анион

АНИОНДАРДЫҢ САПАЛЫҚ ТАЛДАУЫ
4.5.1. Аниондардың аналитикалық жіктеуі

Аниондарды талдау топтық реакциялардың көмегімен катиондарды
дәйекті бөлуге негізделген катиондардың талдауынан айтарлықтай
өзгешеленеді. Аниондардың көбісін анықтау үшін көбіне бөлшектеу
әдісі қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар, аниондардың тотығу-
тотықсыздану және комплекстеуші қасиеттері, олардың көбі олардың
арасындағы болатын реакцияларға байланысты катиондар болғанда
немесе олармен бірге бір ерітіндіде бола алмайды. Мысалы, S2- және
NO-; I- және H2AsO4-; I- және Cu2+.

Алайда аниондардың талдауын жеңілдету үшін әртүрлі
реактивтерді топтық ретінде қолдануға негізделген жіктеулер
ұсынылады. Бұл үшін барий және күміс тұздарының ерігіштіктерінің
айырмасын қолданады.

Бұл оқу құралында барлық аниондар екі аналитикалық топқа
бөлінеді: біріншісіне: суда жақсы еритін аниондар, барий тұздары
жатқызылды: Cl-, Br-, I-, S2", NO2-, NO-; екіншісіне — суда аз еритін
аниондар, барий тұздары: SO42-, SO32-, S2O32-, CO32-, PO43-, AsO43-, AsO33-

4.5.2. I аналитикалық топ аниондарының аналитикалық
реакциялары (Cl-, Br-, I-, S2-, NO2", NO3-)

Cl аниондарының реакциялары. Күміс нитратымен реакция AgNO3:

NaCl + AgNO3 = AgCl↓+ NaNO3 (4.158)
(KS(AgCl) = 1,78 ∙ 10-10),

AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O (4.159)

[Ag(NH3)2]Cl + HCl = AgCl^ + 2NH4Cl (4.160)

Ag еркін микрокристалдарының фотохимиялық бөлінуі нәтижесінде,

жарықта біртіндеп қараятын AgCl ақ сүзбелі тұнбасының түзілуі

байқалады. AgCl тұнбасы қышқылдарда ермейд, бірақ [Ag(NH3)2]+

комплекстіі катиондарының түзілуімен аммоний гидроксидінің көп

мөлшерінде оңай ериді. Алынған комплексті катион AgCl тұнбасының

бөлінуімен тотықтыру кезінде оңай ыдырайды. Тотықтырғыштардың

әсері:

10KCl + 2KMnO4 + 8H2SO4 =
= 5Cl2↑ + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O (4.161)

Cl2 қарағанда күштірек тотықтырғыштар (мысалы, KMnO4 және
PbO2) хлоридтерді еркін радикалдарға дейін тотықтырады. Осылай,
хлоридке KMnO4 әсер еткенде, қышқылды ортада KMnO4 ерітіндісінің
түссізденуі және газ түріндегі хордың өткір иісі пайда болады. Газ
түріндегі хлор бөлінуін растау үшін иодид-крахмалды қағаз
қолданылады. Хлор болғанда ол көк түске боялады (иодтың крахмалмен
реакциясы).

Br- аниондардың реакциялары. AgNO3 күміс нитратымен реакция:

KBr + AgNO3 = AgBi4- + KNO3 (KS(AgBr) = 5,3-10-13) (4.162)

AgBr + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr (4.163)
Бромид ерітінділеріне күміс нитраттары әсер еткенде, AgBr саоғыш
түсті сүзбелі тұнбасының пайда болуы байқалады. Тұнба азот
қышқылында ерімейді, аммиакта нашар ериді, натрий тиосульфатында
жақсы ериді.
Тотықтырғыштардың әсері:

2KBr + Cl2 = 2KCl + Br2↑ (4.164)

Br2 қарағанда күштірек тотықтырғыштар: KMnO4, PbO2, KClO3,
MnO2, Cl2 бромидтерді еркін бромға дейін тотықтырады. Бромионынан
тұратын ерітіндіге хлорлы су әсер еткенде, сарыға боялу байқалады.
Реакцияның сезімталдылығын арттыру үшін сумен араласпайтын
еріткіштің бірнеше тамшысын қосып (толуол, хлороформ және с.с.),
сілку қажет. Br2 болғанда, еріткіш қабаты сарғыш түске боялады

I- аниондарының реакциялары. AgNO3 күміс нитратымен реакция:

NaI + AgNO3 = AgI↓ + NaNO3 (KS(AgI) = 8,3- 10-17) (4.165)

HNO3, NH4OH ерімейтін және Na2S2O3 әлсіз еритін AgI сары
тұнбасының түзілуі байқалады.

