Anionii, chimie anorganica

Analiza calitativ a ionilor anorganici

55

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


56

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 concentrat Fluorurile formeaz cu acidul sulfuric concentrat, acidul fluorhidric care este un gaz alb (fum) ce corodeaz sticla. CaF2 + H2SO4 = 2HF + CaSO4 2. Reacia cu AgNO3 Fluorurile nu reacioneaz cu azotatul de argint. 3. Reacia cu BaCl2 Clorura 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)2 Fluorurile 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+ = CaF2IV.1.2. CLORUL - Cl

Reaciile ionului Cl- (HCl i clorurile) 1. Reacia cu H2SO4 - concentrat


57

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 AgNO3 Azotatul de argint, formeaz cu acidul clorhidric diluat i cu clorurile solubile, clorura de argint, un precipitat alb-brnzos solubil n amoniac. Cl- + Ag+ = AgCl AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + HOH 3. Reacia cu Pb(CH3COO)2 Acetatul de plumb formeaz cu HCl i cu clorurile un precipitat alb de clorur de plumb, solubil la cald. 2Cl- + Pb(CH3COO)2 = PbCl2 + 2CH3COO4. Reacia cu Hg2(NO3)3 Azotatul mercuros formeaz cu acidul clorhidric i clorurile un precipitat alb de clorur mercuroas. 2Cl- + Hg2(NO3)2 = Hg2Cl2 + 2NO35. Reacia cu KMnO4 ntr-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 K2Cr2O7 ntr-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 + 3HOH CrO2Cl2 + NaOH = Na2CrO4 + 2HClIV.1.3. BROMUL - Br

Reaciile ionului Br (HBr i bromurile) 1. Reacia cu H2SO4 concentrat Acidul 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


58

Aceast reacie totalizeaz urmtoarele reacii pariale : 2KBr + H2SO4 = 2HBr + K2SO4 2HBr + H2SO4 = Br2 + H2SO3 + HOH 2. Reacia cu AgNO3 Azotatul 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)2 Acetatul de plumb, formeaz cu bromurile, un precipitat alb de bromur de plumb, solubil n acid azotic. 2Br + Pb2+ = PbBr2 4. Reacia cu Cl2 Apa 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)2 Azotatul mercuros, formeaz cu o soluie alcalin de bromur, un precipitat galben de bromur mercuroas. 2Br + Hg2(NO3)2 = Hg2Br2 + 2NO3 6. Reacia cu K2Cr2O7 Bicromatul 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 - I

Reaciile ionului I - (HI i iodurile) 1. Reacia cu H2SO4 concentrat Acidul sulfuric concentrat, descompune iodurile, cu separare de iod elementar, acid iodhidric, anhidrid sulfuroas i hidrogen sulfurat. 2KI + H2SO4 = 2HI + K2SO4 2HI + H2SO4 = I2 + H2SO3 H2SO3 = SO2 + HOH SO2 + 6HI = H2S + 3I2 + 2HOH 2. Reacia cu AgNO3 Azotatul de argint formeaz cu ionul iodur, iodura de argint, un precipitat galben, insolubil n hidroxid de amoniu.


59

I- + Ag+ = AgI 3. Reacia cu Pb(CH3COO)2 Acetatul de plumb, precipit la rece, iodura de plumb, de culoare galben. 2I- + Pb(CH3COO)2 = PbI2 + 2CH3COO4. Reacia cu CuSO4 Ionul cupric oxideaz ionul iodur, cu separarea de iod elementar i iodur cuproas. 4I- + 2CuSO4 = I2 + 2CuI + 2SO425. Reacia cu Cl2 Dac 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 + 2Cl6. Reacia cu HgCl2 Ionul 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 + 2ClHgI2 + 2I- = HgI427. Reacia cu KNO2 Azotitul 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 K2Cr2O7 Iodurile 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+ + 7HOHIV.1.5. TABEL RECAPITULATIV

Proprietile chimice ale anionilor grupei a VII-a principal, au fost sistematizate n urmtorul tabel : Anion Reactiv H2SO4 concentrat AgNO3 BaCl2 F Cl Br I

