Anionianalyysi
Kemian yliopistojen alussa kokeellisissa töissä tutustutaan (ja opitaan) kvalitatiivisen analyysin perusteita. Tässä osassa vuorossa anionin kvalitatiivinen analyysi.
Karbonaatti- ja boraatti-ionit
Alkuperäistä analyysiainetta otetaan koeputkeen ja lisätään 2 M HCl:a. Jos analyysissä on CO32–-ioni, HCl vapauttaa CO2↑:a, joka havaitaan kuplimisena (sekoitetaan). Kurkkumapaperi kostutetaan edellisen reaktion liuoksella (hapan liuos) ja kuivataan. Paperi muuttuu kuivattuna punaiseksi, jos analyysissä on H2BO3−-ioni.
Sulfidi-ioni
Alkuperäistä analyysiainetta otetaan koeputkeen ja lisätään väk. HCl:a. Na2Pb(OH)4]-liuoksella kostutettu suodatinpaperipala viedään vesihauteessa kuumennettavan koeputken suulle. Jos analyysissä on S2–-ioni, väk. HCl vapauttaa H2S↑:a ja suodatinpaperipala tummuu PbS↓:n muodostuessa. Ellei paperi tummunut, mutta koeputkeen jäi musta, punainen tai keltainen saostuma, lisätään koeputkeen Devardan metalliseosta ja viedään paperi uudestaan koeputken suulle. Devardan metalliseos pelkistää mahdollisten väk. HCl:oon liukenemattomien sulfidien metalli-ionit ja H2S↑ pääsee vapautumaan.
Nitraatti-ioni
Alkuperäistä analyysiainetta (joka ei sisällä NH4+-ioneja) otetaan isoon koeputkeen ja lisätään 2 M NaOH:a (liuos emäksiseksi) ja Devardan metalliseosta. Kostutettu pH-paperipala viedään vesihauteessa kuumennettavan koeputken suun yläpuolelle noin 1 cm korkeudelle. Jos analyysissä on NO3–-ioni, Devardan metalliseos pelkistää sen NH3↑:ksi, joka värjää pH-paperin siniseksi. Jos alkuperäinen analyysiaine sisältää NH4+-ioneja, otetaan 5 pisaraa alkalisuolaliuosta ja tehdään se 2,5 M H2SO4:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Sitten menetellään, kuten edellä on selostettu (lisäämällä aluksi 2 M NaOH:a). Vaihtoehtoisesti NO3–-ioni voidaan tutkia rauta(II)sulfaatilla alkalisuolaliuoksesta.
Sulfaatti-ioni
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään koeputkessa 2,5 M HNO3:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Lisätään 0,5 M BaCl2-liuosta. Jos muodostuu saostumaa, jatketaan BaCl2-liuoksen lisäämistä niin kauan kuin saostumaa syntyy ja sekoitetaan ja kuumennetaan. Mahdollinen saostuma erotetaan liuoksesta. Saostumaan lisätään 2 M HCl:a ja sekoitetaan. Mikäli jää valkoista BaSO4↓:a, sisältää analyysi SO42–-ionin.
Kloridi-, jodidi- ja bromidi-ionit
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään koeputkessa 2,5 M HNO3:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Lisätään AgNO3-liuosta. Jos saostumaa ei muodostu analyysissä ei ole halogenidi-ioneja. Jos muodostuu saostumaa, sisältää liuos halogenidi-ioneja, ja tällöin jatketaan AgNO3-liuoksen lisäämistä niin kauan kuin saostumaa syntyy ja sekoitetaan. Saatu saostuma (AgCl↓/AgBr↓/AgI↓) jätetään odottamaan mahdollista Cl–-ionin toteamista.
