background image

 

ANALIZA JAKOŚCIOWA 

Opracowanie: Krystyna Moskwa, Emil Zieliński 
 
 

 Reakcje anionów. 

Opis przebiegu mikroanalizy na aniony zostanie ograniczony tylko do najważniejszych jonów, ze 

względu na przeznaczenie skryptu dla studentów wydz. Odlewnictwa kirunek Metalurgia. Metoda półmikro 
oznaczania anionów nie przywiązuje dużego znaczenia do podziału na grupy, choć w metodzie makro 
znajduje ten sposób duże zastosowanie. Wykrywanie anionów można w zakresie przewidywanym 
ćwiczeniami ograniczyć do wykorzystania trzech odczynników analitycznych na aniony (azotan (V) srebra, 
azotan (V) baru i azotan (V) ołowiu (II)) oraz do reakcji specyficznych na poszczególne aniony. Omówione 
zostaną następujące aniony: Cl

-

, Br

-

, I

-

, S

2-

, CO

3

2-

, PO

4

3-

, NO

3

-

, SO

4

2-

 OH

-

, oraz marginesowo CrO

4

2-

 i 

MnO

4

2- 

Roztwór do badania na aniony powinien być odpowiednio przygotowany. Roztwory zasadowe i 

obojętne można badać wprost na aniony. W razie wykrycia w badanym roztworze kationu należącego do 
I, II, III lub IV grupy analitycznej należy go wytrącić przez dodanie odpowiedniej ilości roztworu węglanu 
sodu. Postępowanie to ma na celu usunięcie: 

1) barwnych kationów, które mogłyby utrudniać rozpoznanie zabarwienia osadów wytrącanych pod 

działaniem odczynników dodawanych w czasie badania na aniony, 

2) kationów, których sole mogą łatwo hydrolizować, 
3)kationów, które mogłyby dawać osady z anionami pochodzącymi z dysocjacji elektrolitu stosowanymi 

jako odczynnik. 

Powstający pod działaniem węglanu sodu osad węglanów należy, po sprawdzeniu, że dalsze porcje 

węglanu nie powodują wytrącenia (czyli wytrącenie było ilościowe), odwirować i przesącz zawierający sole 
sodowe nieznanych anionów zakwasić kwasem azotowym(V) w celu usunięcia jonów węglanowych. 

Dodawanie węglanu sodu, jak również kwasu azotowego(V) może nastąpić po uprzednim zbadaniu, 

czy jony tych odczynników nie znajdują się w pierwotnym roztworze. 

W wypadku zbyt silnego zakwaszenia kwasem azotowym(V) należy roztwór do badania na aniony 

zobojętnić wodorotlenkiem amonu. 
 

1. Reakcje anionu chlorkowego Cl-.  

Anion chlorkowy wystepuje w chlorkach i kwasie solnym. Chlorki są w wodzie rozpuszczalne z wyjątkiem 
AgCl, Hg

2

Cl

2

, PbCl

2

 
1.  
Azotan(V) srebra strąca z roztworów chlorków biały serowaty osad chlorku srebra roztwarzalny w 
amoniaku: 
 

NaCl + AgNO

3

 = AgCl

 + NaNO

3

  

lub jonowo:  Cl- + Ag+ = AgCl

 

 

AgCl + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Cl- 

 
2. 
Azotan(V) baru Ba(NO

3

)

2

  nie wytrąca osadów z roztworów chlorków. 

 
3. 
Azotan(V) ołowiu(II)  wytrąca z niezbyt rozcieńczonych soli chlorkowych biały krystaliczny osad chlorku 
ołowiu(II) rozpuszczalny w gorącej wodzie: 
    

2NaCl + Pb(NO

3

)

2

 = PbCl

2

 

 + 2NaNO

3

  

 

lub jonowo: 2Cl- + Pb2+ = PbCl2

 

 
4. 
Woda chlorowa nie daje reakcji. 

 

2. Reakcje anionu bromkowego Br-. 

Bromki są w wodzie rozpuszczalne z wyjątkiem AgBr, Hg2Br2 i PbBr2 (nieco łatwiej). 
 

background image

1. 

