Analiza jakościowa w chemii nieorganicznej – aniony Podział anionów na grupy analityczne wg. Bunsena: Równania reakcji anionów w analizie: grupa I anionów, grypa II anionów, grupa III anionów, grupa IV anionów, grupa V anionów, grupa VI i VII anionów.

Podział anionów na grupy analityczne wg. Bunsena Grupa Aniony Zachowanie anionów względem odczynników grup. - 0,1 mol/dm3 roztwory AgNO3 i BaCl2 I Clˉ, Brˉ, Iˉ, SCNˉ, [Fe(CN)6]4ˉ, [Fe(CN)6]3ˉ jony Ag+ biały, żółty lub pomarańczowy osad nierozpuszczalny w HNO3 jony Ba2+ brak osadu II S2ˉ, NO2ˉ, CH3COOˉ jony Ag+ czarny lub biały osad rozpuszczalny w HNO3

Podział anionów na grupy analityczne wg. Bunsena / cd Grupa Aniony Zachowanie anionów względem odczynników grup. - 0,1 mol/dm3 roztwory AgNO3 i BaCl2 III SO32ˉ, CO32ˉ, BO2ˉ, C2O42ˉ, C4H4O62ˉ jony Ag+ biały osad rozpuszczalny w HNO3 jony Ba2+ biały osad rozpuszczalny w HNO3 IV S2O32ˉ, CrO42ˉ, AsO43ˉ, PO43ˉ jony Ag+ barwny osad rozpuszczalny w HNO3 jony Ba2+ barwny osad rozpuszczalny w HNO3 V NO3ˉ, ClO3ˉ, MnO4ˉ jony Ag+ brak osadu jony Ba2+ brak osadu

Podział anionów na grupy analityczne wg. Bunsena / cd Grupa Aniony Zachowanie anionów względem odczynników grup. - 0,1 mol/dm3 roztwory AgNO3 i BaCl2 VI SO42ˉ, Fˉ jony Ag+ brak osadu jony Ba2+ biały osad nierozpuszczalny w HNO3 VII SiO32ˉ, WO42ˉ jony Ag+ żółty osad rozpuszczalny w HNO3 jony Ba2+ biały osad rozpuszczalny w HNO3. Przy odparowaniu ze stężonym HCl wytrąca się nierozpuszczalny osad

Równania reakcji anionów - grupa I Cl- / AgNO3: wytrąca się biały serowaty osad, pod wpływem światła ciemnieje, nierozpuszczalny w HNO3, osad jest rozpuszczalny w wodnych roztworach amoniaku, cyjanku potasu, tio(-II)siarczana(VI) sodu: Ag+ + Cl-  AgCl↓ AgCl(s) + 2 NH3(aq) ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl- AgCl(s) + 2 CN-  [Ag(CN)2]- + Cl- AgCl(s) + 2 S2O32-  [Ag(S2O3)2]3- + Cl-

Równania reakcji anionów - grupa I Br - / AgNO3: wytrąca się żółtawy osad nierozpuszczalny w HNO3, osad jest (trudniej niż AgCl) rozpuszczalny w wodnych roztworach amoniaku, cyjanku potasu, tio(-II)siarczana(VI) sodu – patrz Cl-: Ag+ + Br -  AgBr↓ Br- / Cl2(aq): wolny brom rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym np. chloroformie - CHCl3 lub tetrachlorku węgla - CCl4 dodanym do probówki barwiąc go na żółto, natomiast przy większych stężeniach na brązowo: 2 Br- + Cl2(aq)  Br2 + 2 Cl-

Równania reakcji anionów - grupa I / cd I- / AgNO3: wytrąca się żółty / pomarańczowy osad, nierozpuszczalny w HNO3, osad jest rozpuszczalny w wodnych roztworach amoniaku, cyjanku potasu, tio(-II)siarczana(VI) sodu – patrz Cl-: Ag+ + I-  AgI↓ I- / Pb(NO3)2: wytrąca się żółty osad w formie złocistych blaszek / płytek , osad rozpuszcza się po ogrzaniu, ponownie wytrąca się po schłodzeniu: 2 I- + Pb2+  PbI2↓