HF - gaz ce HCl - miros corodeaz neptor sticla AgCl - pp. alb brnzos BaF2 - pp. alb brnzos

Br2+HBr-ames- I2+HI+SO2+ tec brun n ap H2S- galbenmaroniu AgBr - pp. AgI - pp. galben brnzos galben -


60

Pb(CH3COO)2 Hg2(NO3)2 Ap de clor

-

PbCl2 - pp. alb solubil la cald HgF2 - pp. Hg2Cl2 - pp. galben alb -

PbBr2 - pp. alb

K2Cr2O7 HgCl2

-

CrOCl2 vapori bruni -

Hg2Br2 galben Br2 - sol. brun I2 - galbenn ap, n CCl4 coniac n sol apoas, violet n CCl4 3+ Br2+Cr -pp. I2+Cr3+pp. brun, sol. verde negru, sol verde HgI2- pp. rou carmin, sol n exces de I

PbI2 galben pp. -

pp.

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.


61

IV.2.1.REACIILE ACIDULUI SULFURIC DILUAT I ALE SULFAILOR

1. Reacia cu BaCl2 Clorura 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)2 Acetatul 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 O O = C - C - C - ONa + BaCl2 O = C - C - C - ONa = O=C-C-C-O I II Ba O=C-C-C-O + 2NaCl

O 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] + 3K2SO4IV.2.2. REACIILE ACIDULUI SULFURIC CONCENTRAT

1. Reacia de descompunere a substanelor organice Acidul 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 + 11HOH C + 2H2SO4 = CO2 + 2HOH + 2SO2 2. Reacia cu HCOOH sau H2C2O4 Acidul 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


62

H2SO4 + H2C2O4 = CO + CO2 + H2SO4 + HOH 3. Reacia cu NaNO2 Acidul sulfuric diluat sau concentrat, pune n libertate din azotii, acidul azotos care se disproporioneaz. H2SO4 + NaNO2 = HNO2 + NaHSO4 3HNO2 HNO3 + 2NO + HOH 4. Reacia de oxidare a H2S Hidrogenul 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 + SO422H2SO4 + 2I- = SO2 + I2 + 2HOH + SO42 cu ionul clorur se pune n libertate doar acid clorhidric. H2SO4 + NaCl = HCl + NaHSO4IV.2.3. REACIILE IONULUI TIOSULFAT - S2O32-

1. Reacia cu BaCl2 Clorura de bariu, formeaz cu srurile solubile de tiosulfai un precipitat alb de tiosulfat de bariu. S2O32- + Ba2+ = BaS2O3 2. Reacia cu AgNO3 Dac 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- = Ag2S2O3 Ag2S2O3+ HOH = Ag2S + H2SO4 3. Reacia cu Pb(CH3COO)2 Acetatul de plumb formeaz cu srurile solubile de tiosulfat, tiosulfatul de plumb, un precipitat alb. Na2S2O3 + Pb(CH3COO)2 = PbS2O3 + 2CH3COONa 4. Reacia cu CuSO4 Tiosulfatul de sodiu formeaz la fierbere cu soluiile srurilor cuprice un precipitat de sulfur cuproas. 2S2O32- + 2Cu2+ = Cu2S2O3 + S4O62- - anionul de tetrationit Cu2S2O3 + HOH = Cu2S + H2SO4


63

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+ + S4O626. Reacia cu H2SO4 Prin 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, I2 Clorul i bromul elementar oxideaz tiosulfaii la sulf. S2O32- + 4Cl2 + 5HOH = 2HSO4- + 8HCl S2O32- + 4Br2 + 5HOH = 2HSO4- + 8HBr Iodul oxideaz tiosulfatul la tetrationit. 2Na2S2O3 + I2 = S4O62- + 2NaI 8. Reacia cu KMnO4 n mediu acid Permanganatul 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 K2Cr2O7 Bicromatul 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- + 2HOHIV.2.4. REACIILE IONULUI SULFIT - SO32-

