствор иода в водном растворе иодида калия, который также обесцвечивается в присутствии указанных анионов-восстановителей (исчезает желтая окраска раствора йода) вследствие восстановления йода до иодид-ионов:

I₂ + 2ē → 2I^-

Иодид калия вводится в раствор йода для того, чтобы повысить растворимость йода: в присутствии йодид-ионов растворимость йода увеличивается по сравнению с его растворимостью в чистой воде вследствие образования хорошо растворимого трийодида калия КI₃:

I₂ +КI → КI₃

К третьей группе относят анионы, не являющиеся в обычных условиях ни окислителями, ни восстановителями. Групповой реагент отсутствует.

Так как в процессе систематического хода анализа окислители или восстановители, входящие в состав анализируемого вещества, могут претерпевать различные изменения, вызываемые реакциями окисления — восстановления, то необходимо проводить предварительные пробы на присутствие окислителей (с помощью H₂SO₄ и KI) и восстановителей с помощью H₂SO₄ и KMnO₄; H₂SO₄ иI₂; H₂SO₄ и Fe³⁺ + K₃[Fe(CN)₆].

Следует иметь в виду, что некоторые смеси окислителей и восстановителей при нагревании сухого вещества реагируют со взрывом. Поэтому, прежде чем проводить испытания на окрашивание пламени, с калильной трубкой и т. п., необходимо с самого начала установить, не входят ли в состав анализируемого вещества взрывчатые смеси. Для этого небольшое количество исследуемого вещества помещают в тигель, который устанавливают в штативе под тягой, защищают лицо щитом из органического стекла и нагревают тигель на пламени газовой горелки. В присутствии взрывчатых смесей наблюдается вспышка.

Охарактеризованные две аналитические классификации анионов по группам иногда модифицируются разными исследователями.

В фармацевтическом анализе систематический анализ смеси анионов с использованием любой классификации никогда не проводится, как и в подавляющем большинстве других случаев аналитической практики.

Групповой реагент можно использовать для доказательства присутствия или отсутствия в смеси (в растворе) анионов той или иной аналитической группы, после чего намечают и реализуют наиболее целесообразную схему анализа данного конкретного объекта. Лекарственные субстанции и лекарственные формы обычно содержат ограниченное число анионов, причем, как правило, бывает известно, какие анионы могут присутствовать в анализируемом препарате. Поэтому при анализе лекарственных препаратов входящие в их состав анионы открывают дробным методом с помощью тех или иных частных аналитических реакций на соответствующий анион.