Содержание

Определение

Общие сведения

Классификация

Определение

Анио́н — это отрицательно заряженный ион.

Как известно из курса неорганической химии, к анионам отно­сятся отрицательно заряженные частицы, состоящие из «отдельных" атомов или групп атомов различных элементов. Эти частицы могут нести один или несколько отрицательных зарядов. В отличие от катионов, которые в большинстве своем состоят из одного атома, анионы могут иметь сложный состав, состоящий из нескольких атомов.

Общие сведения

Характеризуется величиной отрицательного электрического заряда; например, Cl− — однозарядный анион, а SO42− — двузарядный анион.

Все ионы - электрически заряженные частицы. Заряд в ионе возникает из-за того, что количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов становится разным.

В электрическом поле анионы перемещаются к положительному электроду — аноду.

Анионы имеются в растворах большинства солей, кислот и оснований, а также в кристаллических решетках соединений с ионной связью, в ионных жидкостях и в расплавах.

Анионы быстроподвижны. Средняя скорость их движения равна 1-2 см/сек. Подвижность отрицательно заряженного иона превосходит подвижность положительно заряженных ионов в сотни раз.

Отрицательные ионы образуются в газовой фазе при присоединении к частицам свободных электронов, причем нейтральные атомы могут присоединять не более одного электрона; отрицательные многозарядные одноатомные ионы в индивидуальном состоянии не существуют. Выделяющаяся при присоединении электрона к нейтральной частице энергия называется сродством к электрону. В газовой фазе ионы могут присоединять нейтральные молекулы и образовывать ион молекулярные комплексы.

Классификация

Общепринятой классификации анионов не существует. Разными авторами предложены различные системы классификации их.

В настоящем руководстве принята наиболее часто применяемая классификация, по которой все анионы делятся на три аналитические группы в зависимости от растворимости их бариевых и серебряных селей.

В данном случае групповыми реагентами являются растворимые соли бария и серебра.

К первой аналитической группе анионов относятся сульфат-ион SO42-, сульфит-ион SO32-, карбонат-ион СO32-, фосфат-ион РO43-, силикат-ион SiO3 2-.

Эти анионы образуют с катионом Ва2+ соли, мало растворимые в воде, но, за исключением сульфата бария, хороню растворимые в разбавленных минеральных кислотах. Поэтому выделить анионы этой группы в виде осадка групповым реагентом—хлоридом бария BaCl2 можно только в нейтральной или слабощелочной среде.

Анионы первой группы образуют с катионами серебра Ag+ соли, растворимые в разбавленной азотной кислоте, а сульфат серебра Ag2S04 растворим даже в воде.

Обнаружение анионов первой группы

Вначале исследуют раствор на присутствие анионов первой группы действием группового реагента (хлорида бария BaCl2). Для чего в пробирку к 3—5 каплям нейтрального или слабощелоч­ного раствора прибавляют 5—7 капель 0,5 н. раствора хлорида бария. Образование осадка указывает на присутствие анионов пер­вой группы.

Обнаружение сульфат-ионов SO42-. К 4—5 каплям анализируе­мого paствopa прибавить 6—8 капель 2 и раствора азотной кислоты и 3—4 капли 2 н раствора хлорида бария BaCl2. Образование осад­ка говорит о присутствии сульфат-иона.

Обнаружение сульфит-иона SO32-. В склянку прибора прилейте 4—5 капель анализируемого раствора, добавьте 2—3 капли раствора хлороводородной кислоты НС1. В ушко нихромовой про­волоки поместите каплю разбавленного раствора иода (подкрашен­ного крахмалом в синий цвет). Склянку закройте пробкой, имею­щей небольшую прорезь, и слегка нагрейте. При наличии сульфит-иона SO32- синяя капля через некоторое время обесцвечивается.

Обнаружение карбонат-иона СO32-. Если в анализируемом рас­творе обнаружен сульфит-ион SO32-, то его необходимо окислить в сульфат-ион SO4 2, прибавив к раствору 4—5 капель пероксида водорода (8—10%) и осторожно нагрев на водяной бане. После этого приступайте к обнаружению карбонат-иона, для чего в пробир­ку прибавьте 6—8 капель 2 н. раствора хлороводородной кислоты НС1 и выделяющийся газ СО2, пропустите через известковую воду. Помутнение последней в пипетке прибора укажет на присутствие карбонат-иона СO32-.

Обнаружение силикат-иона SiO32-. Возьмите пробирку и налей­те 6—8 капель анализируемого раствора, бросьте в нее несколько кристалликов хлорида аммония NH4C1 и слегка нагрейте. Образо­вание белого студенистого осадка поликремниевых кислот говорит о наличии аниона SiO32-.

Обнаружение фосфат-иона РO43-. Поместите в пробирку 7—8 ка­пель раствора молибдата аммония (NH4)2Мо04 и 6—7 капель 6 н. раствора азотной кислоты НNO3.