1. Reacia cu BaCl2 Clorura de bariu formeaz precipitate albe de sulfii, uor solubile n acizi. SO32- + Ba2+ = BaSO3 BaSO3 + 2HCl = BaCl2 + SO2 + HOH 2. Reacia cu Pb(CH3COO)2 Acetatul de plumb formeaz cu srurile solubile de sulfii un precipitat alb de sulfit de plumb, solubil n acid azotic concentrat. SO32- + Pb2+ = PbSO3 PbSO3 + 2HNO3 = Pb(NO3)2 + SO2 + HOH 3. Reacia cu AgNO3


64

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+ = Ag2SO3 Ag2SO3 + 2HNO3 = 2AgNO3 + SO2 + HOH Ag2SO3 + 3Na2SO3 = 2Na3[Ag(SO3)2] Ag2SO3 Ag2O + SO2 4. Reacia cu Hg2(NO3)2 Prin 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 K2Cr2O4 Permanganatul 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+ + 7HOH 3SO32- + 2Cr2O72- + 22H2+ = 3SO42- + 4Cr3+ + 11H+ 6. Reacia cu halogenii Apa de brom sau de iod se decoloreaz prin adugare de sulfii. SO32- + Br2 + HOH = SO42- + HBr SO32- + 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 HClIV.2.5. REACIILE IONULUI SULFUR - S2-

1. Reacia cu halogenii Apa 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 + 2ClS2- + 4Cl2 + 4HOH = SO42- + 8HCl - apa de iod oxideaz ionul sulfur numai pn la sulf elementar.


65

S2- + I2 = S + 2I- reacia se observ prin decolorarea apei de brom i de iod, sub aciunea hidrogenului sulfurat. 2. Reacia cu KMnO4 O 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 K2Cr2O7 O soluie acidulat de bicromat de potasiu, trece din portocaliu n verde, din cauza trecerii ionului bicromat la crom trivalent. 3S2- + Cr2O72- + 14H+ = 3S + 2Cr3+ + 7HOHIV.2.6. TABEL RECAPITULATIV

Proprietile chimice ale anionilor grupei a VI-a analitice au fost sistematizate n urmtorul tabel : Anion Reactiv BaCl2 SO42- dil. SO42- conc. S2O32SO32S2-

BaSO4 - pp. Ba(HSO4)2 + BaS2O3 BaSO3 - pp. alb, insol. BaSO4 - pp. pp.alb alb n acizi alb solubil n minerali acizi minerali AgNO3 Ag2S2O3 - Ag2SO3 pp. alb pp. alb, sol n HNO3 dil. Acetat de PbSO4 - pp. Pb(HSO4)2 + PbS2O3 PbSO3 - pp. plumb alb solubil PbSO4 - pp. pp. alb , se alb, solubil n alcalii alb descompune n HNO3 la cald conc. 3+ 2K2Cr2O7 Cr +SO4 + Cr3++SO42- (H+) S4O62- soluie soluie verde verde KMnO4 Mn2+ + Mn2+ + + (H ) KHSO4 - KHSO4 inlolor inlolor Rodizonat de bariu Pp. rou se Decoloreaz decoloreaz pp. din rou la alb n alb

Ag2S - pp. negru

PbS - pp. negru, sol. n HNO3 conc. Cr3++S sol. verde pp. albglbui Mn2+ + S sol incolor pp. albgalbui Pp. rou trece n brun-rocat


66

Hg2(NO3)2

-

-

Ap de clor -

HgS + Hg + SO42pp. negru HSO4-+Clincolor

Hg + SO42- HgS2 pp. negru negru HSO4-+Clincolor

pp.

S+Cl- pp. fin albglbui

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 azotos Acidului 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


67

O ONO Soluia se numete "nitroz" i poate fi considerat ca un amestec de anhidrid sulfuric i azotoas. Acidul azotic Acidul 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 concentrat Acidul 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 HNO3 2 HNO3 N2O5 + HOH N2O5 2NO + 1/2O2 2NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO4 3HNO2 2NO + HNO3 + HOH 2HNO2 NO + NO2 + HOH 2. Reacia cu AgNO3, Pb(CH3COO)2 i BaCl Ionii Ag+, Pb+2, Ba+2, nu precipit anionii NO3- i NO2-. 3. Reacia cu FeSO4 i H2SO4 concentrat ntr-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 + Na2SO4 2NaNO2 + 2FeSO4 + 2H2SO4 = 2NO + Fe2(SO4)3 + Na2SO4 + 2HOH 4. Reacia cu Zn sau Al metalic, n mediu alcalin La 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