AgNO3 wytrąca z roztworów bromków kremowy osad bromku srebra rozpuszczalny tylko w stężonym 

amoniaku: 
 

NaBr + AgNO

3

 = AgBr

 + NaNO

3

 

lub jonowo:   Br-  + Ag+ = AgBr

 

 

AgBr + 2NH3 = [Ag(NH3)2]+ + Br- 

2. Azotan(V) baru  nie wytrąca osadów z roztworów bromków. 
 
3. 
Azotan(V) ołowiu(II) strąca z niezbyt rozcieńczonych roztworów bromków biały osad bromku ołowiu(II): 
 

 2KBr + Pb(NO

3

)

2

 = PbBr

2

 

+ 2KNO

3

   

lub jonowo: 2Br- + Pb2+ = PbBr2

 

 
4. 
Woda chlorowa wypiera z roztworów bromków wolny brom rozpuszczalny w benzenie lub chloroformie 
z zabarwieniem żółtym do czerwonobrązowego: 

 

Br

-

 + Cl

2

 = 2Cl

-

 + Br

2

 

 

3. Reakcje anionu jodkowego I-. 

1. AgNO

3

 straca z roztworów jodków żółtawy osad jodku srebra nierozpuszczalny w NH

3

 

KI + AgNO

3

 = AgI 

+ KNO

3

   lub jonowo:  I- + Ag+ = AgI

 

 
2. 
Azotan(V) baru nie wytrąca osadu z roztworów jodków. 
 
3. 
Pb(NO

3

)

2

 strąca z roztworów jodków żółty osad jodku ołowiu (II): 

 

2KI + Pb(NO

3

)

2

 = PbI

2

 

+ 2KNO

3

  

lub jonowo:  2I- + Pb2+ = PbI2

 

 
4.  
Woda chlorowa wypiera z roztworów jodków wolny jod rozpuszczalny w benzenie lub chloroformie o 
fioletowym zabarwieniu: 
 2I- + Cl2 = 2Cl- + I2 
 

4. Reakcje anionu węglanowego CO32-. 

1

.  AgNO

3

 wytrąca z roztworów węglanów biały osad węglanu srebra roztwarzalny w rozcieńczonym 

kwasie azotowym(V): 
 Na

2

CO

3

 + 2AgNO

3

 = Ag

2

CO

3

 

 + 2NaNO

3

  

lub jonowo:  CO

3

2-

 + 2Ag

+

 = Ag

2

CO

3

 

Osad węglanu srebra rozkłada się podczas ogrzewania z wydzieleniem brunatnego tlenku srebra: 
 Ag

2

CO

3

 

 Ag

2

O + CO

2

 

 
2. 
Pb(NO

3

)

2

 strąca z roztworów węglanów biały osad hydroksowęglanu ołowiu (II): 

 2Na2CO3 + 2Pb(NO3)2 + H2O = (PbOH)2CO3

 + CO2

 + 4NaNO3 

 
3. 
Ba(NO

3

)

2

 wytrąca z roztworów węglanów biały osad węglanu baru: 

 Na

2

CO

3

 + Ba(NO

3

)

2

 = BaCO

3

 

 + 2NaNO

3

  

lub jonowo:  CO

3

2-

 + Ba

2+

 = BaCO

3

 

 
4. 
Węglany po dodaniu kwasu solnego wydzielają banieczki gazowego dwutlenku węgla: 
 Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

 

Wydzielony dwutlenek węgla może spowodować zmętnienie nasyconej wody wapiennej Ca(OH)

2

 lub 

barytowej Ba(OH)

2

 na pręciku szklanym zanurzonym w tych roztworach: 

 Ba(OH)

2

 + CO

2

 = BaCO

3

 + H

2

 

