Лекция 11. Анионы 2-ой аналитической группы

Общая характеристика анионов второй аналитической группы

Ко второй группе относятся анионы бескислородных кислот, дающие нерастворимые в воде и разбавленной азотной кислоте остатки солей серебра. Соли серебра в присутствии азотной кислоты являются групповым реактивом. Анионы 1 группы также дают осадки серебряных солей, но эти осадки растворимы в азотной кислоте, поэтому в ее присутствии осаждение серебряных солей анионов 1-ой группы не происходит.

Бариевые соли анионов 2-ой группы растворимы в воде, поэтому анионы 2-ой группы не осаждаются BaCl2 в отличие от анионов 1ой группы.

Применение в медицине и фармации солей анионов 2-ой аналитической группы

       Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов – хлорид натрия, калия, кальция – широко используются в виде инъекционных растворов при различных заболеваниях. Бромиды калия, натрия и аммония назначают в микстурах как успокаивающие и регулирующие деятельность ЦНС средства. Йодиды калия и натрия применяют в микстурах при заболеваниях щитовидной железы, бронхиальной астме, воспалительных процессах, грибковых заболеваниях. Элементарный йод применяют при заболеваниях щитовидной железы, атеросклерозе, как антисептическое и раздражающее средство, в виде раствора Люголя. Йодид калия используют при лечении заболевания горла.

Действие группового реактива

       Нитрат серебра в присутствии азотной кислоты осаждает из растворов осадки солей серебра с анионами 2-ой группы:

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

AgNO3+KCl→AgCl↓+KNO3

AgNO3+KBr→AgBr↓+KNO3

AgNO3+KI→AgI↓+KNO3

AgNO3+(NH4)2S→Ag2S↓+2NH4NO3

Осадки нерастворимы в азотной кислоте, лишь сульфид серебра растворяется в ней при нагревании. Осадок хлорида серебра хорошо растворим в аммиаке:

AgCl+2NH4OH→[Ag(NH3)2]Cl+2H2O

При подкислении раствора комплекс разрушается, и хлорид серебра снова выпадает в осадок:

[Ag(NH3)2]Cl+2HCl→ AgCl↓+2NH4Cl

Бромид серебра растворяется в аммиаке плохо, йодид серебра – нерастворим. Серебряные соли галогенпроизводных кислот растворяются в присутствии тиосульфата натрия, цианистого калия, образующих комплексные соединения  с солями серебра:

AgBr+Na2S2O3→Na[AgS2O3]+NaBr

AgI+2KCN→K[Ag(CN)2]+KI

       Осадок хлорида серебра растворяется также в карбонате аммония в отличие от бромида и йодида серебра. Такое различие в растворимости галогенидов серебра объясняется величиной их произведений растворимости (ПР(AgCl)=1,78*10-10, ПР(AgBr)=5,3*10-13, ПР(AgI)=8,3*10-17)

       Наиболее низкое значение ПР имеет йодид серебра, наиболее высокое – хлорид серебра, поэтому йодид серебра нерастворим в аммиаке и карбонате аммония, а бромид серебра плохо растворим в аммиаке и практически нерастворим в карбонате аммония. Реакция с карбонатом аммония позволяет открыть хлорид-ион в присутствии  йодид - и бромид-иона, для чего осадок галогенидов серебра обрабатывают раствором карбоната аммония. Фильтрат подкисляют азотной кислотой. В присутствии хлорид-ионов образуется обильный белый осадок хлорида серебра.

       Осадок сульфида серебра нерастворим в гидроксиде аммония, на холоду не растворяется в азотной кислоте. При нагревании с азотной кислотой происходит растворение осадка с выделением серы:

Ag2S+8HNO3→3S↓+2NO↑+6AgNO3+4H2O

Реакции хлорид-ионов

Реакция с окислителями. Под действием сильных окислителей  в кислой среде хлорид-ион способен окисляться до свободного хлора:

MnO2+2KCl+2H2SO4→Cl2↑+MnSO4+2H2O+K2SO4

Выделение свободного хлора легко обнаружить по запаху и по посинению йодид-крахмальной бумажки. В состав йодид-крахмальной бумажки входят йодид калия и крахмал. При действии элементарного хлора йодид-ион окисляется до элементарного йода, в присутствиии которого крахмал образует йод-крахмал синего цвета:

Cl2+2KI→I2+2KCl

Проведению реакции мешают бромид и йодид-ионы, которые окисляются до элементарных йода и брома. Для открытия хлорид-иона в присутствии ионов бромид и йодид можно применять реакцию с AgNO3, используя растворимость AgCl в карбонате аммония.

