59 2.1.2. Anionok kimutatása Az anionokat közös reagensekkel történı vizsgálatok megfigyelései alapján, a kationokhoz hasonlóan, analitikai osztályokba sorolhatjuk. A fontosabb anionok négy osztályba kerültek. 4. táblázat A leggyakrabban elıforduló anionok osztályozása 1. osztály 2. osztály. osztály 4. osztály CO SO 4 Cl NO HCO PO 4 Br NO 2 SO BO I CH COO S F CN ClO S x IO SCN OH SiO BrO [Fe(CN) 6 ] 4- S 2 O 8 ClO [Fe(CN) 6 ] - S 2 O Anionok l. osztálya: vizes oldatukban az erıs savak gázfejlıdést vagy csapadékképzıdést okoznak. Osztályreagens a HCl, vagy az l.a. osztály kationjainak jelenlétében a HNO. Anionok 2. osztálya: vizes oldatukban az erıs savak nem idéznek elı változást. Semleges oldatukból BaCl 2 (vagy Ba(NO ) 2 ) csapadékot okoz. A 2. anionosztály anionjainak bárium- és ezüstsói vízben nem oldódnak. Anionok. osztálya: vizes oldatukban erıs savak vagy Ba 2+ -ionok hatására nem történik változás, de AgNO hatására csapadék képzıdik salétromsavval megsavanyított közegben. Az osztály anionjainak báriumsói vízben oldódnak, ezüstsói pedig vízben és salétromsavban oldhatatlanok.
60 Anionok 4. osztálya: anionjai erıs savaktól nem változnak, semleges oldatukban Ba 2+ -ionok csapadékot nem eredményeznek, salétromsavval megsavanyított oldatukból AgNO hatására nem válik le csapadék. Az osztály anionjainak bárium- és ezüstsói vízben oldhatók. 2.1.2.1. Az anionok I. osztálya,hco, SO, S O, S, Sx, SiO, ClO CO 2 Osztályreakció: erıs savak (HCl vagy HNO ) hatására gázfejlıdést vagy csapadékképzıdést tapasztalunk. CO 2 -ionok reakciói: HCl hatására a karbonátok CO 2 gáz fejlıdése közben bomlanak: Na 2 CO + 2 HCl = 2 NaCl + H 2 O + CO 2 A keletkezett gáz a meszes vizet megzavarosítja, vízben oldhatatlan CaCO képzıdése közben: Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO + H 2 O A feleslegben bevezetetett CO 2 a már kivált CaCO oldódását idézheti elı (cseppkı képzıdés): CaCO + H 2 O + CO 2 Ca(HCO ) 2 SO 2 - ionok reakciói: HCl vagy más erıs savak hatására, különösen melegítésre, fojtó, szúrós szagú SO 2 gáz keletkezik: Na 2 SO + 2 HCl = 2 NaCl + 2 H 2 O + SO 2
61 A keletkezett gáz azonosítására KIO -tal átitatott nedves szőrıpapír csíkot használunk: 2 KIO + H 2 O + SO 2 = 2 HIO + K 2 SO HIO + H 2 O + SO 2 = H 2 SO 4 + HI HIO + 5 HI = H 2 O + I 2 A reakciót érzékenyebbé tehetjük, ha KIO -os papírcsíkot keményítıoldattal is megcseppentjük, így feltőnıbb lesz a kiváló jód színe. Tioszulfát S 2 O - ionok reakciói: HCl-val történı savanyítás hatására az oldatban kén válik ki és SO 2 képzıdik, amely melegítés hatására eltávozik és jellegzetes szagáról könnyen felismerhetı: Na 2 S 2 O + 2 HCl = 2 NaCl + H 2 O + SO 2 + S A keletkezett SO 2 a SO - ionnál ismertetett módon kimutatható. Szulfid (S 2- )-ionok reakciói: HCl az oldható szulfidok oldatából, illetve a legtöbb vízben oldhatatlan szulfidból is, H 2 S-t tesz szabaddá, mely különösen melegítéskor, az oldatból eltávozik és szagáról könnyen felismerhetı: (NH 4 ) 2 S + 2 HCl = 2 NH 4 Cl + H 2 S A keletkezı gáz az ólom-acetát oldattal megnedvesített szőrıpapírt megfeketíti: H 2 S + (CH COO) 2 Pb = PbS + 2 CH COOH
62 Metaszilikát (SiO ) ionok reakciói: HCl hatására fehér, áttetszı, kocsonyás csapadék alakjában kovasav válik ki: Na 2 SiO + 2 HCl = 2 NaCl + H 2 SiO A csapadék leválását befolyásolja a sav és szilikát viszonylagos mennyisége, illetve az elegyítés mikéntje. A leválást óvatos melegítéssel segíthetjük. 2.1.2.2. Az anionok 2. osztálya SO,PO, BO, F,IO, BrO ) ( 4 4 Osztályreakció: az ide tartozó anionok semleges, vagy gyengén lúgos közegben BaCl 2 -dal fehér csapadékot adnak. Szulfát (SO 4 )-ionok reakciói: BaCl 2 hatására fehér, porszerő BaSO 4 csapadék válik le: Na 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 + 2 NaCl (NH 4 ) 2 MoO 4 hatására nem észlelünk változást. Ortofoszfát (PO 4 )-ionok reakciói: BaCl 2 hatására lúgos vagy semleges oldatból fehér, amorf csapadék válik le: 2 Na 2 HPO 4 + 2 NaOH + BaCl 2 = Ba (PO 4 ) 2 + 6 NaCl + 2 H 2 O Na 2 HPO 4 + BaCl 2 = BaHPO 4 + 2 NaCl (NH 4 ) 2 MoO 4 hatására foszfátok HNO -val megsavanyított oldatából sárga színő, porszerő ammónium-foszformolibdátot választ le. Melegítés