68

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- + 2HOH NO2- + 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 CH3COOH La 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 CH3COOH La 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 H2S Prezena azotiilor e demonstrat prin punerea n libertate a sulfului coloidal de culoare alb-glbuie. 2HNO2 + H2S = S + 2NO + 2HOH 4. Reacia cu KMnO4 Fa 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


69

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 antipirina La 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 KI Acidul 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 metalic ntr-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 acid La 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- + 2HOH Ionul 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 antipirina La 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:


70

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 AgNO3 Azotatul 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 + HNO3 Ag3PO4 + 6NH3 = [Ag(NH3)2]3PO4 2. Reacia cu BaCl2 Clorura 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 FeCl3 Clorura feric, formeaz cu soluia unui fosfat secundar alcalin, un precipitat galben de fosfat teriar. Na2HPO4 + FeCl3 = FePO4 + 2NaCl + HCl Dac 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:

Anion Reactiv H2SO4 concentrat

NO3-

NO2-

NO+NO2-gaz de culoare NO + NO2 gaz de culoare


71

brun brun AgNO3 2+ 3+ FeSO4 Fe Fe sol. galben- Fe2+ Fe3+ sol. galbenbrun brun Zn(metalic) n prez. de nnegrete hrtia nnegrete hrtia NaOH impregnat cu Hg2(NO3)2 impregnat cu Hg2(NO3)2 difenil-amin - coloraie albastr - coloraie albastr antipirin-soluie 5% -coloraie rou carmin, - coloraie verde, nitrozonirto-antipirin antipirinic naftilamin+ac. sulfanilic - azocolorant rou 3Anion PO4 Reactiv AgNO3 - pp. galben de Ag3PO4 solubil n NH3 BaCl2 -pp. alb de BaHPO4 FeCl3 -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 oxalic HO -CO - CO - OH C2O42- + 2H+ - acid tartric


72

HO - CO - CH(OH) - CH(OH) - CO - OH [(CHOH)2(COO)2]2- + 2H+ - acidul rodanhidric HS - 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 BaCl2 Clorura 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 AgNO3 Azotatul 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+ = Ag2CO3 Ag2CO3 + HOH = Ag2O + H2CO3 3. Reacia cu H2SO4 diluat Acidul 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 + HOH CO2 + 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 diluat Acidul 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 concentrat Acidul 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.


73

CH3COOH + C2H5OH

H2SO4

CH3COOC2H5 + HOH

3. Reacia cu FeCl3 Clorura feric, adugat la soluia unui acetat, produce o coloraie roiebrun, datorit formrii unei combinaii complexe, solubile, de clorur triferii-diolhexaacetic. 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 AgNO3 Acetatul 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 + Na2SO4 H2C2O4 CO + CO2 + HOH 2. Reacia cu AgNo3 Azotatul 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 BaCl2 Clorura de bariu, adugat la soluia unui oxalat, precipit oxalatul de bariu, alb. C2O4(NH4)2 + BaCl2 = BaC2O4+ 2NH4ClIV.4.4. IONUL TARTRAT - C4O6H42-

1. Reacia cu H2SO4 concentrat Acidul sulfuric concentrat, adugat peste acid tartric sau un tartrat solid, produce carbonizarea acestuia, iar acidul sulfuric se reduce la anhidrid sulfuroas. 2. Reacia cu AgNO3 Azotatul 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


74

IV.4.5. IONUL SULFOCIAN (RODANURA) - SCN-

1. Reacia cu AgNo3 Azotatul 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+ = AgSCN AgSCN + 2 NH4OH = [Ag(NH4)2]SCN + 2HOH AgSCN + 2SCN- = [Ag(SCN)3]22. Reacia cu Hg2(NO3)2 Azotatul 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)2 Prin 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)2 Hg(SCN)2 + 2SCN- = [Hg(SCN)4]24. Reacia cu Co(NO3)2 Azotatul de cobalt, formeaz cu rodanurile, rodanuri complexe, solubile, de culoare roz, care n prezena acetonei trece n albastru. 4SCN- + Co2+ = Co(SCN)425. Reacia cu CuSO4 Prin 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 SCNSub 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 SCNRodanurile sunt reduse sub aciunea Al, Zn, Mg metalic, n mediu acid astfel: 3KSCN + 4Al + 18HCl = 3KCl + 4AlCl3 + 3NH4Cl + 3H2S + 3CIV.4.6. TABEL RECAPITULATIV