5. Reakcje anionu siarczkowego S2-. 

Siarczki metali alkalicznych są dość  łatwo rozpuszczalne w wodzie, a pozostałe siarczki są w wodzie 
trudno rozpuszczalne. 
 

background image

1. AgNO3 wytrąca z roztworów siarczków czarny osad siarczku srebra: 
 

K

2

S + 2AgNO

3

 = Ag

2

S

 + 2KNO

3

  

lub jonowo:  S2- + 2Ag+ = Ag2S

 

2. Ba(NO

3

)

2

  nie wytrąca osadu z roztworów siarczków. 

 
3. 
Azotan(V) ołowiu(II) Pb(NO3)2 wytrąca z roztworów siarczków czarny osad siarczku ołowiu(II)  
 Na

2

S + Pb(NO

3

)

2

 = PbS

 + 2NaNO

3

   lub jonowo:  S2- + Pb2+ = PbS

 

 
4.  
Kwas solny HCl dodany do roztworów siarczków powoduje wydzielenie się siarkowodoru o 
charakterystycznym zapachu zgniłych jaj: 

 

S2- + 2HCl = H2S

 + 2Cl- 

 

6. Reakcje anionu ortofosforanowego PO43-. 

Kwas ortofosforowy(V) może dysocjować trójstopniowo wg reakcji: 
 

H3PO4 

 H+ + H2PO4- 

 

H2PO4- 

 H+ + HPO42- 

 HPO42- 

 H+ + PO43-   . 

Jego sole mogą być kwaśne (wodorosole) i obojętne. Rozpuszczalne w wodzie są wszystkie ortofosforany 
alkaliczne, a nierozpuszczalne  - obojętne ortofosforany jonów metali ciężkich. 
 
1. 
Azotan(V) srebra  wytrąca z roztworów ortofosforanów(V) żółty osad ortofosforanu(V) srebra: 
 Na

2

HPO

4

 + 3AgNO

3

 = Ag

3

PO

4

 

+ 2NaNO

3

 + HNO

3

   

 

lub jonowo: HPO

4

2-

 + 3Ag

+

 = Ag

3

PO

4

 + H

 
2. 
Azotan(V) baru wytrąca z roztworów ortofosforanów(V) biały osad ortowodorofosforanu(V) baru: 
 Na

2

HPO

4

 + Ba(NO

3

)

2

 = BaHPO

4

 

 + 2NaNO

3

  

 

lub jonowo:  HPO

4

2-

 + Ba

2+

 = BaHPO

4

 

 
3. 
Azotan(V) ołowiu(II) strąca z roztworów ortofosforanów(V) biały osad ortofosforanu(V) ołowiu(II): 
 2Na

2

HPO

4

 + 3Pb(NO

3

)

2

 = Pb

3

(PO

4

)

2

 

 + 4NaNO

3

 + 2HNO

3

 

 

lub jonowo:   2HPO

4

2-

 + 3Pb

2+

 = Pb

3

(PO

4

)

2

  + 2H

+

 

 
4.  
Mikstura magnezowa (mieszanina MgCl2 + NH4OH + NH4Cl)  wytrąca biały krystaliczny osad 
ortofosforanu(V) amonu i magnezu: 
 Na2HPO4 + MgCl2 + NH4OH = MgNH4PO4

 + 2NaCl + H2O 

 
5.  
Molibdenian(VI) amonu wytrąca z zakwaszonych stężonym kwasem azotowym(V) roztworów po 
ogrzaniu żółty osad: 
 

H3PO4 + 12(NH4)2MoO4 + 21 HNO3 = (NH4)3(MoO3)12PO4

 + 21NH4NO3 + 12H2O 

Ta ostatnia reakcja znajduje zastosowanie w iloścowym oznaczeniu fosforu w stali i stopach metodą 
wagową. 
 