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään isossa koeputkessa 2 M HCl:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Koeputkeen lisätään 0,5 ml kloroformia ja lopuksi kloorivettä. Seosta ravistellaan voimakkaasti (korkki koeputken suulla). Jos analyysi sisältää I–-ionin, hapettaa Cl2↑ sen violetiksi I2↑:ksi, jonka väri havaitaan kloroformissa. Klooriveden lisäämistä jatketaan, kunnes violetti väri häviää I2↑:n hapettuessa IO3–– ioniksi. Jos analyysi sisältää Br–-ionin, hapettaa Cl2↑ sen kellanruskeaksi Br2↑:ksi, jonka väri havaitaan kloroformissa.
Jos analyysissä on Br–-ioni, etsi kirjallisuudesta sopiva metodi Cl–-ionin tutkimiseksi. Jos analyysissä ei ole Br–-ioneja, edellä AgNO3-liuoksella saatu AgCl↓/AgI↓ sentrifugoidaan erilleen suodoksesta. Saostumaan lisätään 2 M NH3, jolloin mahdollinen AgCl↓ liukenee [Ag(NH3)2]+-ioniksi. Liuos erotetaan mahdollisesta AgI↓:sta ja tehdään happamaksi 2,5 M HNO3:lla, jolloin AgCl↓ saostuu takaisin, jos Cl–-ioni on analyysissä.
Arseniitti- ja arsenaatti-ionit (Nämä ionit tutkitaan 2. kationiryhmän yhteydessä, joten niitä ei ole välttämätöntä tutkia tässä.)
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään 5 M HCl:llä selvästi happamaksi. Lisätään pari pisaraa tioasetamidiliuosta ja lämmitetään. Jos muodostuu keltainen As2S3↓, analyysissä on arseeni (vrt. oranssinpunainen Sb2S3↓).
Fosfaatti-ioni
2:een pisaraan alkalisuolaliuosta lisätään 4 pisaraa väk. HNO3:a. (Mahdollinen I–-ioni hapettuu väk. HNO3:lla I2↑:ksi, joka keitetään pois.) Liuokseen lisätään pari pisaraa (NH4)2MoO4-liuosta ja sekoitetaan. Lisätään pisaroittain väk. HNO3:a, kunnes liuos alkaa saostua. Sekoitetaan ja kuumennetaan, jolloin mahdolliset PO43–– ja AsO43–-ionit saostuvat keltaisina (NH4)3[PMo12O40]:na ja (NH3)3[AsMo12O40]↓:na.
Jos keltainen saostuma muodostui ja jos alkalisuolaliuoksessa on todettu arseeni tai se todetaan 2. kationiryhmässä, se saostetaan As2S3↓:na, kuten yllä. Saostuma sentrifugoidaan erilleen suodoksesta. Suodokseen lisätään kolminkertainen tilavuus väk. HNO3:a. H2S↑(sekä mahdollinen I2↑) keitetään pois ja vapaa rikki poistetaan. Liuoksesta todetaan PO43–-ioni (NH4)2MoO4:lla.
Oksalaatti-ioni
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään lievästi happamaksi 2 M etikkahapolla ja kuumennetaan (CO2↑). Liuokseen lisätään 2 pisaraa 0,1 M Ca(CH3COO)2-liuosta (jos tutkittava liuos sisältää sulfaatti-ioneja, käytetään kylläistä CaSO4-liuosta) ja kuumennetaan. Jos muodostuu valkea saostuma, se saattaa sisältää kalsiumoksalaattia (myös esimerkiksi kalsiumfosfaattia). Tällöin saostamista jatketaan niin kauan kuin saostumaa muodostuu. Saostuma sentrifugoidaan erilleen suodoksesta, pestään kuumalla vedellä ja liuotetaan muutamalla pisaralla 2,5 M H2SO4. Tästä liuoksesta osoitetaan oksalaatti-ioni lisäämällä siihen pisara 0,02 M KMnO4-liuosta samanaikaisesti kuumentaen. Oksalaatti-ionin läsnä ollessa liuoksesta katoaa MnO4-ionin väri oksalaatti-ionin pelkistäessä sen Mn2+:ksi samalla hapettuen itse CO2↑:ksi.