Реакции бромид-ионов

Реакция с хлорной водой:

Cl2+2KBr→Br2+2KCl

Окислители – перманганат калия, двуокись марганца, гипохлорид натрия, хлорная вода – в кислой среде способны окислять бромид ион до свободного брома. Выделение свободного брома можно обнаружить по побурению раствора или по окрашиванию в оранжевый цвет слоя хлороформа или бензола, добавленного к реакционной смеси. При избытке хлорной воды окраска слоя органического растворителя становится лимонно-желтой вследствие образования хлорида брома.

Реакция с фуксин-сернистой кислотой. Органический краситель фуксин при действии солей сернистой кислоты в кислой среде образует бесцветный продукт присоединения - фуксин-сернистую кислоту. При действии свободного брома на фуксин-сернистую кислоту образуется бромопроизводное фуксин-сернистой кислоты, имеющее красно-фиолетовый цвет. Реакция специфична и позволяет открывать очень малые количества бромид-иона в присутствии хлорид - и йодид-иона.  При проведении реакции предварительно окисляют бромид-ион подходящим окислителем. Выделяющиеся из реакционной смеси пары брома взаимодействуют с бумагой, смоченной раствором фуксин-сернистой кислоты, вызывая ее покраснение.

Реакции йодид-ионов

Реакция с солями свинца:

Pb(NO3)2+2KI→PbI2↓+2KNO3

Соли свинца осаждают желтый осадок йодида свинца, растворяющийся при нагревании в воде.

Реакция с серной кислотой:

2KI+H2SO4→2HI+K2SO4

8HI+H2SO4→4I2+4H2O+H2S

Концентрированная серная кислота способна окислять йодистоводородную кислоту до свободного йода, который окрашивает раствор в бурый цвет или выделяется в виде темно-серого осадка. При нагревании смеси йод улетучивается в виде фиолетовых паров. Если к реакционной смеси добавить эфир или хлороформ, происходит окрашивание слоя органического растворителя в характерный фиолетовый цвет.

Реакция с хлорной и бромной водой:

2KI+Cl2→I2+2KCl

Окислители окисляют йодид-ион до свободного йода. Йодид-ион окисляется легче бромид - и хлорид-иона, поэтому его окисление можно проводить перманганатом калия не только в кислой, но и в щелочной среде. Чаще всего для окисления йодид-иона используют хлорную или бромную воду.  С помощью хлорной воды можно обнаружить йодид - и бромид-ионы при совместном присутствии, используя более легкую окисляемость. Если к испытуемому раствору в присутствии серной кислоты и слоя хлороформа добавить небольшими порциями хлорную воду, то сначала происходит окисление йодид-иона до свободного йода и хлороформный слой окрашивается в фиолетовый цвет. При дальнейшем добавлении хлорной воды происходит окисление йода до йодноватой кислоты и фиолетовая окраска исчезает:

I2+5Cl2+6H2O→2HIO3+10HCl

Если в растворе присутствует бромид-ион, то происходит его окисление хлорной водой до свободного брома и хлороформный слой окрашивается оранжевый цвет. При дальнейшем прибавлении хлорной воды окраска хлороформного слоя становится желтой вследствие образования хлорида брома.

Реакция с нитрит-ионом6

2HI+2HNO2→I2+2H2O+2NO↑

Нитрит-ион способен окислять йодид-ион до свободного йода в присутствии серной, соляной и уксусной кислот. Окисление йодид-иона в среде уксусной кислоты нитрит - ионом является специфичным  и отличает йодид-ион от хлорид - и бромид-ионов. Выделение свободного йода легко обнаружить по посинению раствора крахмала.

Реакции сульфид-ионов

Реакция с кислотами:

Na2S+H2SO4→H2S↑+Na2SO4

Выделение сероводорода легко обнаружить по запаху или по почернению бумажки, смоченной раствором ацетата свинца:

Pb(CH3COO)2+H2S→PbS↓+2CH3COOH

Реакция с нитрозопентациано(2) ферратом натрия (нитропруссидом натрия)

Na2[Fe(CN)5NO]+Na2S→Na4[Fe(CN)5NOS]

Раствор окрашивается в красно-фиолетовый цвет вследствие образования комплекса.

Реакция с солями кадмия:

Na2S+CdCt2→CdS↓+2NaCl

Образуется желтый осадок сульфида кадмия.