Тотықтырғыштар әсері:

2KI + Cl2 = 2KCl + I2↓ (4.166)

2KI + Br2 = 2KBr + I2↓ 10KI (4.167)
+ 2KMnO4 + 8H2SO4 =

5I2↓ + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O (4.168)

Иодид ерітінділеріне тотықырғыштар әсер еткенде, еркін иод

бөлінеді. Реакцияны сумен араласпайтын органикалық еріткіштердің

қатысуымен орындағанда, реакцияның сезімталдылығы артады. Бұл

жағдайда, органикалық еріткіш қабаты өзіндік күлгін түске боялады.

Pb(NO3)2 қорғасын нитратымен реакция:

2NaI + Pb(NO3)2 = PbI2↓+ 2NaNO3 (4.169)

Қыздырған кезде оңай еритін PbI2 сары тұнбасының түзілуі
байқалады. Бұл ерітінді баяу салқындаған соң, ірі жылтыр алтын түсті
кристалдар пайда болады.

S2- аниондарының реакциялары. AgNO3 күміс нитратымен
реакция:

Na2S + 2AgNO3 = Ag2S↓ + 2NaNO3 (4.170)

Ag2S қара тұнбасы түзіледі. Қышқылдардың
әсері:

Na2S + H2SO4 = H2S↓ + Na2SO4 (4.171)

Сульфидтер тотыққанда, сасып кеткен жұмыртқаға тән өткір иісті газ
түріндегі күкіртті сутек H2S бөлінеді. Егер түтікшені қорғасын тұзының
ерітіндісне батырылған сүзгілеу қағазымен жапса, онда күкірт тек,
бөлінгенде, қағазда PbS қара дағы пайда болады:

Pb(CH3COO)2 + H2S = PbS↓ + 2CH3COOH (4.172) Cd(NO3)2
кадмий тұздарымен реакция:

Na2S + Cd(NO3)2 = CdS↓ + 2NaNO3 (4.173) CdS
ақсары түсті тұнбасының түзілуі байқалады.
Na2[Fe(CN)5NO] натрий нитропруссидімен реакция:

Na2S + Na2[Fe(CN)5NO] = Na4[Fe(CN)5NOS] (4.174)

Ерітінді өзіндік қызыл-күлгн түске боялады. Қышқылды ортада бояу
жоғалады.

Тотықтырғышпен реакция:

5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 = (4.175)
= 5S↓ + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

KMnO4 ерітіндісінің түссізденуі және еркін күкірттің түзілуі

нәтижесінде оның лайлануы байқалады.

NO3- аниондарының реакциялары. FeSO4 темір (И) сульфатымен
реакция:

2HNO3 + FeSO4 + 3H2SO4 = 3Fe2(SO4)3 + 4H2O + 2NO↑ (4.176)

FeSO4 + NO = [Fe(NO)SO4] (4.177)

Күшті қышқылды ортада темір (И) нитрат-ионын NO дейін
тотықсыздандырады, ол қоңыр түсті тұрақсыз нитрозильді комплекс
[Fe(NO)SO4] түзеді.

Мыс және күкірт қышқылымен реакция:

2HNO3 + 3Cu + 3H2SO4 = 3CuSO4 + 4H2O + 2NO↑ (4.178)

Қоспаны қыздырғанда, қоңыр газ —азот диоксидінің NO2 түзілуі
байқалады:

2NO + O2 = 2NO2
(4.179) Аммиакқа дейін тотықсыздандыру:

3NaNO3 + 8Al + 5NaOH + 18H2O =

= 3NH3↑ + 8Na[Al(OH)4] (4.180)

Аммиактың түзілуін өзіндік иісінен немесе ылғал фенолфталеинді

индикаторлық қағаздың қызаруы немесе Несслер реактивінің көмегімен

(сарғаю) байқауға болады.

