Группового реагента не имеется

3.1. Аналитические реакции нитрит – иона NO₂^-.

Нитрит – ион – анион очень слабой одноосновной азотистой кислоты HNO₂, которая в водных растворах при обычных температурах неустойчива и легко разлагается по схеме:

2 HNO₂ ↔ N₂O₃ + H₂O

N₂O₃ ↔ NO + NO₂

В водных растворах гидролизуется; редокс – амфотерен. Нитриты хорошо растворяются в воде (нитрит серебра AgNO₂ – при нагревании). Нитрит – ион образует комплексы со многими металлами. Некоторые из этих координационных соединений, в отличие от «простых» нитритов, мало растворимы в воде, например, гексанитрокобальтаты (III) калия К₃[Со(NO₂)₆] и аммония (NH₄)₃[Со(NO₂)₆], что используют в качественном анализе.

Нитриты токсичны!

1. Реакция с дифениламином (фармакопейная).

Реакцию проводят в концентрированной серной кислоте. Вначале происходит необратимое окисление дифениламина в дифенилбензидин:

2С₆Н₅NHС₆H₅ → C₆H₅ – NH – C₆H₄ –C₆H₄ – NH – C₆H₅ + 2 H⁺ + 2ē

дифениламин дифенилбензидин (бесцветный)

Две молекулы дифениламина отдают окислителю два электрона и теряют два иона водорода. Затем происходит обратимое окисление молекулы бензидина присутствующим окислителем до окрашенного в синий цвет дифенилдифенохинондиимина, при котором молекулы дифенилбензидина также отдает окислителю два электрона и теряет два иона водорода:

–NH– – - NH– → C₆H₅ – N = = = N – C₆H₅ +2H⁺ +2ē

Дифенилбензидин (бесцветный) дифенилдифенохинондиимин (синий)

Признаки реакции: При стоянии синей смеси, ее окраска постепенно изменяется вначале на бурую, а затем – на желтую, вследствие необратимого разрушения синего продукта реакции.

Нитрат – ион NO₃^- дает аналогичную реакцию с дифениламином.

2. Реакция с сильными кислотами (фармакопейная).

NO₂^- + H⁺ ↔ HNO₂

2HNO₂ → N₂O₃ + H₂O → NO↑ + NO₂↑ + H₂O (желто-бурые пары)

3. Реакция с иодидом калия (нитрит – ион – окислитель).

Нитрит – ион в кислой среде (HCl, H₂SO₄, CH₃COOH) окисляет иодид – ионы до свободного иода:

2 NO₂^- + 2 I^- + 4 H⁺ → I₂ + 2 NO + 2 H₂O

Признаки реакции: Образующийся йод обнаруживают реакцией с крахмалом (по посинению раствора) или экстрагируя его органическим растворителем – бензолом, хлороформом (органический слой окрашивается в фиолетовый цвет).

Нитрат - ион NO₃^- не мешает проведению реакции, поэтому ионы NO₂^- можно открыть в присутствии нитрат – ионов.

4. Реакция с перманганатом калия (нитрит – ион – восстановитель).

5 NO₂^- + 2 MnO₄^- + 6 H⁺ → 5 NO₃^- + 2 Mn²⁺ + 3 H₂O

Нитрат – ион NO₃^- не обесцвечивает раствор KMnO₄ (отличие от нитрит – иона – фармакопейный тест).

Признаки реакции: Розовый раствор перманганата калия обесцвечивается.

5. Реакция с реактивом Грисса – Илотвая.

Реактив Грисса – Илотвая – смесь сульфаниловой кислоты HSO₃C₆H₄NH₂ c 1- нафтиламином С₁₀Р₇NH₂. Реакцию проводят в нейтральных или уксуснокислых растворах.Образующаяся в кислой среде в присутствии нитрит – иона азотистая кислота HNO₂ реагирует с сульфаниловой кислотой, давая соль диазония:

HSO₃- - - NH₂ +HNO₂ + CH₃COOH→ HSO₃ - --N⁺= N CH₃COO^- +2 H₂O

Сульфаниловая кислота соль диазония

Соль диазония далее вступает в реакцию азосочетания с 1- нафтиламином, образуя продукт – азокраситель красного цвета:

HSO₃ - -N⁺= N CH₃COO^- + →HSO₃- - N=N- +СН₃СООН

H₂N- Н₂N-

Соль диазония 1-нафтиламин азокраситель (красный)

Признаки реакции: раствор окрашивается в красный цвет.

Нитрат – ион NO₃^- аналогичной реакции не дает.

Вместо сульфаниловой кислоты используют и другие ароматические амины, а вместо 1-нафтиламина – 1 амино – 2- нафтол, 2- нафтол и т.д.

6. Реакция с солями аммония – реакция разложения (удаления) нитрит ионов.

NO₂^- + NH₄⁺ → N₂ + 2 H₂O

Аналогична реакция с карбамидом:

2 NO₂^- + 2 Н⁺ + СО (NH₂)₂ → 2 N₂ + СО₂ + 3 H₂O

Эти реакции используют для удаления нитрит – ионов из раствора.

Признаки реакции: Наблюдается выделение пузырьков газа – азота.

7. Реакция с антипирином (фармакопейная).

Реакцию проводят в слабо кислой среде.

Н₃С – С = С - Н H₃C – C = C - NO

| | + HNO₂ → | | + H₂O

Н₃С – N C = O H₃C – N C = O

N – C₆H₅ N – C₆H₅

антипирин нитрозоантипирин (изумрудно-зеленый)

Нитрит – ион с солями кобальта и KСl в уксуснокислой среде дает желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (III) калия K₃[Co(NO)₂)₆]; с FeSO₄ в сернокислой или уксуснокислой среде образует комплекс состава [Fe(NO)SO₄] бурого цвета и т.д.