Równania reakcji anionów - grupa I / cd I- / Cl2(aq) : wolny jod, rozpuszcza się z fioletowym zabarwieniem w CHCl3 lub w CCl4 dodanym do probówki: 2 I- + Cl2(aq)  I2(s) + 2 Cl- I- / HgSO4; wytrąca z roztworów zawierających ceglastoczerwony osad , rozpuszczalny w nadmiarze I- z utworzeniem bezbarwnego jonu kompleksowego tetrajodortęcianowego(II) [HgI4]2-: 2 I- + Hg2+  HgI2↓ HgI2(s) + 2 I-  [HgI4]2-

Równania reakcji anionów - grupa I / cd SCN - / FeCl3: powstający roztwór w środowisku kwasowym przyjmuje krwistoczerwone zabarwienie: 3 SCN- + Fe3+  Fe(SCN)3 [Fe(CN)6]3ˉ / FeCl2 / środowisko kwasowe: wytrąca się ciemnobłękitny osad heksacyjanożelazianu(III) żelaza(II) – błękit Turnbulla: 2 [Fe(CN)6]3ˉ + 3 Fe2+  Fe3[Fe(CN)6]2↓ [Fe(CN)6]4ˉ / FeCl3 : wytrąca się nierozpuszczalny ciemnogranatowy osad heksacyjanożelazianu(II) żelaza(III) – błękit pruski / berliński : 3 [Fe(CN)6]4ˉ + 4 Fe3+  Fe4[Fe(CN)6]3↓

Równania reakcji anionów - grupa II S2- / AgNO3: wytrąca się czarny osad rozpuszczalny w mocnych kwasach (H2SO4,), wydziela się gaz o woni siarkowodoru – zepsutych jaj, bibuła nasączona roztwoerm (CH3COO)2Co pod wpływem H2S barwi się na kolor żółty: S2- + 2 Ag+  Ag2S↓ Ag2S + 2 H+  2 Ag+ + H2S↑ Co2+ + H2S(g)  CoS↓ + 2 H+ S2- / Na2[Fe(CN)5NO] – nitroprusydek sodu, otrzymany roztwór w środowisku zasadowym przyjmuje czerwonofioletowe zabarwienie: S2- + [Fe(CN)5NO]2-  [Fe(CN)5NOS]4-

Równania reakcji anionów - grupa II / cd NO2- / H2SO4 w warunkach tlenowych: wydziela się brunatny gaz o nieprzyjemnej woni – tlenek azotu(IV): 3 NO2- + 2 H+ + O2 NO3- + 2 NO2↑ + H2O NO2- / FeSO4(s) + H2SO4: rekcja obrączkowa, w trakcie dodawania kwasu po ściance probówki na granicy zetknięcia się roztworów powstaje brunatna obrączka: NO2- + FeSO4(s) + 2 H+ + 4 H2O  [Fe(H2O)5NO]2+ + SO42- CH3COO- / H2SO4: po dodaniu do rozcieńczone roztworu kwasu i ogrzaniu wyczuwalny jest charakterystyczny zapach kwasu octowego / etanowego: CH3COO- + H+  CH3COOH↑ T

Równania reakcji anionów - grupa II / cd CH3COO- / KHSO4(s) – odparowany do sucha roztwór ucierany z KHSO4: wydziela się charakterystyczny zapach kwasu octowego / etanowego: CH3COO- + K+  CH3COOK(s) CH3COOK(s) + KHSO4(s)  CH3COOH↑ + K2SO4(s) T

Równania reakcji anionów - grupa III SO32- / SrCl2: wytrąca się biały sad, rozpuszczalny w kwasach z wydzieleniem bezbarwnego gazu o drażniąco-duszącej woni: SO32- + Sr2+  SrSO3↓ SrSO3(s) + 2 H+  Sr2+ + SO2↑ + H2O SO32- / mocne kwasy (HCl, H2SO4): wydzielanie się bezbarwnego gazu o drażniąco-duszącej woni: SO32- + 2 H+  SO2↑+ H2O SO32- / KMnO4(aq) w środowisku kwasowym: odbarwienie się roztworu KMnO4 – bezbarwny lub bladoróżowy (środowisko: zasadowe – zielony, obojętne – brunatny): 5 SO32- + 2 MnO4- + 6 H+  5 SO42- + 2 Mn2+ + 3 H2O

Równania reakcji anionów - grupa III / cd CO32- / AgNO3: wytrąca się biały osad, po ogrzaniu rozkłada się z powstaniem brunatnego osadu: CO32- + 2 Ag+  Ag2CO3↓ Ag2CO3(s) Ag2O(s) + CO2↑ CO32- / BaCl2: wytrąca się biały osad, rozpuszczalny w kwasach mineralnych i octowym z wyjątkiem H2SO4: CO32- + Ba2+  BaCO3↓ BaCO3(s) + 2 H+  Ba2+ + CO2↑ + H2O CO32- / kwasy: wydzielanie bezbarwnego gazu powodującego zmętnienie wody wapiennej lub barytowej: CO32- + 2 H+  CO2↑ + H2O Ba2+ + 2 OH- + CO2(g) BaCO3↓ + H2O T

Równania reakcji anionów - grupa III / cd C2O42- [-OOC-COO-] / AgNO3: wytrąca się biały serowaty osad, rozpuszczalny w HNO3 i wodzie amoniakalnej, : C2O42- + 2 Ag+  Ag2C2O4↓ Ag2C2O4 + 2 H+  2 Ag+ + HCOO-COOH Ag2C2O4(s) + 4 NH3(aq) ↔ 2 [Ag(NH3)2]+ + C2O42- C2O42-/ BaCl2 lub CaCl2:wytrąca się biały osad, rozpuszczalny w HNO3 - patrz szczawian srebra, nierozpuszczalny w kwasie octowym / etanowym: C2O42- + Ba2+  BaC2O4↓ C2O42-/ KMnO4(aq): w środowisku kwasowym: odbarwianie roztworu KMnO4 i wydzielanie się bezbarwnego gazu; 5 C2O42- + 2 MnO4- + 16 H+  2 Mn2+ + 10 CO2↑ + 8 H2O T

Równania reakcji anionów - grupa III / cd C4H4O62ˉ [-OOC-CH(OH)-CH(OH)-COO-] / stężony H2SO4 rozkłada winiany zwęglając je – stopniowe brunatnie do barwy czarnej i pojawienie się zapach karmelu. Odparować do sucha parę cm3 badanej próbki, a następnie dodać kilka kropel stężonego H2SO4. BO2ˉ / CH3-OH + H2SO4: powstający ester metylowy kwasu ortoborowego(III) spala płomieniem o barwie zielonej. Odparować do sucha kilka cm3 próbki, po ochłodzeniu dodać kilka kropli stężonego H2SO4 i około 1 cm3 metanolu. Mieszaninę należy wymieszać i zapalić. BO2- + H2O ↔ HBO2 + OH- ; HBO2 + H2O ↔ H3BO3 H3BO3 + 3 CH3-OH  B(O-CH3)3 + 3 H2O H2SO4

Równania reakcji anionów - grupa IV S2O32ˉ / AgNO3: wytrąca się biały osad, który szybko żółknie i czernieje, rozpuszcza się w nadmiarze S2O32-: 2 Ag+ + S2O32-  Ag2S2O3↓ Ag2S2O3(s) + H2O  Ag2S↓ + 2H+ + SO42- Ag2S2O3(s) + 3 S2O32-  2 [Ag(S2O3)2]3- S2O32ˉ / BaCl2: wytrąca się biały krystaliczny osad, rozpuszczalny w gorącej wodzie oraz rozcieńczonych kwasach HCl i HNO3: S2O32- + Ba2+  BaS2O3↓ BaS2O3 + 2 H+  Ba2+ + H2S2O3 S2O32ˉ / kwasy: mętnienie roztworu, wytrącenie siarki koloidalnej: S2O32- + 2 H+  S↓ + SO2↑ + H2O T T