Epäorgaaninen kvalititatiivinen analyysi ja reaktio-oppi Palvelun tarjoaa WordPress
Lähde: https://blogs.helsinki.fi/epaorgaaninen-kvali/anionianalyysi/
Karbonaatti- ja boraatti-ionit
Alkuperäistä analyysiainetta otetaan koeputkeen ja lisätään 2 M HCl:a. Jos analyysissä on CO32–-ioni, HCl vapauttaa CO2↑:a, joka havaitaan kuplimisena (sekoitetaan). Kurkkumapaperi kostutetaan edellisen reaktion liuoksella (hapan liuos) ja kuivataan. Paperi muuttuu kuivattuna punaiseksi, jos analyysissä on H2BO3−-ioni.
Sulfidi-ioni
Alkuperäistä analyysiainetta otetaan koeputkeen ja lisätään väk. HCl:a. Na2Pb(OH)4]-liuoksella kostutettu suodatinpaperipala viedään vesihauteessa kuumennettavan koeputken suulle. Jos analyysissä on S2–-ioni, väk. HCl vapauttaa H2S↑:a ja suodatinpaperipala tummuu PbS↓:n muodostuessa. Ellei paperi tummunut, mutta koeputkeen jäi musta, punainen tai keltainen saostuma, lisätään koeputkeen Devardan metalliseosta ja viedään paperi uudestaan koeputken suulle. Devardan metalliseos pelkistää mahdollisten väk. HCl:oon liukenemattomien sulfidien metalli-ionit ja H2S↑ pääsee vapautumaan.
Nitraatti-ioni
Alkuperäistä analyysiainetta (joka ei sisällä NH4+-ioneja) otetaan isoon koeputkeen ja lisätään 2 M NaOH:a (liuos emäksiseksi) ja Devardan metalliseosta. Kostutettu pH-paperipala viedään vesihauteessa kuumennettavan koeputken suun yläpuolelle noin 1 cm korkeudelle. Jos analyysissä on NO3–-ioni, Devardan metalliseos pelkistää sen NH3↑:ksi, joka värjää pH-paperin siniseksi. Jos alkuperäinen analyysiaine sisältää NH4+-ioneja, otetaan 5 pisaraa alkalisuolaliuosta ja tehdään se 2,5 M H2SO4:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Sitten menetellään, kuten edellä on selostettu (lisäämällä aluksi 2 M NaOH:a). Vaihtoehtoisesti NO3–-ioni voidaan tutkia rauta(II)sulfaatilla alkalisuolaliuoksesta.
Sulfaatti-ioni
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään koeputkessa 2,5 M HNO3:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Lisätään 0,5 M BaCl2-liuosta. Jos muodostuu saostumaa, jatketaan BaCl2-liuoksen lisäämistä niin kauan kuin saostumaa syntyy ja sekoitetaan ja kuumennetaan. Mahdollinen saostuma erotetaan liuoksesta. Saostumaan lisätään 2 M HCl:a ja sekoitetaan. Mikäli jää valkoista BaSO4↓:a, sisältää analyysi SO42–-ionin.
Kloridi-, jodidi- ja bromidi-ionit
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään koeputkessa 2,5 M HNO3:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Lisätään AgNO3-liuosta. Jos saostumaa ei muodostu analyysissä ei ole halogenidi-ioneja. Jos muodostuu saostumaa, sisältää liuos halogenidi-ioneja, ja tällöin jatketaan AgNO3-liuoksen lisäämistä niin kauan kuin saostumaa syntyy ja sekoitetaan. Saatu saostuma (AgCl↓/AgBr↓/AgI↓) jätetään odottamaan mahdollista Cl–-ionin toteamista.
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään isossa koeputkessa 2 M HCl:lla happamaksi ja kuumennetaan (CO2↑). Koeputkeen lisätään 0,5 ml kloroformia ja lopuksi kloorivettä. Seosta ravistellaan voimakkaasti (korkki koeputken suulla). Jos analyysi sisältää I–-ionin, hapettaa Cl2↑ sen violetiksi I2↑:ksi, jonka väri havaitaan kloroformissa. Klooriveden lisäämistä jatketaan, kunnes violetti väri häviää I2↑:n hapettuessa IO3–– ioniksi. Jos analyysi sisältää Br–-ionin, hapettaa Cl2↑ sen kellanruskeaksi Br2↑:ksi, jonka väri havaitaan kloroformissa.
