Анионы - это... Качественные реакции на анионы

Анионы - это составные части двойных, комбинированных, средних, кислых, основных солей. В качественном анализе каждый из них можно определить с помощью определенного реактива. Рассмотрим качественные реакции на анионы, используемые в неорганической химии.

Особенности анализа

Он является одним из важнейших вариантов идентификации веществ, распространенных в неорганической химии. Существует подразделение анализа на два компонента: качественный, количественный.

Все качественные реакции на анионы подразумевают идентификацию вещества, установление наличия в нем определенных примесей.

Количественный анализ устанавливает четкое содержание примесей и базового вещества.

Специфика качественного обнаружения анионов

Далеко не все взаимодействия можно использовать в качественном анализе. Характерной считается реакция, которая приводит к изменению окраски раствора, выпадению осадка, его растворению, выделению газообразного вещества.

Группы анионов определяют путем селективной реакции, благодаря которой можно обнаружить только определенные анионы в составе смеси.

Чувствительность - это наименьшая концентрация раствора, при которой определяемый анион можно обнаружить без его предварительной обработки.

Групповые реакции

Существуют такие химические вещества, которые способны при взаимодействии с разными анионами давать сходные результаты. Благодаря применению группового реактива можно выделять различные группы анионов, проводя их осаждение.

При проведении химического анализа неорганических веществ, в основном, проводят исследование водных растворов, в которых соли присутствуют в диссоциированном виде.

Именно поэтому анионы солей определяют путем их открытия в растворе вещества.

Аналитические группы

В кислотно-основном методе принято выделять три аналитические группы анионов.

Проанализируем, какие анионы можно определять, пользуясь определенными реактивами.

Сульфаты

Для их выявления в смеси солей в качественном анализе применяют растворимые соли бария. Учитывая, что сульфат-анионы - это SO4, краткое ионное уравнение происходящей реакции имеет вид:

Ba₂⁺+ (SO₄₎^2-= BaSO4

Полученный в результате взаимодействия сульфат бария имеет белый цвет, является нерастворимым веществом.

Галогениды

При определении анионов хлора в солях в качестве реактива используют растворимые соли серебра, так как именно катион этого благородного металла дает нерастворимый белый осадок, поэтому так определяют хлорид-анионы. Это далеко не полный перечень качественных взаимодействий, используемых в аналитической химии.

Помимо хлоридов, соли серебра используют также для выявления наличия в смеси йодидов, бромидов. Каждая из солей серебра, образующая соединение с галогенидом, имеет определенную окраску.

Например, AgI имеет желтый цвет.

Качественные реакции на анионы 1 аналитической группы

Сначала рассмотрим, какие в нее входят анионы. Это карбонаты, сульфаты, фосфаты.

Самой распространенной в аналитической химии, считается реакция на определение сульфат-ионов.

Для ее проведения можно воспользоваться растворами сульфата калия, хлорида бария. При смешивании между собой этих соединений образуется белый осадок сульфата бария.

В аналитической химии обязательным условием является написание молекулярных и ионных уравнений тех процессов, которые были проведены для выявления анионов определенной группы.

Если записывать полное и сокращенное ионное уравнение для данного процесса, можно подтвердить образование нерастворимой соли BaSO4 (сульфата бария).

При выявлении карбонат-иона в смеси солей используют качественную реакцию с неорганическими кислотами, сопровождающуюся выделением газообразного соединения – углекислого газа. Кроме того, при выявлении карбоната в аналитической химии также используется реакция с хлоридом бария. В результате ионного обмена выпадает белый осадок карбоната бария.

Сокращенное ионное уравнение процесса описывается схемой.

Ba+CO₃=BaCO₃

Хлорид бария осаждает карбонат-ионы в виде белого осадка, что используется в качественном анализе анионов первой аналитической группы. Иные катионы не дают такого результата, поэтому не подходят для определения.

При взаимодействии карбоната с кислотами краткое ионное уравнении имеет следующий вид:

2H⁺+CO₃^-=CO₂+H₂O

При выявлении фосфат-ионов в смеси также применяется растворимая соль бария. Смешивание раствора фосфата натрия с хлоридом бария приводит к образованию нерастворимого фосфата бария.

Таким образом, можно сделать вывод об универсальности хлорида бария, возможности его применения для определения анионов первой аналитической группы.

Качественные реакции на анионы второй аналитической группы

Хлорид-анионы можно обнаружить при взаимодействии с раствором нитрата серебра. В результате ионного обмена образуется творожистый белый осадок хлорида серебра (1).

Бромид этого металла имеет желтоватый цвет, а йодид отличается насыщенной желтой окраской.

Молекулярное взаимодействие хлорида натрия с нитратом серебра имеет следующий вид:

NaCl + AgNO₃=AgCl +NaNO₃

Среди специфических реактивов, которые можно использовать при определении в смеси иодид-ионов, выделим катионы меди.

KI + CuSO₄ = I₂ + K₂SO₄+ CuI

Данный окислительно-восстановительный процесс характеризуется образованием свободного йода, что и применяется в качественном анализе.

Силикат–ионы

Для обнаружения этих ионов используют концентрированные минеральные кислоты. Например, при добавлении к силикату натрия концентрированной соляной кислоты образуется осадок кремниевой кислоты, имеющий гелеобразный вид.

В молекулярном виде данный процесс:

Na₂SiO₃ + 2HCl = NaCl+ H₂SiO₃

Гидролиз

В аналитической химии гидролиз по аниону является одним из способов определения реакции среды в растворах солей. Для того чтобы правильно определить вариант протекающего гидролиза, необходимо выяснить, из какой кислоты и основания получена соль.

Например, сульфид алюминия образован нерастворимым гидроксидом алюминия и слабой сероводородной кислотой. В водном растворе этой соли происходит гидролиз по аниону и по катиону, поэтому среда нейтральна. Ни один из индикаторов не будет менять своей окраски, следовательно, путем гидролиза сложно будет провести определение состава данного соединения.

Заключение

Качественные реакции, которые используют в аналитической химии для определения анионов, позволяют получать в виде осадков определенные соли. В зависимости от того, анионы какой аналитической группы необходимо выявить, для эксперимента подбирается определенный групповой реактив.

Именно по этой методике проводят определение качества питьевой воды, выявляя, не превышает ли количественное содержание анионов хлора, сульфата, карбоната тех предельных допустимых концентраций, которые установлены санитарно-гигиеническими требованиями.

В условиях школьной лаборатории эксперименты, касающиеся определения анионов, являются одним из вариантов заданий исследовательского характера на практической работе. В ходе эксперимента школьники не только анализируют цвета получаемых осадков, но и составляют уравнения реакций.

Кроме того, элементы качественного анализа предлагаются выпускникам в итоговых тестах по химии, позволяют определить уровень владения будущими химиками и инженерами молекулярными, полными и сокращенными ионными уравнениями.