Аніони - це
Аніони - це складові подвійних, комбінованих, середніх, кислих, основних солей. У якісному аналізі кожен із новачків можна визначити з допомогою певного реактиву. Розглянемо якісні реакції на аніони, що використовуються у неорганічній хімії.
Особливості аналізу
Він є одним із найважливіших варіантів ідентифікації речовин, поширених у неорганічній хімії. Існує підрозділ аналізу на два компоненти: якісний, кількісний.
Усі якісні реакцію аніони мають на увазі ідентифікацію речовини, встановлення наявності у ньому певних домішок.
Специфіка якісного виявлення аніонів
Не всі взаємодії можна використовувати у якісному аналізі. Характерною вважається реакція, яка призводить до зміни забарвлення розчину, випадання осаду, його розчинення, виділення газоподібної речовини.
Групи аніонів визначають шляхом селективної реакції, завдяки якій можна виявити лише певні аніони у складі суміші.
Чутливість - це найменша концентрація розчину, при якій визначається аніон можна виявити без попередньої обробки.
Групові реакції
Існують такі хімічні речовини, які здатні при взаємодії із різними аніонами давати подібні результати. Завдяки застосуванню групового реактиву можна виділяти різні групи аніонів, проводячи їхнє осадження.
При проведенні хімічного аналізу неорганічних речовин переважно проводять дослідження водних розчинів, в яких солі присутні в дисоційованому вигляді.
Саме тому аніони солей визначають шляхом їхнього відкриття в розчині речовини.
Аналітичні групи
У кислотно-основному методі прийнято виділяти три аналітичні групи аніонів.
Проаналізуємо, які аніони можна визначати, користуючись певними реактивами.
Для їх виявлення у суміші солей у якісному аналізі застосовують розчинні солі барію. Враховуючи, що сульфат-аніони - це SO4, коротке іонне рівняння реакції, що відбувається, має вигляд:
Отриманий у результаті взаємодії сульфат барію має білий колір, є нерозчинною речовиною.
Галогеніди
При визначенні аніонів хлору в солях як реактив використовують розчинні солі срібла, так як саме катіон цього благородного металу дає нерозчинний білий осад, тому так визначають хлорид-аніони. Це далеко не повний перелік якісних взаємодій, що використовуються в аналітичній хімії.
Крім хлоридів, солі срібла використовують також для виявлення наявності у суміші йодидів, бромідів. Кожна із солей срібла, що утворює з'єднання з галогенідом, має певне забарвлення.
Наприклад, AgI має жовтий колір.
Якісні реакції на аніони 1 аналітичної групи
Спочатку розглянемо, які до неї входять аніони. Це карбонати, сульфати, фосфати.
Найпоширенішою в аналітичній хімії вважається реакція на визначення сульфат-іонів.
Для її проведення можна скористатися розчинами сульфату калію, хлориду барію. При змішуванні цих сполук утворюється білий осад сульфату барію.
В аналітичній хімії обов'язковою умовою є написання молекулярних та іонних рівнянь тих процесів, які були проведені для виявлення аніонів певної групи.
Якщо записувати повне та скорочене іонне рівняння для цього процесу, можнапідтвердити утворення нерозчинної солі BaSO4 (сульфату барію).
При виявленні карбонат-іону у суміші солей використовують якісну реакцію з неорганічними кислотами, що супроводжується виділенням газоподібної сполуки – вуглекислого газу. Крім того, при виявленні карбонату в аналітичній хімії також використовують реакцію з хлоридом барію. Внаслідок іонного обміну випадає білий осад карбонату барію.
Скорочене іонне рівняння процесу описується схемою.
Хлорид барію тримає в осаді карбонат-іони у вигляді білого осаду, що використовується в якісному аналізі аніонів першої аналітичної групи. Інші катіони не дають такого результату, тому не підходять для визначення.
При взаємодії карбонату з кислотами коротке іонне рівняння має такий вигляд:
При виявленні фосфат-іонів у суміші також застосовується розчинна сіль барію. Змішування розчину натрію фосфату з хлоридом барію призводить до утворення нерозчинного фосфату барію.
Таким чином, можна зробити висновок про універсальність хлориду барію, можливість його застосування для визначення аніонів першої аналітичної групи.
Якісні реакції на аніони другої аналітичної групи
Хлорид-аніони можна виявити при взаємодії із розчином нітрату срібла. В результаті іонного обміну утворюється сирий білий осад хлориду срібла (1).
Бромід цього металу має жовтуватий колір, а йодид відрізняється насиченим жовтим забарвленням.
Молекулярна взаємодія хлориду натрію з нітратом срібла має такий вигляд:
Серед специфічних реактивів, які можна використовувати при визначенні суміші йодид-іонів, виділимо катіони міді.
Цей окисно-відновний процес характеризується утвореннямвільного йоду, що й застосовується у якісному аналізі.
Силікат-іони
Для виявлення цих іонів використовують концентровані мінеральні кислоти. Наприклад, при додаванні до силікату натрію концентрованої соляної кислоти утворюється осад кремнієвої кислоти, що має гелеподібний вигляд.
У молекулярному вигляді цей процес:
В аналітичній хімії гідроліз по аніону є одним із способів визначення реакції середовища у розчинах солей. Для того щоб правильно визначити варіант гідролізу, що протікає, необхідно з'ясувати, з якої кислоти і основи отримана сіль.
Наприклад, сульфід алюмінію утворений нерозчинним гідроксидом алюмінію та слабкою сірководневою кислотою. У водному розчині цієї солі відбувається гідроліз по аніону і катіону, тому середовище нейтральне. Жоден з індикаторів не змінюватиме свого забарвлення, отже, шляхом гідролізу складно буде визначити склад даного з'єднання.
Висновок
Якісні реакції, які використовують у аналітичній хімії для визначення аніонів, дозволяють одержувати у вигляді опадів певні солі. Залежно від цього, аніони якоїсь аналітичної групи необхідно виявити, для експерименту підбирається певний груповий реактив.
В умовах шкільної лабораторії експерименти щодо визначення аніонів є одним з варіантів завдань дослідницького характеру на практичній роботі. У ході експерименту школярі не тільки аналізують кольори опадів, що одержуються, але й складають рівняння реакцій.
Крім того, елементи якісного аналізу пропонуються випускникам у підсумкових тестах з хімії, що дозволяють визначити рівень володіння майбутніми хіміками та інженерами молекулярними, повними та скороченими іонними рівняннями.