Równania reakcji anionów - grupa IV/ cd PO43ˉ / AgNO3: wytrąca się żółty osad: 3 Ag+ + PO43-  Ag3PO4↓ PO43ˉ / BaCl2 w wody amoniakalnej: wytrąca się biały bezpostaciowy osad: 3 Ba2+ + 2 PO43-  Ba3(PO4)2↓ PO43ˉ / (NH4)2MoO4 w nadmiarze HNO3: wytrąca się na zimno jasnożółty krystaliczny osad molibdoortofosforanu(V) amonu: PO43- + 3 NH4+ + 12 MoO42- + 24 H+   (NH4)3[P(Mo3O10)4]↓ + 12 H2O PO43ˉ / MgCl2, NH3∙H2O i NH4Cl: wytrąca biały krystaliczny osad; PO43- + Mg2+ + NH4+  Mg(NH4)PO4↓

Równania reakcji anionów - grupa IV/ cd CrO42ˉ / rozcieńczony H2SO4: zmiana barwy z żółtej na pomarańczową, dodanie zasady – powrót do barwy żółtej: 2 CrO42- + 2 H+  Cr2O72- + H2O Cr2O72- + 2 OH-  2 CrO42- + H2O AsO43- / AgNO3: wytrąca czekoladowobrunatny osad: AsO43- + 3 Ag+  Ag3AsO4↓

Równania reakcji anionów - grupa V NO3ˉ / FeSO4 w środowisku H2SO4: zmiana barwy roztworu na kolor brunatny, przy dodawaniu po ściance probówki pojawia się brunatna obrączka: 2 NO3- + 6 Fe2+ + 6 H+  6 Fe3+ + 3 H2O + 2 NO Fe3+ + 5 H2O + NO  [Fe(H2O)5NO]2+ ClO3- / Zn: cynk w środowisku kwasowym lub zasadowym redukuje anion chloranu(V) do anionu chlorkowego, który wytrąca się Ag+: ClO3- + 3 Zn + 6 H+  3 Zn2+ + Cl- + 3 H2O ClO3- + 3 Zn + 6 OH-  3 ZnO22- + Cl- + 3 H2O Cl- + Ag+  AgCl↓

Równania reakcji anionów - grupa V / cd ClO3- / KI: w środowisku kwasowym, wydziela się jod, który wykrywa się skrobią – granatowe zabarwienie: ClO3- + 6 I- + 6 H+  Cl- + 3 I2 + 3 H2O MnO4- / FeSO4 lub Na2SO3 : w środowisku obojętnym, wytrąca się brunatny osad: MnO4- + 3 Fe2+ + 3 H2O  3 Fe3+ + MnO(OH)2↓ + 4 OH- 2 MnO4- + 3 SO32- + H2O  2 MnO2↓ + 3 SO42- + 2 OH- w przypadku zastosowania anionu siarczanowego(IV): środowisko kwasowe – zmiana barwy z fioletoworóżowej na bladoróżową lub całkowity zanik barwy - Mn2+, środowisko zasadowe - zmiana barwy z fioletoworóżowej na zieloną - MnO42-.

Równania reakcji anionów - grupa VI i VII SO42- / BaCl2: wytrąca się biały krystaliczny osad, nierozpuszczalny w kwasach nawet na gorąco: SO42- + Ba2+  BaSO4↓ F- / Fe(SCN)3: odbarw. krwistoczerwonego odczynnika: 6 F- + Fe(SCN)3 [FeF6]3- + 3 SCN- F- / stężony H2SO4: wydzielający się HF trawi krzemionkę: 2 F- + 2 H+  H2F2↑ SiO2 + 2 H2F2  SiF4↑ + 2 H2O SiO32- / AgNO3: wytrąca się żółty osad: SiO32- + 2 Ag+  Ag2SiO3↓ SiO32- / rozcieńcz. kwasy: wytrąca się galaretowaty osad: SiO32- + 2H+ + H2O  H4SiO4↓