Реакции нитрат-ионов

Нитрат-ион является анионом сильной азотной кислоты. НNО₃ является сильным окислителем. Все соли азотной кислоты растворимы в воде за исключением основных солей висмута, ртути и солей некоторых органических оснований. Для обнаружения NO₃^- используют реакции окисления-восстановления.

1. Сульфат железа (II) в присутствии концентрированной H₂SO₄ восстанавливает NO₃^- до NO, который с избытком Fe(II) образует комплексное соединение бурого цвета:

2NaNO₃ + 6FeSO₄ + 4H₂SO₄ = 2NO↑ + 3Fe₂(SO₄) + 4H₂O,

NO + FeSO₄ = [Fe(NO)SO₄].

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю исследуемого раствора, вносят кристаллик FeSO₄ и осторожно каплю концентрированной H₂SO₄. Стараются не перемешивать раствор. В присутствии NО₃^- вокруг кристалла образуется бурое кольцо.

Иодиды и бромиды мешают выполнению реакции, так как в их присутствии выделяются свободные I₂ и Br₂, образующие сходные по окраске кольца. Нитрит-ион тоже дает эту реакцию. Предел обнаружения NO₃^- – 2,5 мкг.

2. Реакция с медью и серной кислотой. Анион NО₃^- восстанавливается металлической медью в присутствии серной кислоты до оксида азота:

8NaNO₃ + 4H₂SO₄ + 3Cu = 2NO↑ + 3Сu(NO₃)₂ + 4Н₂O.

Выделяющийся оксид азота окисляется кислородом воздуха до бурого диоксида NO₂:

NO + O₂ = 2NO₂↑.

Выполнение реакции. К 2-3 каплям раствора, содержащего нитрат-ионы, добавляют несколько капель концентрированной серной кислоты и кусочек меди. Содержимое пробирки нагревают на водяной бане. Бурая окраска выделяющегося NO₂ хорошо заметна на белом фоне.

3. Металлический алюминий или сплав Девардав сильнощелочной среде восстанавливает NO₃^- до NH₃, который можно обнаружить по посинению влажной универсальной индикаторной бумаги:

3NaNO₃ + 8А1 + 5NaOH + 2H₂O = 3NН₃↑ + 8NaAlO₂ .

Предел обнаружения NO₃^- – 2 мкг. Мешают NH₄⁺ и все анионы, содержащие азот (NO₂^-, SCN^-). Ион аммония можно удалить кипячением с раствором щелочи.

Выполнение реакции. К 3-4 каплям раствора, содержащего нитрат-ионы, добавляют несколько капель 2 М NaOH и 1-2 кусочка металлического алюминия. Пробирку закрывают не очень плотно ватой, поверх которой помещают влажную индикаторную бумагу и нагревают на водяной бане. Индикаторная бумага синеет.

4. Обнаружение ионов NO₂^- и NO₃^- реакцией с антипирином.Антипирин (I) в среде разбавленной H₂SO₄ образует с NO₂^- продукт реакции нитрозирования зеленого цвета – нитрозоантипирин (II). В присутствии нитрат-ионов в среде концентрированной H₂SO₄ в результате реакции нитрования образуется нитропроизводное антипирина темно-красного цвета – нитроантипирин (III).

Выполнение определения. В сухую пробирку помещают 2 капли исследуемого раствора, 3 капли 5%-ного раствора антипирина и 1 каплю концентрированной H₂SO₄. При наличии NO₂^- раствор окрашивается в зеленый цвет. Сюда же добавляют 15 капель концентрированной H₂SO₄, в присутствииNO₃^-, если не взбалтывать раствор, образуется кольцо темно-красного цвета.