Качественный химический анализ катиона NH4+
Катион аммония (NH4+) относится к первой аналитической группе катионов. Катион аммония благодаря своему строению обладает рядом отличительных свойств.
1. Катион аммония неустойчив в основной среде:
NH4+ + OH- - NH3^ + H2O
Эта реакция используется в анализе для обнаружения и удаления иона NH4+.
2. Катион аммония обладает восстановительными свойствами:
2NH4+ + 4Cl2 - N2^ + 8HCl
В качестве окислителей могут быть использованы хлор, хлорамин, гипохлориты (например, NaClO), хлорная известь и другие реагенты.
3. Соли аммония термически нестойки: при прокаливании они разлагаются с образованием газообразных азотсодержащих продуктов. Реакция протекает без изменения степени окисления элементов, если соль образована кислотой, не являющейся окислителем.
NH4Cl - NH3^ + HCl^
(NH4)2CO3 - 2NH3^ + CO2^ + H2O
Реакция протекает с изменением степени окисления элементов, если присутствует анион кислоты-окислителя.
NH4NO3 - N2O^ + 2H2O
В анализе эти реакции используют для удаления катиона аммония.
4. Водный раствор аммиака является слабым основанием, соли аммония и сильных кислот гидролизованы по катиону (pH < 7).
NH4+ + HOH - NH4OH + H+
Реакция с гидроксидом натрия (ГФ).
NH4Cl + NaOH - NH3^ + H2O + NaCl
Реакцию проводят в пробирке или "газовой камере" ("висячая капля"). Реакция специфична.
Методика проведения реакции в "газовой камере": в тигель помещают 3-5 капель раствора хлорида аммония и такое же количество щёлочи. На предметное стекло прикрепляют кусочек влажной лакмусовой бумаги или фильтровальной бумаги, смоченной фенолфталеином. Закрывают тигель стеклом и осторожно нагревают на водяной бане. Выделяющиеся пары аммиака окрасят лакмусовую бумагу в синий цвет, а фенолфталеиновую - в красный.
Реакция с реактивом Несслера
K2[HgI4] + KOH.
Образуется аморфный осадок бурого цвета - иодид амминоксодиртути (II) (иодид оксомеркураммония).
NH4Cl + 2 K2[HgI4] + 4KOH - + KCl + 7 KI + 3H2O
Методика проведения реакции в "газовой камере": в тигель помещают 3-5 капель раствора хлорида аммония и такое же количество щёлочи. На предметное стекло наносят каплю тетраиодомеркурата (II) калия. Накрывают тигель стеклом каплей вниз и осторожно нагревают. На стекле появится бурое пятно.