Нитрит-ионына дейін тотықсыздандыру:

HNO3 + Zn + 2CH3COOH =

= HNO2 + Zn(CH3COO)2 + H2O (4.181)

Нитриттің түзілуі оның өзіндік реакциясымен расталады.
NO2- аниондарының реакциялары. Қышқылдардың әсері:

2NaNO2 + H2SO4 = 2HNO2 + Na2SO4 (4.182) 2HNO2 =
2NO2↑ + NOt + H2O (4.183)

Тұрақсыз азот қышқылының ыдырауы нәтижесінде қоңыр газдің NO2
түзілуі байқалады.

KI калий иодидімен реакция:

2HNO2 + 2KI + 2CH3COOH =

= I2↓ + 2CH3COOK + 2NO + 2H2O (4.184)

Иодид-ионның тотығуы нәтижесінде еркін иод түзіледі, ол
крахмалды қосқанда ерітіндіні қарқынды көк түске бояйды.

(H2NC6H4SO3H) сульфанил қышқылымен және а-нафтиламинмен
реакция (C10H7NH2): реакция нәтижесінде қызыл түске қатты боялған
органикалық азобояғыш түзіледі.

Қыздырумен азот қышқылын және нитриттерді жою: а)
аммоний тұздарымен

HNO2 + NH4Cl = N2↑ + 2H2O + HCl (4.185)
б) несепнәрмен

2NaNO2 + OC(NH2)2 + 2HCl =
= CO2t + 2N2↑ + 2NaCl + 3H2O (4.186)

Нитрит-иондарды нитрат иондарды анықтау алдында жояды.
І аналитикалық топ аниондар қоспасын талдау. Cl-, Br-, I-, S2-,
NO-, NO-, тұратын І аналитикалық топ аниондар қоспасын талдау
кезінде дәйекті түрде келесі операциялар орындалады:
■ рН ортаны анықтау. Егер ортаның рН 1—2 аспаса және күкіртті

сутектің иісі шықпаса, онда ерітіндіде де күкіртті сутектің иісі
шықпайды, онда қышқылды ортада ұшпалы қосылыстарды түзетін
NO2- және S2- иондарының, сондай ақ тотықтырғыш және
тотықсыздандырғыш аниондарының бірге болуы мүмкін емес;
■ қорғасын, кадмий тұздарының реакциялары немесе басқа
сипаттамалық реакциялар арқылы S2- иондарды анықтау [(4.170) —
(4.174) қар.];
■ калий иодидімен NO- иондарын анықтау [(4.182) теңдеу];
■ NO- иондарын анықтау— ерітіндіні аммоний тұздарымен немесе
несепнәрмен OC(NH2)2 қайнатумен NO- иондарын жойғаннан кейін
[(4.185) — (4.186) қар.];
■ никель сульфидімен тұндырумен S2- иондарын анықтау және бөліп
алу;
■ азот қышқылды ерітіндіде күміс сульфатының көмегімен Cl-, Brжәне
I- иондарын анықтау және бөліп алу. Әрі қарай тұнбаны дәйекті түрде
10%-дық (NH4)2CO3 (AgCl ерітеді) және 25%-дық NH4OH
(AgBr ерітеді) өңдейді. Алынған ерітінділерде оларды сипаттамалық
реакциялардың көмегімен ашады. I- ашу үшін ерітіндінің жеке
порцясын хлорлы сумен өңдейді және бөлінген иодты толуол немесе
хлороформмен бөліп алады.

4.5.3. II аналитикалық топ аниондарының аналитикалық
реакциялары (SO4-, SO32-, S2O32-, CO|-, PO43-, AsO43-,

AsO33-)

SO4 2- аниондарының реакциялары. BaCl2 барий хлоридімен реакция:

Na2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2NaCl (4.187)

Қышқылдар мен сілтілерде ерімейтін BaSO4 ақ кристалды тұнбасы
түзіледі.