6 hatására a csapadék gyorsabban választható le. A molibdénsav (H 2 MoO 4 ) erısen savanyú közegben H 2 Mo O 10 összetételő izopoli-molibdénsavvá polimerizálódik: (NH 4 ) 2 MoO 4 + 6 HNO H 2 Mo O + 6 NH 10 4NO + 2 H 2 O Na 2 HPO 4 + 4 H 2 Mo O10 + NH 4 NO = (NH 4 ) P( Mo O10 ) 4 + 2 NaNO + HNO + 4 H 2 O 2.1.2.. Az anionok. osztálya Cl, Br, I, CN, SCN, 4 [ Fe ], [ Fe ] (CN) 6 (CN) 6 Osztályreakció: salétromsavval gyengén megsavanyított oldatban AgNO csapadékot idéz elı. Klorid (Cl ) -ionok reakciói: AgNO hatására fehér, túrós csapadék válik le: NaCl + AgNO = AgCl + NaNO Klórosvíz hatására nem történik változás Bromid (Br )-ionok reakciói: AgNO hatására salétromsavas közegbıl sárgás fehér túrós AgBr válik le: KBr + AgNO = AgBr + KNO Klórosvíz hatására bromidok semleges vagy savanyú oldatából Br 2 válik ki, mely széntetrakloridban (CCl 4 ) vagy kloroformban (CHCl ) barna színnel oldódik: Cl 2 + 2 Br = 2 Cl + Br 2 Különbség a Cl - ionoktól. A barnás színő oldathoz keményítı vizes oldatát adva nem tapasztalunk változást. Különbség az I -ionoktól.
64 Jodid (I )-ionok reakciói: AgNO jodidok oldatából sárga színő, túrós csapadék alakjában AgI-t választ le: KI + AgNO = AgI + KNO Klórosvíz hatására jód keletkezik, mely CCl 4 -ben vagy CHCl -ban ibolyaszínnel oldódik. 2 I + Cl 2 = 2 Cl + I 2 A vizes jódoldat keményítı hatására mélykékre színezıdik. 2.1.2.4. Az anionok 4. osztálya (NO,, NO 2, CH COO,ClO, OH, S 2 O 8 ) Osztályreakció: az ide tartozó anionokkal közös osztályreagens nincs. Az egyes anionokat csak külön kémszerekkel jellemezhetjük. Nitrát-ionok (NO ) reakciói: FeSO 4 és cc. H 2 SO 4 hatására a nitrát redukálódik: 6 FeSO 4 + H 2 SO 4 + 2 HNO = Fe 2 (SO 4 ) + 4 H 2 O + 2 NO A keletkezett nitrogén-monoxid pedig a feleslegben lévı vas(ii)-ionokkal barna [nitrozil-vas(ii)-szulfát komplex képzıdése közben reagál: FeSO 4 + NO = [ ( NO) ] Fe SO 4 1 cm nitrát oldatához óvatosan cm cc. H 2 SO 4 -t adunk és a reakcióelegyet vízcsap alatt lehőtjük, majd a megdöntött kémcsı falán végigfolytatva frissen készült FeSO 4 -oldatot rétegzünk fölé, a két folyadék határ felületén barna győrő keletkezik. A barna győrő a nitrozóferro-szulfát: [ ( NO) ] SO4 Fe.
65 Zn + ecetsav (CH COOH): a cink ecetsavas közegben a nitrátokat nitritekké redukálja. A keletkezı salétromossav Griess-Ilosvay-féle reagenssel kimutatható. (ld. NO 2 ) KNO + CH COOH + Zn = HNO 2 + CH (COO) 2Zn + CH COOK +H 2 O Nitrit-ionok (NO 2 ) reakciói: FeSO 4 már CH COOH-val megsavanyított oldatban (a salétromossav bomlásából származó nitrogén-monoxid hatására) is sötétbarna színezıdést okoz (különbség a NO -ionoktól, melyek csak cc. H 2 SO 4 -val adják a reakcióit): KNO 2 + CH COOH = HNO 2 +CH COOK 2 HNO 2 NO+NO 2 + H 2 O FeSO 4 + NO = [ ( NO) ] Fe SO 4 A Griess-Ilosvay-féle reagens nitrit-ionok jelenlétében élénkvörös elszinezıdést okoz. Gyengén ecetsavas közegben a salétromossav a szulfanilsavat redoxi reakcióban diazónium-vegyületté alakítja, amely az α-naftilaminnal élénk színő diazofestéket képez:
66 A keletkezı diazo vegyület az α-naftilaminnal vörös színő azofestékké kapcsolódik: A Griess-Ilosvay reagens készítése és használata: 1. 1 g szulfanilsav 100 cm 0 %-os CH COOH-ban oldunk 2. 0, g α-naftilamint 70 cm vízzel felfızünk, majd a megszőrt oldathoz 0 cm cc.ch COOH-t adunk. Az l. és 2. komponens 1:1 arányú elegyét használjuk a kimutatásokhoz. 1 cm mintához 1 cm Griess-Ilosvay reagenst adunk. Hidroxid-ionok (OH ) reakciói: Sav-bázis indikátorok segítségével következtetünk a hidroxid-ionok jelenlétére.