7. Reakcje anionu wodorotlenkowego OH-. 

Anion wodorotlenkowy może występować zarówno w roztworach wolnych zasad, jak i w niewielkich 
stężeniach w zhydrolizowanych solach silnych zasad i słabych kwasów. 
 
1. 
Azotan(V) srebra wytrąca z roztworów wodorotlenków brunatny osad tlenku srebra: 
 

2NaOH + 2AgNO

3

 = Ag

2

O

 + H

2

O + NaNO

3

 

 
2. 
Azotan(V) baru wytrąca po chwili biały osad lub zmętnienie wodorotlenku baru: 

background image

 

2NaOH + Ba(NO

3

)

2

 = Ba(OH)

2

 + 2NaNO

3

 

 
3. 
Azotan(V) ołowiu(II) wytrąca z roztworów wodorotlenków  biały osad wodorotlenku ołowiu(II): 
 

2NaOH + Pb(NO

3

)

2

 = Pb(OH)

2

 + 2NaNO

3

 

 
4. Obecność jonów OH- można także stwierdzić przy  pomocy wskaźników.  
 

8. Reakcje anionu siarczanowego SO42-. 

1. Azotan(V) srebra nie strąca osadu z roztworów siarczanów(VI). 
 
2. A
zotan(V) baru wytrąca z roztworów siarczanów(VI) biały osad siarczanu(VI) baru: 
 

K

2

SO

4

 + Ba(NO

3

)

2

 = BaSO

4

 

 + 2KNO

3

  

lub jonowo:  SO

4

2-

 + Ba

2+

 = BaSO

4

 

 
3. 
Pb(NO

3

)

2

 strąca z roztworów siarczanów(VI)  biały osad siarczanu(VI) ołowiu(II): 

 

 K

2

SO

4

 + Pb(NO

3

)

2

 = PbSO

4

 

 + 2KNO

3

  

lub jonowo: SO

4

2-

 + Pb

2+

 = PbSO

4

 

 
4. 
Reakcja heparowa na siarczany została omówiona wcześniej. 
 

9. Reakcje anionu azotanowego NO3-. 

Wszystkie azotany są w wodzie łatwo rozpuszczalne i dlatego stosowane wczesniej odczynniki nie daja 
osadów z azotanami. 
Reakcja śladowa.  Do próbówki dodaje się 2 krople badanego roztworu, kilka kryształków FeSO

4

 i powoli 

po  ściance probówki wlewa się stężony kwas siarkowy(VI). W obecności azotanów tworzy się dookoła 
kryształków FeSO

4

 brunatny pierścień. Ponieważ wiele jonów może być szkodliwych , dlatego należy tę 

reakcję wykonać po upewnieniu się, że inne aniony są nieobecne, zwłaszcza zaś I

-

, Cl

-

, SO

4

2-

, NO

2

-

, CN

-

6FeSO

4

 + 2HNO

3

 + 3H

2

SO

4

 = 3Fe

2

(SO

4

)

3

 + 4H

2

O + 2NO 

Pośrednio powstaje brunatno zabarwiony kompleks [Fe(H

2

O)

5

NO]SO

4

 

10. Chromiany CrO42- i dwuchromiany Cr2O72-. 

Chromiany(VI) są zabarwione w roztworach wodnych i w stanie stałym na żółto, dwuchromiany(VI) zaś na 
pomarańczowo, dzięki czemu stosunkowo łatwo je zidentyfikować na podstawie uprzednio omówionych 
reakcji tych jonów  z jonami Ag

+

, Pb

2+

, Ba

2+

 

Jony chromianowe(VI) CrO

4

2-

 i dwuchromianowe(VI) Cr

2

O

7

2-

 występują w roztworach wodnych 

wspólnie, a ich wzajemna proporcja jest zależna od pH roztworu, w związku z istnieniem następującej 
równowagi: 

 Cr

2

O

7

2-

 + H

2

 

  

2HCrO

4

-

 

  2H

+

 + 2CrO

4

2-

 