Jos analyysissä on Br–-ioni, etsi kirjallisuudesta sopiva metodi Cl–-ionin tutkimiseksi. Jos analyysissä ei ole Br–-ioneja, edellä AgNO3-liuoksella saatu AgCl↓/AgI↓ sentrifugoidaan erilleen suodoksesta. Saostumaan lisätään 2 M NH3, jolloin mahdollinen AgCl↓ liukenee [Ag(NH3)2]+-ioniksi. Liuos erotetaan mahdollisesta AgI↓:sta ja tehdään happamaksi 2,5 M HNO3:lla, jolloin AgCl↓ saostuu takaisin, jos Cl–-ioni on analyysissä.
Arseniitti- ja arsenaatti-ionit (Nämä ionit tutkitaan 2. kationiryhmän yhteydessä, joten niitä ei ole välttämätöntä tutkia tässä.)
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään 5 M HCl:llä selvästi happamaksi. Lisätään pari pisaraa tioasetamidiliuosta ja lämmitetään. Jos muodostuu keltainen As2S3↓, analyysissä on arseeni (vrt. oranssinpunainen Sb2S3↓).
Fosfaatti-ioni
2:een pisaraan alkalisuolaliuosta lisätään 4 pisaraa väk. HNO3:a. (Mahdollinen I–-ioni hapettuu väk. HNO3:lla I2↑:ksi, joka keitetään pois.) Liuokseen lisätään pari pisaraa (NH4)2MoO4-liuosta ja sekoitetaan. Lisätään pisaroittain väk. HNO3:a, kunnes liuos alkaa saostua. Sekoitetaan ja kuumennetaan, jolloin mahdolliset PO43–– ja AsO43–-ionit saostuvat keltaisina (NH4)3[PMo12O40]:na ja (NH3)3[AsMo12O40]↓:na.
Jos keltainen saostuma muodostui ja jos alkalisuolaliuoksessa on todettu arseeni tai se todetaan 2. kationiryhmässä, se saostetaan As2S3↓:na, kuten yllä. Saostuma sentrifugoidaan erilleen suodoksesta. Suodokseen lisätään kolminkertainen tilavuus väk. HNO3:a. H2S↑(sekä mahdollinen I2↑) keitetään pois ja vapaa rikki poistetaan. Liuoksesta todetaan PO43–-ioni (NH4)2MoO4:lla.
Oksalaatti-ioni
3 pisaraa alkalisuolaliuosta tehdään lievästi happamaksi 2 M etikkahapolla ja kuumennetaan (CO2↑). Liuokseen lisätään 2 pisaraa 0,1 M Ca(CH3COO)2-liuosta (jos tutkittava liuos sisältää sulfaatti-ioneja, käytetään kylläistä CaSO4-liuosta) ja kuumennetaan. Jos muodostuu valkea saostuma, se saattaa sisältää kalsiumoksalaattia (myös esimerkiksi kalsiumfosfaattia). Tällöin saostamista jatketaan niin kauan kuin saostumaa muodostuu. Saostuma sentrifugoidaan erilleen suodoksesta, pestään kuumalla vedellä ja liuotetaan muutamalla pisaralla 2,5 M H2SO4. Tästä liuoksesta osoitetaan oksalaatti-ioni lisäämällä siihen pisara 0,02 M KMnO4-liuosta samanaikaisesti kuumentaen. Oksalaatti-ionin läsnä ollessa liuoksesta katoaa MnO4-ionin väri oksalaatti-ionin pelkistäessä sen Mn2+:ksi samalla hapettuen itse CO2↑:ksi.
Epäorgaaninen kvalititatiivinen analyysi ja reaktio-oppi Palvelun tarjoaa WordPress
Lähde: https://blogs.helsinki.fi/epaorgaaninen-kvali/anionianalyysi/