prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 1 DŮKAZY ANIONTŮ prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 2 Důkazy aniontů  není zde systém postupného dělení  důkazy jsou dostatečně selektivní  provedení reakcí:  neutrální roztok × kyselé prostředí  únik plynů: CO3 2-, SO3 2-, S2-, HS-, NO3 -, NO2  odstranění těžkých kovů:  varem s 1M Na2CO3  nerozpustné uhličitany, vznikají však nežádoucí změny a ztráty:  oxidace SO3 2-, S2-, NO2  adsorpce na sraženiny karbonátů: SO4 2-, PO4 2 únik těkavých kyselin po neutralizaci HNO3  pomocí iontoměničů – výměna za Na+  povařením s MgO: nelze požít pro důkazy PO4 2-, AsO4 2-, CO3 2- prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 3 Skupinové reakce aniontů A. srážecí: Ba2+, Ag+ ; rozpustnost = f(podmínek)  I. srážecí reakce Ba2+  Ba soli nerozpustné v silně kyselém prostředí 2M HCl, 2M HNO3 : SO4 2 Ba soli nerozpustné ve slabě kyselém prostředí 2M HAc : F-, CrO4 2-, SO3 2-, S2O3 2 Ba soli nerozpustné v neutrálním prostředí (voda) PO4 3- , AsO4 3-, CO3 2-, BO2 - prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 4 Skupinové reakce aniontů  II. srážecí reakce Ag+ (z neutrálního prostředí)  Ag soli nerozpustné ve 2M HNO3 Cl-, Br-, I-, SCN-, CN-, [Fe(CN)6]4-, [Fe(CN)6]3-, S2 Ag soli stálé jen v neutrálním prostředí, rozpustné v HNO3 CrO4 2-, SO3 2-, S2O3 2-, PO4 3-, AsO3 3-, AsO4 3-, CO3 2, BO2  Ag soli nerozpustné ve 2M NH3 Br-, SCN-, [Fe(CN)6]4-, I-, S2- prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 5 Skupinové reakce aniontů B. oxidačně-redukční: MnO4 -, I-, I2 ; barevné přechody  I. oxidační reakce manganistanu  odbarvení MnO4 - v kys. prostředí (1M H2SO4) působením iontů s redukčními vlastnostmi SO3 2-, S2O3 2-, AsO3 3-, S2-, [Fe(CN)6]4-, Br-, I-, CN-, SCN-, NO2         OHMnXHMnOXXenidyHa OHMnNOHMnONO OHMnCNFeHMnOCNFe OHMnSHMnOS OHMnAsOHMnOAsO OHMnSOHMnOOS OHMnSOMnOSO OHMneHMnO 2 2 24 2 2 342 2 23 64 4 6 2 2 4 2 2 23 44 3 3 2 22 44 2 32 2 22 44 2 3 2 2 4 82516210:log 325625 4585 8251625 325625 78101485 32525 58                 prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 6 Skupinové reakce aniontů  II. oxidační reakce jodu  odbarvení I2 v neutrálním nebo slabě alkalickém (pH < 9) prostředí, vratná reakce (NaHCO3 pevný) SO3 2-, S2O3 2-, AsO3 3-, S2-, [Fe(CN)6]4-, CN-, SCN             4 4 6 23 3 2 3 2 2 642 2 32 2 ,,, 22 22 MnOsjakoCNFeSAsOSO IICNICN antetrathionIOSIOS IeI prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 7 Skupinové reakce aniontů  III. redukční reakce jodidu  anionty s oxidačními vlastnostmi oxidují v kyselém prostředí jodid na jod → žluté, červenohnědé zbarvení roztoku, modré zbarvení škrobového roztoku CrO4 2-, Cr2O7 2-, AsO4 3-, S2-, [Fe(CN)6]3-, NO2       OHINOHINO ICNFeICNFe OHIAsOHIAsO OHICrHIOCr OHICrHICrO 222 2 4 6 3 6 22 3 3 3 4 22 32 72 22 32 4 22422 222 22 732146 8321662           prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 8 Selektivní reakce aniontů  I. skupina málo rozpustných Ba solí BaSO4 nerozpust. X BaS2O3 (rozklad → SO2, S – zákal) dělění: SrCl2 BaSO4, SrSO4 – důkaz SO4 2- heparovou reakcí prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 9 Skupina málo rozpustných Ba solí  SO4 2 sraženina za žáru s Mg → redukce  S2- - důkaz: PbAc (octan olovnatý) Na2Fe(CN)5NO (nitroprussid sodný)       . 