Качественный анализ на обнаружение КАТОНОВ. Общая характеристика группы
 Скачать 203.5 Kb.
|
Общая характеристика группыГидроксиды бария, кальция, стронция являются сильными основаниями, и растворимые соли их, образованные сильными кислотами, гидролизу не подвергаются. Хорошо растворимыми солями этих катионов являются хлориды, нитраты, ацетаты. Карбонаты, сульфаты, хроматы, оксалаты и фосфаты – трудно растворимые. Групповым реактивом на катионы III группы является разбавленная серная кислота. РЕАКЦИИ катионов БАРИЯ (Ba2+) 1. Калия дихромат K2Cr2O7 образует с ионами бария осадок – хромат бария BaCrO4 желтого цвета. Причиной того, что выпадает не дихромат, а бария хромат, является следующее: в растворе K2Cr2O7 наряду с ионами Cr2O72‾ образуются и ионы CrO42‾: C   r2O72‾ + H2O ↔ 2 HCrO4‾ ↔ 2 H+ + 2 CrO42‾Концентрация ионов CrO42‾ достаточна для того, чтобы Ks(BaCrO4) оказывалось превышенным раньше, чем достигается Ks(BaCr2O7). Уравнение данной реакции приведено в общем виде: 2 BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O = 2 BaCrO4↓ + 2 KCl + 2 HCl 2 Ba2+ + Cr2O72‾ + H2O = 2 BaCrO4↓ + 2 H+ Желтый осадок бария хромата растворим в минеральных кислотах (кислотах HCl, HNO3), но нерастворим в уксусной кислоте. Так как осадок BaCrO4 растворим в сильных кислотах (кроме серной), а при образовании осадка образуется сильная кислота (см. уравнение реакции), то для полного осаждения нужно заменить сильную соляную кислоту уксусной. Для этого добавляют в раствор ацетат натрия. HCl + CH3COONa → CH3COOH + NaCl H+ + CH3COO‾ → CH3COOH Уравнение реакции осаждения калия дихроматом в этом случае будет следующим: 2BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O + 2CH3COONa → 2BaCrO4↓ + 2KCl + 2CH3COOH + NaCl 2Ba2+ + Cr2O72‾ + H2O + 2CH3COO‾ → 2BaCrO4↓ + 2CH3COOH 2. Аммония карбонат (NH4)2CO3 с солями бария образует аморфный белый осадок BaCO3, который постепенно переходит в кристаллический. Осадок бария карбоната легко растворяется в соляной, азотной и уксусной кислотах: BaCl2 + (NH4)2CO3 → BaCO3↓ + 2 NH4Cl Ba2+ + CO32‾ → BaCO3 BaCO3 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Ва + СО2↑ + Н2О BaCO3 + 2 CH3COOH → 2 CH3COO‾ + Ва2+ + СО2↑ + Н2О BaCO3 + 2 HCl → ВаCl2 + СО2↑ + Н2О BaCO3 + 2 H+ → Ва2+ + СО2↑ + Н2О 3. Аммония оксалат (NH4)2C2O4 с ионами бария образует белый кристаллический осадок бария оксалата ВаC2O4, растворимый в соляной и азотной и нерастворимый в уксусной кислотах. ВaCl2 + (NH4)2C2O4 → ВaC2O4↓ + 2 NH4Cl Вa2+ + C2O42‾ → ВaC2O4↓ BaC2O4 + 2 HCl → ВаCl2 + Н2С2О4 BaC2O4 + 2 H+ → Ва2+ + Н2С2О4 4. Натрия гидроортофосфат Na2HPO4 образует с солями бария белый аморфный осадок ВаHPO4, растворимый в минеральных и уксусной кислотах: ВaCl2 + Na2HPO4 → ВаHPO4↓ + 2 NаCl Вa2+ + HPO42‾ → ВаHPO4↓ 2 ВаHPO4 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Ва + Ва(H2PO4)2 ВаHPO4 + CH3COOH → CH3COO‾ + Ва2+ + H2PO4‾ ВаHPO4 + 2 HCl → ВаCl2 + H3PO4 ВаHPO4 + 2 H+ → Ва2+ + H3PO4 5. Насыщенный раствор гипса CaSO4·2H2O (гипсовая вода) образует с ионами Ва2+ белый мелкокристаллический осадок бария сульфата, нерастворимый в