Главная подгруппа v группы (азот и фосфор)

I. Качественные реакции на катион аммония (NH₄ ⁺):

1) В « газовой камере» (ГФ) со щелочью:

Берут 2 часовых стекла. На верхнее стекло помещают красную лакмусовую бумажку, смоченную водой, а на нижнее стекло – 1 каплю растворара соли аммония и 1 каплю гидроксида натрия. Затем верхним стеклом накрывают нижнее и согревают ладонями: красная лакмусовая бумажка на верхнем стекле синеет.

а)на нижнем стекле протекает реакция:

t ⁰ NH₃^­

NH₄Cl + NaOH à NaCl + NH₄OH

H₂O

б)на верхнем стекле:

NH₃ + H₂O à NH₄OH

^{с лакмусовой бумажки}

NH₄OH ↔ NH₄ ⁺ + OH^-

^{процесс диссоциациикрасная лакм. бумажка синеет.}

2).С реактивом Несслера (смесь тетрайодомеркурата +2 калия и гидроксида калия):

Hg

NH₄Cl + 2K₂[HgI₄] + 4 KOH à [ O NH₂ ] I_¯ + 7 KI + KCl +3H₂O

Hg

_{желто-бурый осадок}

иодида оксодимеркураммония_.

▪ Реакцию проводят в вытяжном шкафу (соли ртути!): можно использовать пробирку с использованием кусочка ваты для закрывания или на часовом стекле капельным путем.

II. Качественные реакции на нитрит-анион (NО₂ ^-):

1) Взаимодействие солей азотистой кислоты с раствором ДФА (дифениламина). Появляется синее окрашивание.

▪ Реакцию проводить в вытяжном шкафу, в фарфоровой чашке. Приливают раствор ДФА по каплям.

2) Взаимодействие солей азотистой кислоты с более сильными кислотами: раствором серной или соляной кислот (реакция обмена):

2 NaNO₃ + H₂SO₄ à Na₂SO₄ + 2 HNO₂

2 HNO₂ à NO₂ ^­ + NO^­ + H₂O

^бурый

Образующаяся нестойкая азотистая кислота моментально разлагается и появляются бурые пары диоксида азота (оксида азота +4)

3) Реакция с антипирином (ГФ): в кислой среде образуется раствор изумрудно-зеленого цвета нитрозантипирина:

Н-C=== C-СН₃ O=N-C====C--СН₃

│ │_ + H—O—NO à │ │_ + H₂O

// \ / СН₃ // \ / СН₃

О N О N

│ │

С₆Н₅ антипирин С₆Н₅ нитрозантипирин

4) Взаимодействие с окислителями:

2KMnO₄ + 5 NaNO₂ + 3H₂SO₄ à 5NaNO₃ + 2 MnSO₄ + K₂SO₄ + 3 H₂O

MnO₄^- +8H⁺ + 5e à Mn²⁺ + 4 H₂O 2 в-ие, ок-ль

NO₂^- + H₂O - 2 e à NO₃^- + 2H⁺ 5 ок-ие, в-ль

2MnO₄^- +16H⁺ + 5NO₂^- + 5H₂O à 2Mn²⁺ + 8 H₂O + 5NO₃^-- + 10H⁺

Раствор перманганата калия обесцвечивается. Эта реакция применяется для отличия нитрит-аниона от нитрат-аниона и наоборот.

III. Качественная реакция на нитрат-анион (NО₃ ^-):

В неорганической химии применяют одну реакцию – с дифениламином (ДФА). В ней ДФА также вступает во взаимодействие с солями азотной

кислоты как и нитриты и появляется синее окрашивание. Далее для отличия этих двух ионов можно применить реакцию с антипирином ( для нитрат-анионов зеленого окрашивания не наблюдается) или реакцию с перманганатом калия. Нитрат-анион сам является окислителем и с перманганатом калия взаимодействия не будет.

IV. Качественная реакция на фосфат-анион (РО₄ ^3-):

1) Взаимодействие с магнезиальной смесью (MgSO₄ + NH₄OH + NH₄Cl) – выпадает белый кристаллический осадок – фосфат магния аммония, растворимый в кислотах и нерастворимый в растворе аммиака (ГФ):

+ NH₄Cl

Na₂HPO₄ + MgSO₄ + NH₄OH à MgNH₄PO_{4 ¯} + Na₂SO₄ + H₂O

_белый

Магнезиальная смесь состоит из раствора сульфата магния и буферной аммиачной смеси: раствора аммиака и хлорида аммония.

1) С нитратом серебра – выпадает желтый осадок фосфата серебра (ГФ):

Na₂HPO₄ + AgNO₃ à Ag₃PO_{4 ¯} + 2 NaNO₃ + HNO₃

▪ В дальнейшем (в аналитической химии), как для данного иона, так и для других ионов будут изучены и другие качественные реакции.

Тема календарно-тематического плана 2.1. р-Элементы

Главная подгруппа IV группы

I. Качественные реакции на карбонат (CO₃^2-) и гидрокарбонат (HCO₃^-)- анионы:

А) с соляной кислотой (сильными минеральными кислотами):

Na₂CO₃+2HCl àNaCl +CO₂^↑ +H₂O; NaHCO₃ + HClà NaCl + CO₂^↑ + H₂O

выделяются пузырьки углекислого газа, при пропускании которого через известковую воду или баритовую воду происходит ее помутнение, а затем просветление:

Са(ОН)₂ + СО₂ à CaCO₃ ↓ + H₂O

^{белый осадок карбоната кальция}

CaCO₃ + CO₂+H₂O à Ca(HCO₃)₂

^{гидрокарбонат кальция (раствор)}

13

Б) с насыщенным раствором сульфата магния:

Реакция идет в обычных Реакция идет только при нагревании

условиях: t ⁰

Na₂CO₃ +MgSO₄à MgCO₃ + Na₂SO₄ 2NаНСО₃ àNa ₂СО₃ +СО₂ + Н₂О

Na₂CO₃ +MgSO₄à MgCO₃ + Na₂SO₄

Эти анионы можно отличить друг от друга по реакции среды водного раствора с применением индикатора – фенолфталеина из-за разной силы гидролиза солей:

цвет фиолетовый бесцветный или розовый

(светлее, чем для карбонат аниона в солях)

Тема календарно-тематического плана 2.1. р-Элементы