4 5 22 5 prostřalkalickémvfialovéNOSCNFeSNOCNFe IIIIII   prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 10 Skupina málo rozpustných Ba solí  SO3 2 1) s malachitovou zelení a fuchsinem (činidlo dle Votočka) malachitová zeleň fuchsin odbarvení roztoku (pH 7-12) za vzniku sulfonanů  ruší: S2- a nadbytek (OH-) pH > 12 S2- se odstraní pomocí CdCO3, ZnCO3 prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 11 Skupina málo rozpustných Ba solí  2) s nitroprussidem zinečnatým – důkaz v plynné fázi sulfitonitroprussid zinečnatý (červený, málo rozpustný)  ruší:  maskování: HgCl2  provedení: na filtračním papíře napojeném činidlem – nad kelímkem v parách. Nezreagovaný nitroprussid se odbarví v parách amoniaku → barva jen u produktu        3525 2232 2 3 2 SONOCNFeZnNOCNFeZn OHSOSOHHSO       2 2 2 32 SSOOS H prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 12 Skupina málo rozpustných Ba solí  S2O3 2 1) v kyselém prostředí rozklad:  2) s chloridem zinečnatým přechodné zbarvení neboť redukce FeIII → FeII  ruší: SCN-, SO3 2 3) jodozidová reakce – katalýza; v přítomnosti S2(obsažena v S2O3 2-) rychle probíhá:  ruší: SCN-, S2- (oddělení jako CdS, ZnS)   2232 32322 SOOHSOH sírakoloidníSSOHOSH      komplexufialovéhoroztokOSFeOSFe   32 2 32 3   2 64 22 32 3 222 OSFeOSFe   odbarvíseroztokčervenýINIazidsodnýN   232 223 prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 13 Skupina málo rozpustných Ba solí  F se ZrIV-chelátem s xylenovou oranží  stabilnější komplex Zr s ligandy F- → chelát se rozkládá → červeno fialový chelát → žluté uvolněné činidlo  obecně: využití F- jako silně komplex. ligandu prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 14 Skupina málo rozpustných Ba solí  SiO3 2 s molybdenanem amonným → molybdáto-křemičitá kyselina H4[Si(Mo3O10)4]  vznik v kyselém prostředí – žlutý roztok  vzorek však nejdříve zalkalizovat, aby byl dostatek monomerní kys. Si(OH)4  redukcí SnCl2, S2O3 2- → molybdenová modř – lze ji zoxidovat HNO3 na žlutou H4[Si(Mo3O10)4]  ruší: AsO4 3-, PO4 3- → molybdátofosforečná molybdátoarseničná prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 15 Skupina málo rozpustných Ag solí Rozpustných v 2 M HNO3  zbarvení solí: charakteristické  Ag2CrO4 – červenohnědý  Ag3AsO4 – čokoládově hnědý  Ag3PO4, AgAsO2 – žluté  AgBO2 – bílý  Ag2CO3 – nažloutlý neutrální, alkal., žlutý roz. kyselý, oranž.roz. interference (rušení): AsO4 3- x PO4 3- molybdenanem NH4 + AsO2 - (HNO3 konc.) → AsO4 3- rovněž OHOCrHCrO 2 2 72 2 4 22    alkalickékyseléOHCrOOHOCr   2 2 4 2 72 22 prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 16 Skupina rozpustných Ag solí v 2 M HNO3  CrO4 2-, Cr2O7 2 1) peroxidem vodíku (viz Cr3+), kyselé prostředí  2) s benzidinem → semichinon benzidinové modři  ruší: VO2 +, MoO4 2- a oxidační činidlo vůbec, kys. prostředí  3) s difenylkarbazidem → červenofialový chelát s CrIII, kyselé prostředí; extrakce do amylalkoholu  ruší: Hg2+, Fe3+, MoO4 2-, VO4 3 4) s kyselinou chromotropovou → fial.červený roztok v kyselém prostředí prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 17 Skupina rozpustných Ag solí v 2 M HNO3  PO4 3 1) s molybdenanem amonným → žlutá sraženina  x SiO3 2- (žlutý roztok) tetrakis-trimolybdátofosforečnan amonný  srážení za horka, kys. prostředí  ruší: AsO4 3 odstranění AsO4 3- redukcí Zn prachem na AsO3 3- a vysrážení H2S na As2S3     410334 OMoAsNH OHZnAsOHZnAsO 2 23 3 3 4 2   prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 18 Skupina rozpustných Ag solí v 2 M HNO3  AsIIIO2 - (AsIIIO3 3-)  1) redukcí SnCl2 – společná reakce s AsO4 3(Bettendorfova zkouška)  2) se sulfanem → As2S3 žlutý, AsV nereaguje!  