Ca(NO3)2 кальций тұздарымен реакция

Na2SO4 + Ca(NO3)2 = CaSO4↓ + 2NaNO3 (4.188)

Микроскоптың заттық әйнегінде жүргізіледі. Сульфат-ионы болғанда,
ине шоғырлары түріндегі CaSO4 ∙ 2H2O гипсінің өзіндік кристалдары
түзіледі (4.4 сур. қар.).

Қорғасын тұздарымен реакция, мысалы Pb(NO3)2:

Na2SO4 + Pb(NO3)2 = PbSO4↓ + 2NaNO3 (4.189)

Аммоний ацетатында еритін ақ тұнба түзіледі. SO4 2аниондарының
реакциялары. BaCl2 барий хлоридімен реакциялар:

Na2SO3 + BaCl2 = BaSO3↓ + 2NaCl (4.190)

Қышқылдарда еритін BaSO3 ақ тұнба түзіледі. Қышқылдармен
реакция (HCl мысалында):

Na2SO3 + 2HCl = H2SO3 + 2NaCl (4.191) H2SO3 =

H2O + SO2t (4.192)

Қышқылдар құрғақ сульфиттерге әсер еткенде, SO2 (жанған
күкірттің) өзіндік өткір иісі пайда болады.

Тотықтырғыштармен реакция: а)
калий перманганатымен

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 8H2SO4 =

= 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 8H2O (4.193)
Калий перманганатыны ерітіндісінің түссізденуі байқалады; б)
иодпен

Na2SO3 + I2 + H2O = Na2SO4 + 2HI (4.194)

SO3 2- иондары болғанда, иод ерітіндісі түссізденеді. Реакцияны
крахмалдың қатысуымен жүргізбесе онда ол сезімталдау болады.

S2O3 2- аниондарының реакциялары. BaCl2 барий хлоридімен реакция:

Na2S2O3 + BaCl2 = BaS2O3↓ + 2NaCl (4.195)

BaS2O3 ақ тұнбасы түзіледі.Реакцияны жүргізгенде шамадан артық
қаныққан ерітінділер түзілуі мүмкін. Сондықтан тұнба түсуі үшін
түтікшенің қабырғаларын әйнек таяқшамен сүрту қажет.
Қышқылдармен реакция (мысалы, HCl):

Na2S2O3 + 2HCl = H2O + SO2t + S↓ + 2NaCl

(4.196)

Реакция барысында ерітіндінің лайлануы (еркін күкірттің бөлінуі)
және өткір иісті күкіртті газдың пайда болуы байқалады. Сұйытылған
ерітінділерде реакция баяу жүреді: 2 — >10 мин. AgNO3 күміс
нитратымен реакция:

Na2S2O3 + 2AgNO3 = Ag2S2O3↓+ 2NaNO3 (4.197)

Ag2S2O3 + H2O = Ag2S↓ + H2SO4 (4.198)

AgNO3 артық мөлшерімен Ag2S2O3 ақ тұнба пайда болады, ол күміс

тиосульфатының қара түсті Ag2S сульфидіне айналуының нәтижесінде

біртіндеп сарғаяды, содан соң қараяды. Иодпен реакция:

2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI (4.199)

Иод ерітіндісінің түссізденуі байқалады. Сезімталдығын арттыру
үшін реакцияны крахмалдың қатысуымен жүргізеді. Реакция сандық
талдауда қолданылады.

CO2- аниондарының реакциялары. BaCl2 барий хлоридімен реакция:

Na2CO3 + BaCl2 = BaCO3↓ + 2NaCl (4.200)

Қышқылдарда еритін BaCO3 ақ тұнба пайда болады. Қышқылдармен
реакция:

Na2CO3 + 2HCl = H2CO3 + 2NaCl (4.201)

H2CO3 = H2O + CO2↑ (4.202)

CO2 көпіршіктері бөлінеді (түссіз және иіссіз газ). CO2 анықтау үшін

алынған газды әкті су ерітіндісі Ca(OH)2 арқылы өткізеді. CO2 болғанда,

ерітіндінің лайлануы байқалады.

PO|- аниондарының реакциясы. BaCl2 барий хлоридімен реакция:

Na2HPO4 + BaCl2 = BaHPO4↓ + 2NaCl (4.203)

Қышқылдарда еритін BaHPO4 барий гидрофосфатының ақ тұнбасы
түзіледі.