К полученной смеси прилейте 5—6 капель анализируемого раствора и слегка нагрейте.

В при­сутствии фосфат-иона РO43- появляется желтый осадок молибдофосфата аммония.

Ко второй аналитической группе анионов относятся хлорид-ион С1-, бромид-ион Вг- , иодид-ион I-, и сульфид-ион S2-.

Эти анионы образуют с катионом Ag+ соли, нерастворимые в воде и разбавленной азотной кислоте. Групповым реагентом на анионы второй группы является нитрат серебра AgN03 в присут­ствии азотной кислоты HNO3. Хлорид бария BaCl2 с анионами вто­рой группы осадков не образует.

Обнаружение анионов второй группы

Предварительно опреде­ляют присутствие анионов второй группы. С этой целью к 2—3 кап­лям испытуемого раствора добавьте 3—4 капли 2 н. раствора азот­ной кислоты HNO3 и 2—3 капли раствора нитрата серебра AgN03 — группового реагента. Выпадение осадка указывает на наличие анионов второй аналитической группы. Если при этом осадок черного цвета, то что говорит о присутствии сульфид-иона S2-. Добившись полного осаждения, осадок отцентрифугируйте и промой­те его дистиллированной водой.

Растворение хлорида серебра и обнаружение хлорид-иона С1-. Полученный осадок, который может содержать AgCl, AgBr, Agi2 и Ag2S, обработайте 1—2 мл 12-процентного раствора карбоната аммония (NН4)2СОз или таким же количеством реактива Фаургольта. При этом хлорид серебра перейдет в раствор в виде комплексной соли диаминоаргентахлорида [Ag(NН3)2С1]. Осадок отделите цен­трифугированием. Центрифугат разделите на две части. К первой части прибавьте несколько капель азотной кислоты, ко второй— иодида калия. Помутнение раствора в первой и более интенсивное выпадение осадка во второй части указывает на присутствие хло­рид-иона.

Растворение бромида и иодида серебра и обнаружение бромид-и иодид-ионов. К осадку после отделения хлорид-иона добавьте 4—5 капель 2 н. раствора серной кислоты Н2SО4, и небольшое коли­чество цинковой пыли. Содержание пробирки нагрейте на водяной бане до полного прекращения выделения газа. Осадок отцентрифугируйте (избыток цинка и свободное cеребро). К центрифугату, содержащему бромид и иодид-ионы, добавьте несколько капель хлорной воды и бензола. Смесь встряхните. По изменению окраски раствора сделайте заключение о наличии бромид- и иодид-ионов.

К третьей группе анионов относятся нитрат-ион NO3-, нитрит-нон NO2-, ацетат-ион CH3COO- .

Катионы бария Ва+ и серебра Ag+ с аннонами этой группы осадков не образуют. Группового реаген­та на анионы третьей группы нет.

Обнаружение анионов третьей группы

При наличии в испыту­емом растворе сульфид-иона S2- его необходимо предварительно удалить действием сульфата цинка ZnS04.

Обнаружение нитрит-иона NO2- . Возьмите 5—6 капель испыту­емого раствора, добавьте 2—3 капли 2 н. раствора серной кислоты H2S04, 4—5 капель 10-процентного раствора иодида калия KI и несколько капель крахмального клейстера. Полученную смесь перемешайте. В присутствии нитрит-иона NO2- появляется интен­сивно-синее окрашивание раствора.

Обнаружение нитрат-иона NO3- в присутствии нитрит-иона NO2- . При наличии нитрит-иона его необходимо, предварительно удалить. Для этого в пробирку поместите 5—6 капель анализируемого раст­вора, добавьте несколько кристалликов хлорида аммония NН4Cl и нагрейте до прекращения выделения газа (N2). Возьмите 2—3 кап­ли раствора дифениламина в концентрированной серной кислоте и поместите их на фарфоровую пластинку или предметное стекло. Туда же внесите на кончике стеклянной палочки небольшое коли­чество анализируемого раствора и перемешайте. В присутствии нит­рат-иона NO3- появляется интенсивно-синее окрашивание.

Обнаружение ацетат-иона СН3СОО- производится частными реакциями.

Источники

Современная кристаллография, т. 2, М., 1979; Смирнов Б. М., Комплексные ионы, М., 1983;

Крестов Г. А., Термодинамика ионных процессов в растворах, 2 изд., Л., 1984;

Киперт Д., Неорганическая стереохимия, пер. с англ., М., 1985. С. И. Дракин

Логинов Н.Я. и др. «АНАЛИТИЧЕСКАЯ химия». – М.: Просвещение. 1975.

Полеес М.Э. и др. АНАЛИТИЧЕСКАЯ химия». – М.: Медицина. 1987.

Опубликовано на forexAW.com: Понедельник, 1 Февраль, 2010 года — 20:47.

Последнее редактирование: Пятница, 18 Май, 2012 года — 23:39.