AsVO4 3 1) redukcí SnCl2 – jako AsIII →hnědočerný elementární As  2) s molybdenanem amonným → žlutá sraženina v kys. prostředí HNO3  ruší: PO4 3-   ClOHSnClAsHClSnClAsO 2432832 2 2 6 02 42   ClOHSnClAsHClSnClAsO 68521652 2 2 6 02 4 3 4     410334 OMoAsNH prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 19 Skupina rozpustných Ag solí v 2 M HNO3 Rozlišení AsIIIO2 - x AsVO4 3- AgNO3 AsIIIO2 - : žlutá sraženina Ag3AsO3 rozpuštěné v HNO3 a NH3 AsVO4 3- : čokoládově hnědá sraženina Ag3AsO4 rozpuštěné v HNO3 a NH3 prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 20 As – toxicita, jedy, kriminalistika Společné reakce sloučenin arsenu – redukce na arsenovodík (arsin, arsan) AsH3  1) Marshova – Liebigova zkouška – oficiální důkaz    plynAsHZnZnAsAsAs SOHHIIIV 3 2,0 42 ,,    prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 21 As – toxicita, jedy, kriminalistika  2) Gutzeitova zkouška – AsH3  AsH3 barví papírek s AgNO3 žlutě (arsenid Ag3As) a posléze černá rozkladem 33333 36 HNOAsOHAgAgNOAsAg  prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 22 Skupina rozpustných Ag solí v 2 M HNO3  B(OH)4 boritanový anion: jednosytná kyselina pK = 10  1) plamenová zkouška–zelený plamen(λ=548,1 a 519,3 nm)  ruší: Cu2+  2) plamenová zk. těkavých esterů – zelený plamen  3) s kurkuminem (kurkumový papírek)  červený rozpustný komplex 1:1 ve slabě kys. prostředí (červenohnědé zbarvení papírku, slepý pokus – žlutá), kapka alkal. hydroxidu → temně zelená    423 OHHBOHOHB      OHHOCBOHHCOHB 2352523 33  prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 23 Skupina rozpustných Ag solí v 2 M HNO3  CO3 2 1) s minerálními kyselinami  ruší: SO3 2-, S2O3 2-, HS-, CN- → plyny  odstranění: rozklad kys. chromsírovou (K2CrO4 v H2SO4) → oxidace rušících aniontů na netěkavé soli (také KMnO4) OHCOHHCOHCO 223 2 3     OHBaCOOHBaCO 2322  prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 24 Skupina nerozpustných Ag solí v 2 M HNO3  v prostředí 2 M HNO3 se srážejí:  AgCl, AgSCN – bílá sraženina  AgBr – nažloutlá sraženina  AgI – žlutá sraženina  Ag2S – černá sraženina  Cl-, Br-, SCN- - stálé v H+, OH- prostředí  I- v H+oxidace → I2 (žlutá)  HS-, S2- - hydrolýza → H2S, polysulfidy  E0 – standardní potenciály redox. reakcí VIIVBrBrVClCl 58,02/,07,12/,36,12/ 222   prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 25 Skupina nerozpustných Ag solí v 2 M HNO3  Cl 1)  2) s Denigesovým činidlem (směs fenolu a anilinu)  v konc. H2SO4 se Cl oxiduje KMnO4 na Cl2  + kapka 1 M NaOH, kapka Denigesova činidla     2332 NHAgNHAgClAgClClAg  .2 28516102 22 2 224 iondisproporcOHClClOOHCl MnOHClHClMnO     prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 26 Skupina nerozpustných Ag solí v 2 M HNO3  také provedení s pipetkou: nad kelímkem pipetka s kapkou NaOH – absorbce Cl2 → ClO vyfouknout na kap. desku s Denigesovým činidlem  barví suchou část papíru hnědě, fialově  nepřecházejí na BrO-, IO- ! prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 27 Skupina nerozpustných Ag solí v 2 M HNO3  3) tvorba chromylchloridu  v bezvodém prostředí (konc. H2SO4) (červenohnědý, těkavý)  na papíře reakce s OHpapír se zbarví žlutě  ruší: NO2 -, NO3 - → NOCl OHClCrOOCrCl 222 2 72 324   OHClCrOOHClCrO 2 2 422 224       OHIBrCrHOCrIBr 222 32 72 732146   prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 28 Skupina nerozpustných Ag solí v 2 M HNO3  Br 1) oxidací na Br2 chloraminem T  Br2 – žluté, hnědé zbarvení roztoků – extrakce do chloroformu