Магнезиялық қоспамен реакция:

Na2HPO4 + MgCl2 + NH4OH =
= MgNH4PO4↓ + 2NaCl + H2O (4.204)
MgNH4PO4 кристалдық ақ тұнбаның түзілуі байқалады (4.5 сур. қар.).

Реакция фосфорды гравиметриялық сандық анықтау үшін
қолданылады.

(NH4)6Mo7O24 аммоний парамолибдатымен реакция:

7NaH2PO4 + 12(NH4)6Mo7O24 + 58HNO3 =

= 7(NH4)3[PMo12O40]↓ + 51NH4NO3 + 7NaNO3 + 36H2O (4.205)

Аммонидің молибдо- фосфатының (NH4)3[PMo12O40] сары ұсақ
кристалды тұнбасы түзіледі. Тұнба қыздырған кезде сілтілерде ериді.
Күшәның аниондары ұқсас реакцияларды [4.4.2 бөлімін, (4.68) теңдеуді
қар.] және кремний қышқылдарын береді.

AsO4 3- аниондарының реакциялары. Ортакүшәла қышқыл
тұздарының көбі — H3AsO4 (арсенаттар) суда ерімейді, сілтілі
элементтер мен аммоний тұздары ғана ериді. Ортакүшәнді қышқыл
әлсіз болып табылады (К1 = 5,6 ∙ 10-3, К2 = 1,7 ∙ 10-7, К3 = 2,95 ∙ 10-12) және
қышқылды (H2AsO-), бейтарап (HAsOf-) және күшті сілтілі

(AsO4-) орталарда бар, түрлі алмастыру деңгейімен тұздардың үш
қатарын түзеді.

Ортакүшәла қышқылы тотықтырғыш қасиеттерге ие. Ол
иодидионын, күкірт қышқылын, күкіртті сутекті тотықтырады.

Арсенаттарды табу реакцияларын 4.4.2 бөлім. қар.

AsO4 3- аниондарының реакциялары. Күшәланың қышқыл

тұздары (арсе ниттер), сілтілі элементтерді, аммоний мен магниді
қоспағанда, суда ерімейді. Қышқыл әлсіз және ортаның реакциясына
байланысты алмастырудың әртүрлі деңгейіндегі тұздарды түзеді.

Күшәланы қышқыл мен оның тұздары тотықсыздандырғыштар болып
табылады, мысалы, бейтарап ортада иодты иодидтерге дейін
тотықсыздандырады.

Арсениттерді анықтау реакциясын 4.4.2 бөл қар.
II аналитикалық топ анион қоспаларын талдау. SO2-, SO2-, S2Of-,
COf-, POf-, AsOf-, AsOf- тұратын, ІІ аналитикалық топ аниондары
қоспасын талдағанда дәйекті түрде келесі операциялар орындалады:

■ SO42- ашу және бөліп алуды проводят, ерітіндіге BaCl2 қосып
жүргізеді, қышқылдар мен сілтілерде ерімейтін BaSO4 тұнбаның
түзілуі сульфат-ионының болуын білдіреді [(4.187) теңдеу];

■ MgCl2 аммиак ерітіндісінің көмегімен PO43- және AsO4- иондарын
бөліп алу [(4.204), (4.69) теңдеуін қар.]. MgNH4PO4 және

MgNH4AsO4 түскен тұнбаларын центрифугалаумен бөліп алады.
Қалған ерітіндіден күміс нитраттарының реакциясымен [(4.65) қар.]

және сипаттамалық реакциялармен (4.59) —
иондарын анықтайды;

■ PO3- және AsО3−3 иондарын анықтау: тұнбаны (MgNH4PO4 және
MgNH4AsO4) HCl ерітеді, күшәнді (У) күшәнға (Ш) дейін KI
көмегімен тотықсыздандырады, экстракция немесе қайнатумен
түзілген иодты жояды, аммиак қосады. Егер MgNH4PO4 тұнбасы
қайта түзілсе, онда бастапқы ерітіндіде PO3—ион болады. Қалған
ерітіндіде AgNO3 немесе басқа сипаттамалық реакциялардың
көмегімен күшәнді ашады.