минеральных кислотах: BaCl2 + СаSO4 → BaSO4↓ + СаCl2 Ba2+ + SO42‾ → BaSO4↓ РЕАКЦИИ КАТИОНОВ КАЛЬЦИЯ (Cа2+) 1. Аммония карбонат (NH4)2CO3 с солями кальция образует белый кристаллический осадок СaCO3, легко растворяющийся в соляной и уксусной кислотах: СaCl2 + (NH4)2CO3 → СaCO3↓ + 2 NH4Cl Сa2+ + CO32‾ → СaCO3 СaCO3 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Са + СО2↑ + Н2О СaCO3 + 2 CH3COOH → 2 CH3COO‾ + Са2+ + СО2↑ + Н2О СaCO3 + 2 HCl → СаCl2 + СО2↑ + Н2О СaCO3 + 2 H+ → Са2+ + СО2↑ + Н2О 2. Аммония оксалат (NH4)2C2O4 с ионами кальция образует белый кристаллический осадок кальция оксалата. CaCl2 + (NH4)2C2O4 → CaC2O4↓ + 2 NH4Cl Ca2+ + C2O42‾ → CaC2O4↓ Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в минеральных кислотах (HCl, HNO3): СaC2O4 + 2 HCl → СаCl2 + Н2С2О4 СaC2O4 + 2 H+ → Са2+ + Н2С2О4 Предел обнаружения кальция этой реакцией 20 мкг. 3. Натрия гидроортофосфат Na2HPO4 образует с солями кальция белый аморфный осадок СаHPO4, растворимый в минеральных и уксусной кислотах: СaCl2 + Na2HPO4 → СаHPO4↓ + 2 NаCl Сa2+ + HPO42‾ → СаHPO4↓ 2 СаHPO4 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Са + Са(H2PO4)2 СаHPO4 + CH3COOH → CH3COO‾ + Са2+ + H2PO4‾ СаHPO4 + 2 HCl → СаCl2 + H3PO4 СаHPO4 + 2 H+ → Са2+ + H3PO4 4. Калия гексацианоферрат (II) K4[Fе(CN)6] в присутствии катионов аммония образует при нагревании белый кристаллический осадок двойной соли кальция-аммония гексацианоферрата (II). CaCl2 + K4[Fe(CN)6] + 2 NH4Cl → Ca(NH4)2[Fe(CN)6]↓ + 4 KCl Ca2+ + [Fe(CN)6]4‾ + 2 NH4+ → Ca(NH4)2[Fe(CN)6]↓ Однако указанная реакция недостаточно чувствительна, предел обнаружения кальция 50 мкг. Кроме того, катионы бария (при их высокой концентрации) и стронция с калия гексацианоферратом (II) образуют аналогичный осадок при условии их длительного нагревания на кипящей бане. Поэтому указанная реакция для обнаружения Ca2+ широкого применения в химическом анализе не имеет. РЕАКЦИИ КАТИОНОВ СТРОНЦИЯ (Sr2+) 1. Карбонат аммония (NH4)2CO3 при взаимодействии с растворами солей стронция осаждает карбонат стронция в виде белого осадка, растворимого в уксусной, соляной и азотной кислотах: Sr(NO3)2 + (NH4)2CO3 → SrCO3↓ + 2 NH4NO3 Sr2+ + CO32‾ → SrCO3↓ SrCO3 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Sr + СО2↑ + Н2О SrCO3 + 2 CH3COOH → 2 CH3COO‾ + Sr2+ + СО2↑ + Н2О SrCO3 + 2 HCl → SrCl2 + СО2↑ + Н2О SrCO3 + 2 H+ → Sr2+ + СО2↑ + Н2О 2. Аммония оксалат (NH4)2C2O4 с ионами стронция образует белый мелкокристаллический осадок стронция оксалата. Sr(NO3)2 + (NH4)2C2O4 → SrC2O4↓ + 2 NH4NO3 Sr2+ + C2O42‾ → SrC2O4↓ Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в минеральных кислотах (HCl, HNO3): SrC2O4 + 2 HCl → SrCl2 + Н2С2О4 SrC2O4 + 2 H+ → Sr2+ + Н2С2О4 3. Насыщенный раствор гипса CaSO4·2H2O (гипсовая вода) образует с ионами Sr2+ белый осадок стронция сульфата: Sr(NO3)2 + СаSO4 → SrSO4↓ + Са(NO3)2 Sr2+ + SO42‾ → SrSO4↓ Однако при действии гипсовой воды ион стронция дает не обильный осадок, а только небольшую муть, появляющуюся не сразу из-за образования пересыщенного раствора. Нагревание раствора ускоряет образование осадка. |