 W  środowisku kwaśnym chromiany(VI) przechodzą w dwuchromiany(VI) - następuje zmiana barwy z 

żółtej na pomarańczową 

 2CrO

4

2-

 + 2H

+

 

 Cr

2

O

7

2-

 + H

2

W środowisku zasadowym następuje zmiana barwy z pomarańczowej na żółtą wg reakcji: 
 Cr

2

O

7

2-

 + 2OH

-

 

 2CrO

4

2-

 + H

2

 

11. Manganiany MnO4-. 

Wszystkie manganiany(VII) - (nadmanganiany) - są w wodzie łatwo rozpuszczalne. Jon MnO4- ma barwę 
fioletową, dzięki czemu łatwo go rozpoznać. Pod wpływem siarkowodoru w obecności kwasu 
siarkowego(VI)  manganiany(VII) redukują się i barwa fioletowa przechodzi w blado różową pochodzącą 
od kationu manganu(II) - Mn

2+

2KMnO

4

 + 3H

2

SO

4

 + 5H

2

S = 2MnSO

4

 + 5S + K

2

SO

4

 + 8H

2

O  

background image

Tabela  
Zestawienie reakcji anionow z podstawowymi odczynnikami 
 
 

 Cl

-

 Br

-

 

I

-

 CO

3

2-

 

S

2-

 PO

4

3-

 OH

-

 SO

4

2-

 NO

3

-

 MnO

4

-

 CrO

4

2-

Cr

2

O

7

2-

 

AgNO

3

 

 AgCl 

biały 

 AgBr 

kremowy 

 AgI 

żółtawy 

 Ag

2

CO

3

 

biały, po 

ogrzaniu  

 

Ag

2

O brunat.

 Ag

2

czarny 

 Ag

3

PO

4

 

żółty 

 Ag

2

brunatny 

     - 
 

     - 

     - 

 Ag

2

Cr

2

O

7

 

brunatno-
czerwony 

Ba(NO

3

)

2

       - 

 

     - 
 

     - 
 

 BaCO

3

 

biały 

     - 
 

 BaHPO

4

 

biały 

 Ba(OH)

2

 

biały 

 BaSO

4

 

biały 

     - 

     - 

 BaCrO

4

 

żółty 

Pb(NO

3

)

2

 

 PbCl

2

 

biały 

 PbBr

2

 

biały 

 PbI

2

 

żółty 

 PbCO

3

 

biały 

 PbS 

czarny 

 Pb

3

(PO

4

)

2

 

biały 

 Pb(OH)

2

 

biały 

 PbSO

4

 

biały 

     - 

     - 

 PbCrO

4

 

żółty 

Inne 
charakt. 
reakcje 

AgCl roztw. 

się w NH

4

OH 

 

[Ag(NH

3

)

2

]Cl 

woda 
chlorowa 
wypiera Br

2

  

- barwi ben-
zen na kolor 
żółty do brą-
zowego 

woda 
chlorowa 
wypiera I

2

  - 

barwi ben-
zen na kolor 
fioletowy 

w reakcji z 

HCl 
wydzielają 
się banieczki 
CO

2

 

w reakcji z 
HCl wydziela 
się charakt. 

 

zapach siar-
kowodoru 

mikstura 

magnezowa 
wytrąca biały 

MgNH

4

PO

4

  

zabarwienie 
wskaźników i 
papierków w 

reakcja 

heparowa  

reakcja 
specyficzna 
opisana w 
pkt.9. 

fioletowe 

zabarwienie 
wodnych 
roztworów 
zawier. jony 
MnO

4

-

 

zabarwienie 
wodnych 
roztworów  
CrO

4

2-

-  żółte 

Cr

2

O

7

2-

 - po-

marańczowe 

 
 

  strzałka pionowa obok wzoru oznacza, że związek jest nierozpuszczalny w  wodzie 

 strzałka pozioma oznacza, że związek przechodzi w inną postać