75

Proprietile chimice ale anionilor grupei a IV-a analitice au fost sistematizate n urmtorul tabel: Anion CO32CH3COOC2O42C4O6H2-4 SCNReactiv H2SO4 CO2CH3COOH CO2+ CO, carbonizare +H2SO4 efervescen miros de oet la cald conc.COS - toxic AgNO3 AgCO3 - pp. pp. numai din Ag2C2O4 Ag2C4O6H4 AgSCN pp alb, se desc. n soluii conc. pp.alb pp.alb alb solubil timp, n Ag2O de acetat - pp solubil n solubil n n NH3 i pp. negru alb cristalin NH3 i NH3 i HNO3 n exces de HNO3 SCNBaCl2 BaCO3 - pp. BaC2O4 BaC4O6H4 alb cristalin pp.alb pp alb Acetat de plumb 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 + 2H3BO3 NaBO2 + 2HOH = NaOH + H3BO3


76

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 BaCl2 Clorura de bariu, formeaz cu soluiile de metaborai, un precipitat alb, de metaborat de bariu, solubil n acid azotic diluat. 2BO2- + Ba2+ = Ba(BO2)2 2. Reacia cu AgNO3 Azotatul 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 glicerin Pe 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)4 n 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 borax Prin 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 la cald la rece Culoarea perlei incolor incolor incolor incolor incolor opal alb email incolor incolor netransparent Elementul n flacr reductoare la cald la rece Culoarea perlei Hg, incolor incolor incolor albastr incolor incolor cenuie cenuie

Al, Sn, alcaline, Ti, SiO2 Ca, Sr, Ba,Mn, W Pb, Bi, Cd, Sb, Zn. Ag


77

albastr albastr verde albastr verde verde violet violet galben galben-verzui galben galben rou brun galben deschis brun galben galben deschis

Co Cu Cr Mn Mo Ni Fe Bi

albastr roie verde violet brun nchis verde roie

albastr roie verde violet verde verde verde galbenverde

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.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/ AgNO3 BaCl2 Pb(CH3COO)2 H2SO4 diluat Anion Clpp. alb solub. n NH3 pp. alb Br pp.glbui solub n NH3 pp. alb solub. la cald I pp. galben-deschis pp. galben solub. n NH3 solub. la cald 2SO4 pp. alb pp. alb solub. insolub. n n alcali acizi 2SO3 pp.alb solub. n exces pp. alb solub pp. alb degajare SO2 n acizi 2S2O3 pp. alb ce trece n negru, pp. alb pp. alb formare de solub n exces de sulf coloidal tiosulfat alb- glbui 2S Ag2S - pp. negru PbS - pp. negru degajare de H2S NO3 -


78

NO2PO43CO32CH3COO-

pp. galben solub. n NH3 pp. alb ce se nchide la culoare n timp -

-

-

pp. alb pp. alb solub n acid acetic -

C2O42C4O6H22-

SCNBO2-

Ag2C2O4 pp. alb solub n amoniac i acid azotic. Ag2C2O6H4 pp, alb solub n amoniac i acid azotic pp. alb solub n amoniac i n exces de rodanur pp. alb solub n amoniac i acid azotic

BaC2O4 pp.alb pp. alb -

pp. alb

degajare de NO degajare de CO2 punere n libertate ac. acetic cu miros caracteristic CO2 + CO la cald carbonizare -

pp. alb solubil pp. alb solubil n acid azotic 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 concentrat 1. 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 sulf Acest 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 SCNPentru 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.


79

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 deschis Acest 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


80

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 BaCl2 Dac 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.

Date post:	10-Jul-2015
Category:	Documents
Upload:	andrabuz
View:	2,085 times
Download:	7 times

Anionii, chimie anorganica

Documents