CHCl3  ruší: SCN-, I- (nadbytek)  v přítomnosti I- nejdříve oxidace na I2 (hnědé zbarvení vodné fáze – fialové v CCl3H), pak I2 → IO3 - (bezbarv.) a nakonec Br2 SCN- → (CN)2 – dikyan - jedovatý prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 29 Skupina nerozpustných Ag solí v 2 M HNO3  I 1) oxidací na I2 dusitanem sodným  důkaz I2: a) extrakce do CCl4 nebo CHCl3 – fial. roztok b) škrobovým roztokem – modrá c) jodido-škrob. papírek - modrá  ruší: S2O3 2 SCN 1) s chloridem železitým – v kyselém prostředí  ruší: F-, H2PO4 - (nadbytek) [FeNCS]2+ [Fe(NCS)2]+ čerev.komp.  HS-, S2 1) s Pb2+ →PbS  2) s nitroprussidem → [FeII(CN)5NOS]4- fialový kopmplex NOOHIHNOI   222 22 prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 30 Skupina aniontů NO3 -, NO2 -, ClO4  NO3 -, ClO4  v roztocích stálé oxidační vlastnosti, pouze soli v pevném stavu nebo koncentrované kyseliny  netvoří: komplexy, sraženiny  NO3 - analogie Na+ - rozpustné soli  ClO4 - velký objem, malý náboj, tvorba iontových asociátů s bazickými barvivy  NO2  oxidační vlastnosti ( 2 I- → I2)  vzdušným O2 se oxiduje na NO3 - prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 31 Skupina aniontů NO3 -, NO2 -, ClO4  NO3  1) s difenylaminem  modrý oxidační produkt (v konc. H2SO4)  ruší: NO2 -, CrO4 2-, MnO4 - (oxidační činidla), Fe3+, I-, IO3 (vyluč. I2)  2) tvorba azobarviva po redukci Zn na NO2  v prostředí HAc se NO3 - redukují prášk. Zn na NO2  důkaz diazotační a kopulační reakcí za vzniku azobarviva  ruší: NO2 - → odstraní se: a) močovinou v prostředí 1 M H2SO4 b) jodidem draselným v prostředí kys. octové (80%ní)   OHCONNHCOHNO 222222 22  OHINOHINO 222 22422   prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 32 Skupina aniontů NO3 -, NO2 -, ClO4 c) azidem sodným (slabě kys. prostředí) d) amonnými solemi (kys. prostředí) vedlejší reakce!!! : 3 HNO2 →  3) nitračními reakcemi – v kyselém protředí (v konc. H2SO4)  žluté až oranžové slouč. charakter. zápachu (nutné slepé zk.)  NO2 - NERUŠÍ – barví pouze H2SO4 oranžově  ruší: I- → odstranit srážením PbAc2  nitrace dalších sloučenin: kyselina fenolsulfonová, fenol 2,4-disulfonová, α-naftolsulfonová, α-naftylamin (červenofialový) pyrokatechin (zelený), m-fenylendiamin (žl.,červený), kys. chromotropová OHONNHNOHN 22223   OHNNONH 2224 2  OHNOHNO 23 2  prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 33 Skupina aniontů NO3 -, NO2 -, ClO4  4) redukční reakce – zinkem nebo Devardovou slitinou (Cu – Zn - Al) v alkalickém prostředí → NH3  ruší: NO2 -, CN přímý důkaz: nitrační reakce po odstranění halogenidů síranem stříbrným  postup při redoxních reakcích: a) pozitivní reakce s difenylaminem (důkaz oxididačních vlast.) b) redukcí Zn v OH- prostředí vzniká NH3 (důkaz dusíku) c) pomocí KI prověřit případnou přítomnost NO2 - a při pozitivní reakci je odstranit d) redukcí Zn v HAc převést NO3 - na HNO2 a NO2 - dokázat tvorbou azobarviva prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 34 Skupina aniontů NO3 -, NO2 -, ClO4  NO2  1) s KI – oxidace I- na jód  je to důkaz NO2 - vedle NO3  probíhá okamžitě na rozdíl od Cr2O7 2- nebo ClO3  2) s difenylaminem oxidace na d. modř  ruší: NO3 -, Cr2O7 2- aj.  3) s KMnO4 – redukce na Mn2+  nestáláOHNOHNOHNO 232 23  OHINOHINO 222 22422   OHMnNOHMnONO 2 2 342 325625   prof. Viktor Kanický, Analytická chemie I 35 Skupina aniontů NO3 -, NO2 -, ClO4  4) diazotačními reakcemi HNO2 spojenými s kopulacemi na azobarviva  diazotace  kopulace v H+ s aromatickým aminem