3.2. Аналитические реакции нитрат – иона NO₃^-.

Нитрат – ион NO₃^- - анион одноосновной сильной азотной кислоты HNO₃.

В водных растворах бесцветный нитрат – ион не гидролизуется, обладает окислительными свойствами. Как лиганд NO₃^- - мало эффективен и образует неустойчивые нитракомплексы металлов.

Нитраты металлов хорошо растворяются в воде.

В отличие от нитритов, нитраты не обесцвечивают подкисленные водные растворы перманганата калия (фармакопейный тест).

1. Реакция с дифениламином (фармакопейная).

Эта реакция – общая для NO₃^- и NO₂^- и проводится точно так же, как и для нитрит – иона (см. выше); только вместо раствора нитрита натрия используют раствор нитрата натрия или калия. Данной реакцией нельзя открывать нитраты в присутствии нитритов.

2. Реакция с металлической медью (фармакопейная).

Реакцию проводят в среде концентрированной H₂SO₄ при нагревании.

2 NO₃^- + 8 H⁺ + 3 Cu → 3 Cu²⁺ + 2 NO↑ + 4 H₂O

2NO + O₂ ↔ 2 NO₂↑(желто-бурые пары)

3. Реакция с сульфатом железа (II) и концентрированной серной кислотой.

Реакцию проводят при нагревании:

3 Fe²⁺ + NO₃^- + 4 H⁺ → 3 Fe³⁺ + NO + 2 H₂O

Fe²⁺ + NO + SO₄^2- ↔ [Fe NO]SO₄ (бурый)

Эту реакцию дает и нитрит – ион, поэтому нельзя открыть этой реакцией нитрат – ион в присутствии нитрит – иона.

4. Реакция с металлическим алюминием или цинком.

3 NO₃^- + 8 Al + 5 OH^- + 18 H₂O → 3 NH₃ + 8 [Al (OH)₄]^-

Признаки реакции: Выделяющийся аммиак ощущается по запаху и окрашивает влажную красную лакмусовую бумагу в синий цвет.

5. Реакция с антипирином.

Реакцию проводят в кислой среде.

Н₃С – С = С – Н H₃C – C = C – NO₂

| | + NO₃^- + H⁺ → | | + H₂O

Н₃С - N C H₃C – N C = O

N – C₆H N – C₆H₅

антипирин нитроантипирин (ярко – красный)

3.3. Аналитические реакции ацетат – иона СН₃СОO^-.

Ацетат – ион СН₃СОО^- - анион слабой одноосновной уксусной кислоты СН₃СООН; в водных растворах бесцветен, подвергается гидролизу, не обладает окислительно – восстановительными свойствами; довольно эффективный лиганд и образует устойчивые ацетатные комплексы с катионами многих металлов. При реакциях со спиртами в кислой среде дает сложные эфиры.

Ацетаты аммония, щелочных и большинства других металлов хорошо растворяется в воде. Ацетаты серебра CH₃CООAg и ртути (I) менее ацетатов других металлов растворимы в воде.

1. Реакция с хлоридом железа (III) (фармакопейная).

При рН = 5-8 ацетат – ион с катионами Fe(III) образует растворимый темно – красный (цвета крепкого чая) ацетат или оксиацетат железа (III).

В водном растворе он частично гидролизуется; подкисление раствора минеральными кислотами подавляет гидролиз и приводит к исчезновению красной окраски раствора.

3 СН₃СООН + Fe ↔ (CH₃COO)₃Fe + 3 H⁺

При кипячении из раствора выпадает красно-бурый осадок основного ацетата железа (III):

(CH₃COO)₃Fe + 2 H₂О ↔ Fe(OH)₂ СН₃СОО + 2 СН₃СООН

В зависимости от соотношений концентраций железа (III) и ацетат – ионов состав осадка может изменяться и отвечать, например, формулам:

FeOH(СН₃СОО)₂, Fe₃(OH)₂О₃(СН₃СОО), Fe₃О(OH)(СН₃СОО)₆ или Fe₃(OH)₂(СН₃СОО)₇.

2. Реакция с серной кислотой.

Ацетат – ион в сильно кислой среде переходит в слабую уксусную кислоту, пары которой имеют характерный запах уксуса:

СН₃СОО^- + Н⁺ ↔ СН₃СООН

3. Реакция образования уксусноэтилового эфира (фармакопейная).

Реакцию проводят в сернокислой среде. С этанолом:

СН₃СОО^- + Н⁺ ↔ СН₃СООН

СН₃СООН + С₂Н₅ОН ↔ СН₃СООС₂Н₅ + Н₂О

Признаки реакции: Выделяющийся этилацетат обнаруживают по характерному приятному запаху.

Соли серебра катализируют эту реакцию, поэтому при ее проведении рекомендуется добавлять небольшое количество AgNO₃.

Аналогично при реакции с амиловым спиртом С₅Н₁₁ОН образуется также обладающий приятным запахом амилацетат СН₃СООС₅Н₁₁ («грушевая») Ощущается характерный запах этилацетата, усиливающийся при осторожном нагревании смеси.

3.4. Аналитические реакции тартрат – иона ^-ОOС - СН(ОН) – СН(ОН) – СОО^-.

Тартрат – ион – анион слабой двухосновной винной кислоты: