Уравнение реакции открытия катиона бария (3 видео)

Частные реакции катионов третьей аналитической группы

Реакции катиона бария Ba 2+

1. Реакция окрашивания пламени. Летучие соли бария окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет. Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. Соль бария (лучше BaCl₂ ) смачивают хлороводородной кислотой и вносят в основание пламени на тонкой платиновой проволоке или на грифеле, а затем переводят в зону пламени с наивысшей температурой.

2. Разбавленная серная кислота H₂SO₄ и растворимые сульфаты выделяют даже из очень разбавленных растворов осадок сульфата бария:

BaCl₂ + H₂SO₄ BaSO₄↓ + 2HCl

Ba 2+ + SO₄ 2- BaSO₄↓

Осадок не растворяется в кислотах и щелочах. Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. К одной капле раствора соли бария добавляют одну каплю разбавленной серной кислоты.

3. Карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ или другой растворимый карбонат с солями бария дает белый осадок карбоната бария:

BaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ BaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Ba 2+ + CO₃ 2- BaCO₃↓

Осадок растворим в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте (но не в серной, так как в этом случае образуется нерастворимый сульфат бария). Осаждение следует вести в слабощелочной среде, лучше в аммиачной.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора BaCl₂ или Ba(NO₃)₂, добавляют 1 каплю разбавленного раствора аммиака и 2 капли раствора карбоната аммония.

4. Хромат калия K₂CrO₄ или натрия Na₂CrO₄ осаждает из нейтральных или уксуснокислых растворов бариевой соли хромат бария желтого цвета:

BaCl₂ + K₂CrO₄ BaCrO₄

Ba 2+ + CrO₄ 2- BaCrO₄

Выполнение реакции. К одной капле раствора бариевой соли добавляют 1 каплю раствора хромата калия.

5. Дихромат калия K₂Cr₂O₇ осаждает из растворов солей бария также желтый осадок BaCrO₄:

2BaCl₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂O 2BaCrO₄ + 2HCl

2Ba 2+ + Cr₂O₇ 2- + H₂O 2BaCrO₄ +

Осадок BaCrO₄ растворим в сильных кислотах, поэтому реакция не доходит до конца (сильная кислота HCl образуется в результате самой реакции). Если к раствору добавить ацетат натрия, хлороводородная кислота будет замещена слабой уксусной кислотой

CH₃COONa + HCl CH₃COONa +NaCl

И реакция практически дойдет до конца.

Выполнение реакции. К 1-2 каплям раствора бариевой соли добавляют 2 капли раствора ацетата натрия и 2 капли раствора дихромата калия.

6. Оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ образует с солями бария белый осадок, растворимый в хлороводородной и азотной кислотах, а в уксусной кислоте только при кипячении:

BaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ Ba C₂O₄↓ + 2NH₄Cl

Ba 2+ + C₂O₄ 2- Ba C₂O₄↓

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли бария добавляют 2 капли раствора оксалата аммония.

Реакции катиона Ca 2+

1. Реакция окрашивания пламени. Летучие соли кальция окрашивают бесцветное газовое пламя в кирпично-красный цвет. Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. Реакция выполняется так же, как описано для катиона бария.

2. Разбавленная серная кислота H₂SO₄ образует с ионом кальция белый осадок сульфата кальция:

CaCl₂ + H₂SO₄ CaSO₄↓ + 2HCl

Ca 2+ + SO₄ 2- СaSO₄↓

Вследствие достаточно высокой растворимости сульфата кальция (2 г/л) осаждение возможно только из достаточно концентрированных растворов солей кальция. Более полное осаждение сульфата происходит при добавлении к раствору этилового спирта.

Выполнение реакции. К 3 каплям раствора соли кальция добавляют 3-4 капли разбавленной серной кислоты. К помутневшему раствору приливают 8-10 капель этилового спирта. Наблюдают выделение осадка.

3. Карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ осаждает карбонат кальция в виде осадка белого цвета:

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ CaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Ca 2+ + CO₃ 2- CaCO₃↓

Для полного осаждения кальция необходим достаточный избыток осадителя. Осадок растворим в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте. Осаждение следует проводить в аммиачной среде.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли кальция, добавляют 1 каплю разбавленного раствора аммиака и 2 капли раствора карбоната аммония.

4. Оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ дает на холоду в нейтральных и слабощелочных растворах белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция:

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ CaC₂O₄↓ + 2NH₄Cl

Ca 2+ + C₂O₄ 2- CaC₂O₄↓

Осадок не растворим в уксусной кислоте, но легко растворим в минеральных кислотах. Реакцию с оксалатом аммония нельзя проводить в присутствии солей бария, так как ион Ba 2+ образует с оксалатом аммония белый осадок ВaC₂O_4.

Это наиболее важная качественная реакция иона Са 2+ . Она является фармакопейной.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида кальция добавляют 2 капли раствора оксалата аммония.

5. Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль К₄[Fe(CN)₆]) с солями кальция образует в слабощелочной среде белый кристаллический осадок, нерастворимый в уксусной кислоте:

CaCl₂ + К₄[Fe(CN)₆] + NH₄Cl CaKNH₄[Fe(CN)₆] ↓ + 3KCl

Ca 2+ + K + + NH₄ + + [Fe(CN)₆] 3- CaKNH₄[Fe(CN)₆] ↓

В присутствии значительных количеств иона Ba 2+ не рекомендуется применять эту реакцию для открытия ионов Ca 2+ , так как ион Ba 2+ при достаточном количестве может дать осадок с К₄[Fe(CN)₆].

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора хлорида кальция, добавляют 1 каплю раствора хлорида аммония и 2 капли раствора аммиака до щелочной реакции и нагревают 1-2 минуты на водяной бане. К горячему раствору прибавляют 5-6 капель 0,5 М раствора желтой кровяной соли. Вновь нагревают 2-3 минуты на водяной бане. Реакция менее чувствительна, чем с оксалатом аммония.

6. Микрокристаллоскопическая реакция. Разбавленная серная кислота образует с солями кальция иглообразные кристаллы СaSO₄*2H₂O.

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают одну каплю раствора соли кальция и рядом одну каплю разбавленной серной кислоты. Соединяют стеклянной палочкой обе капли и слегка подсушивают (но не высушивают досуха!) над огнем до появления каемки по краям капли. Образующиеся кристаллы рассматривают под микроскопом.

Задания для самостоятельной работы

учащихся по теме:

«Катионы 3 аналитической группы, анализ смеси катионов 1,2,3 аналитических групп»

1.Какие катионы относятся к третьей аналитической группе . Назовите групповой реагент третьей аналитической группы.

2.Какую роль в организме человека играют ионы Ca 2+ ,Ba 2+ . Какие соли этих катионов используются в медицине.

3.Напишите в молекулярном и ионном виде реакции обнаружения на катион Ba 2+ .

4.Допишите реакцию взаимодействия:

а) Pb(NO₃)₂ + 2KOH

б) Pb(NO₃)₂ + K₂CrO₄

в) CaCl₂ + H₂SO₄

г) CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃

д) CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄

е) CaCl₂ + К₄[Fe(CN)₆] + NH₄Cl

5.На какой из катионов 3 аналитической группы проводится микроскопическая реакция. Опишите ее выполнение.

6.Какой катион второй группы при систематическом анализе смеси катионов 1,2,3 групп может оказаться вместе с катионами третьей группы

7.Почему сульфаты катионов третьей аналитической группы необходимо превращать в карбонаты

8.Какой реактив в качестве катализатора следует добавить в реакционную среду при взаимодействии серной кислоты и Са 2+ для полного осаждения продукта реакции?

9. В какой цвет окрашивают пламя горелки соли бария?

а) зеленый в) кирпично-красный

б) фиолетовый г) желто-зеленый

10.В каком реактиве растворяется осадок, образующийся в реакции хромата калия с солями бария?

Видео:Качественная реакция на катион барияСкачать

Аналитическая химия. Катионы 3 аналитической группы

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

«Актуальность создания школьных служб примирения/медиации в образовательных организациях»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Общая характеристика катионов третьей группы

Катионы третьей группы – осаждаются серной кислотой и ее солями, которые являются групповыми реагентами. При взаимодействии с сульфатом катионы дают нерастворимые в воде сульфаты бария и стронция и плохо растворимый сульфат кальция. Они образуют также нерастворимые в воде фосфаты, сульфиты, карбонаты. Нитраты, бромиды, хлориды, гидрокарбонаты хорошо растворимы в воде.

Гидроксиды кальция, бария, стронция обладают слабощелочными свойствами и в воде растворимы плохо. Катионы бесцветны, окраска их солей зависит от аниона. Соединения кальция, бария и стронция широко применяют как реактивы, минеральные краски, строительные материалы.

Значение в медицине и фармации катионов 3-ей аналитической группы

В медицинской и фармацевтической практике применяют соли кальция и бария. Сульфат кальция или гипс применяют для наложения повязок, при изготовлении зубных порошков. Хлорид кальция, глюконат кальция, лактат кальция используют при аллергических заболеваниях, как кровоостанавливающее средство, при пониженной свертываемости крови. Карбонат кальция или мел способен снижать повышенную кислотность желудочного сока. Он входит в состав зубных порошков и паст. Соединения кальция играют важную роль в организме, входя в состав костей, тканей, крови. Они регулируют деятельность системы свертывания крови, нервные и имунные процессы, работу сердца.

Из солей бария в медицине применяется сульфат бария как рентгеноконтрасное средство при рентгеноскопии желудка и кишечника.

Действие группового реактива

Для открытия катионов 3-ей группы применяется групповой реактив – разбавленная серная кислота и ее соли. При взаимодействии катионов 3-ей группы с сульфат-ионом в в растворах образуются белые кристаллические осадки:

Наименьшую растворимость имеет сульфат бария. Сульфат стронция и кальция растворяются в воде лучше, особенно сульфат кальция, который выделяется в осадок из концентрированных солей кальция. Поэтому при проведении реакции осадок сульфата бария образуется практически мгновенно, сульфат стронция – после стояния, сульфат кальция – только из концентрированных растворов. Благодаря высокой растворимости в воде сульфат кальция образует насыщенный раствор, который может служить реактивом на катионы бария:

Насыщенный раствор сульфата стронция соответственно является реактивом на катионы бария:

Эти особенности сульфатов катионов 3-ей группы объясняются различием из произведений растворимости (ПР _Ba = 1,1*10 -10 ; ПР _Sr =2,8*10 -7 ; ПР _Са =6,1*10 -5 ). Наименьшую величину произведения растворимости имеет сульфат бария, наибольшую сульфат стронция. В осадок, прежде всего, выпадает соль, имеющая наименьшую величину произведения растворимости.

Осадки сульфатов катионов 3-ей группы нерастворимы в кислотах и щелочах, лишь сульфат кальция растворим в растворе сульфата аммония ( NH ₄ ) ₂ SO ₄ с образованием комплексной соли:

Эту реакцию иногда используют для отделения ионов кальция от остальных. В виду высокой растворимости сульфата кальция в воде его осаждение следует проводить из спирто-водных растворов (50º), растворимость CaSO ₄ в них значительно снижается.

При отделении катионов 3-ей группы от других катионов с помощью сульфат-ионов образующиеся осадки нерастворимы в кислотах или щелочах. С целью улучшения их растворимости сульфаты переводят в карбонаты. Для перевода сульфатов бария, стронция и кальция в карбонаты осадок обрабатывают при нагревании многократно раствором Na ₂ CO ₃ :

При этом образуются осадки карбонатов бария, стронция и кальция, растворимые в кислотах:

Полученный раствор затем используют для качественного открытия отдельных ионов 3-ей группы.

Реакции катионов бария Ba 2+

Реакция с солями хромовой кислоты:

Образуется желтый кристаллический осадок хромата бария, растворимый в азотной и соляной кислотах:

В серной кислоте желтый осадок осадок хромата бария переходит в белый осадок сульфата бария:

В уксусной кислоте и других слабых кислотах осадок хромата бария нерастворим.

При взаимодействии солей бария с солями дихромовой кислоты также образуется осадок хромата бария:

При проведении реакции выделяется соляная кислота, которая частично растворяет осадок хромата бария, поэтому при применении дихроматов осаждение хромата бария происходит не полностью.

Для полного осаждения хромата бария с помощью дихроматов используют добавку солей уксусной кислоты. Соли уксусной кислоты взаимодействует с соляной кислотой, в итоге образуется слабая уксусная кислота, в которой осадок хромата бария не растворяется:

CH ₃ COONa + HCl → CH ₃ COOH + NaCl

Ионы стронция и кальция осадка с дихроматами не образуют, так как образующиеся хроматы кальция и стронция растворяются полностью в выделяющейся соляной или уксусной кислоте.

Реакция с солями щавелевой кислоты:

Образуется белый кристаллический осадок оксалата бария, растворимый в соляной и азотной кислотах, при нагревании – в концентрированной уксусной кислоте.

Реакция с карбонатами:

Образуется белый аморфный осадок, при нагревании переходящий в кристаллический, растворимый в соляной, азотной и уксусной кислотах.

Реакция с моногидрофосфатом натрия:

Образуется белый кристаллический осадок, растворимый в соляной, азотной и уксусной кислотах.

Реакция с гипсовой водой:

Образуется белый осадок сульфата бария.

Капельная реакция с родизонатом натрия:

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

BaCl ₂ + │ ║ → │ ║ Ba ↓+ 2NaCl

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

При нанесении на фильтровальную бумажку капли нейтрального раствора соли бария и раствора родизоната натрия появляется красно-бурое окрашивание вследствие выделения осадка родизоната бария. При добавлении капли соляной кислоты красно-бурое окрашивание переходит в красное, так как родизонат бария переходит в гидрородизонат бария красного цвета.

CO – CO – CO CO – CO – CO —

2 │ ║ Ba+2HCl → │ ║ Ba ↓+ BaCl ₂

CO – CO – CO CO – CO – COH 2

В присутствии K ₂ CrO ₄ родизонат бария не образуется . Реакция специфична для катионов бария.

Реакция окрашивания пламени. При внесении в пламя газовой горелки летучих солей бария(хлорид, нитрат) – пламя окрашивается в желто-зеленый цвет.

Реакции катионов стронция Sr 2+

Дает осадки, аналогичные по свойствам катиону бария с солями щавелевой, угольной и хромовой кислот, с гидрофосфатами, щелочами, гипсовой водой. Но не дает осадка с дихроматами.

Капельная реакция с родизонатом натрия:

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

SrCl ₂ + │ ║ → │ ║ Sr ↓+ 2NaCl

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

При проведении этой реакции на фильтровальной бумаге образуется красно-бурое окрашивание осадка родизоната стронция, исчезающее при добавлении капли соляной кислоты (растворение осадка). Реакция катиона стронция с родизонатом натрия происходит в присутствии K ₂ CrO ₄ вследствие слабой растворимости осадка SrCrO ₄ . Это свойство используют при открытии ионов стронция в присутствии ионов бария. На фильтровальную бумагу наносят каплю раствора K ₂ CrO ₄ и каплю исследуемого раствора. При этом бумага окрашивается в желтый цвет вследствие образования осадков SrCrO ₄ и Ва CrO ₄ . Затем на пятно наносят каплю раствора родизоната натрия. В присутствии ионов стронция пятно окрашивается в буро-красный цвет, в отсутствии стронция окраска остается желтой, так как Ва CrO ₄ реакцию с родизонатом натрия не дает.

Реакция с родизонатом натрия позволяет открыть катионы бария и стронция при совместном присутствии. Если при проведении этой реакции на бумаге образовалось красно-бурое пятно, исчезающее при добавлении HCl , в растворе присутствует стронций. Если красно-бурое пятно краснеет при добавлении HCl , то в растворе присутсвует барий и возможно стронций. Для подтверждения присутствия стронция проводят реакцию с родизонатом натрия в присутствии K ₂ CrO ₄ . Окрашивание желтого пятна в красно-бурый цвет указывает на присутствие стронция.

Реакция окрашивания пламени. При внесении летучих солей стронция (хлорид, нитрат) в пламя газовой горелки пламя окрашивается в карминово-красный цвет.

Реакции катионов кальция С a 2+

Катион кальция образует в растворах осадки с гидрофосфатами, карбонатами, щелочами, хроматами, аналогичные по свойствам осадкам, образуемым катионами бария и стронция. Реакции с гипсовой водой, дихроматами, хроматами ион кальция не дает. С родизонатом натрия ион кальция образует фиолетовый осадок в щелочной среде, растворимый в HCl .

Реакция с оксалатами:

Образуется кристаллический белый осадок оксалата кальция, который растворим в минеральных кислотах и нерастворим в уксусной кислоте( в отличие от оксалатов бария и стронция).

Реакция с гексациано(2) ферратом калия K ₄ [ Fe ( CN ) ₆ ]:

CaCl ₂ + K ₄ [ Fe ( CN ) ₆ ]+2 NH ₄ OH → Ca ( NH ₄ ) ₂ [ Fe ( CN ) ₆ ]↓+ 2 KCl +2 KOH

В слабощелочной среде рН=9 образуется белый кристаллический осадок гексациано (2) феррата кальция-аммония, растворимый в минеральных кислотах, но не растворимый в уксусной кислоте. Реакцию проводят в присутствии буферной смеси NH ₄ Cl + NH ₄ OH при нагревании. Проведению реакции мешает ион Ba 2+ .

Реакция окрашивания пламени. Пламя газовой горелки при внесении солей кальция окрашивается в кирпично-красный цвет.

Анализ смеси катионов третьей аналитической группы

Из растворов катионы 3-ей аналитической группы выделяют с помощью разбавленной серной кислоты. При осаждении катионов 3-ей анал. группы разбавленной серной кислоты добавляют 50% (от объема исследуемого раствора) этилового спирта для понижения растворимости сульфата кальция. Дают осадку постоять 5-10 мин, испытывают на полноту осаждения. Осадок фильтруют и промывают холодной водой.

Т.к. осадки сульфатов катионов3-ей группы практически нерастворимы в кислотах и щелочах, проводят реакцию их перевода в карбонаты. Для этого добавляют большой избыток карбоната натрия и кипятят. При этом сульфаты переходят в карбонаты. Осадок карбонатов промывают холодной водой до нейтральной реакции фильтрата и растворяют в уксусной кислоте. В фильтрате открывают катионы 3-ей группы. Катион бария открывают реакцией с дихроматом калия. При обнаружении катиона бария, его удаляют из раствора, добавляя избыток дихромата калия. Отделяют осадок и в фильтрате обнаруживают катионы стронция и кальция. Их осаждают, добавляя избыток насыщенного раствора карбоната натрия и нагревают. Осадок карбонатов стронция и кальция промывают горячей водой до удаления ионов хромата и растворяют в уксусной кислоте. К части раствора удаляют гипсовую воду и кипятят. При наличии в растворе катиона стронция образуется осадок сульфата стронция. Его при обнаружении удаляют, осаждая раствором сульфата аммония.

После отделения стронция в фильтрате открывают кальций с помощью раствора оксалата аммония или гексациано(2) феррата калия.

Видео:Качественная реакция на катион барияСкачать

—>Аналитические группы катионов —>

III аналитическая группа: Ca 2+ ,Sr 2+ ,Ba 2+

При действии группового реагента (водного раствора серной кислоты ^SO.j) катионы третьей аналитической группы осаждаются в виде малорастворимых в воде сульфатов кальция CaSO₄,стронцияSrSO₄ и бария BaSO₄ (свинец осаждается в виде сульфата PbSO₄). Числовые значения произведений растворимости этих сульфатов при комнатной температуре равны: K_s°(CaSO₄) = 2,5 10 -5 ,K_s° (SrSO₄) = 3,2 10 -7 , K_s°(BaSO₄) = 1,110 -10 ,K_s°(PbSO₄) = 1,6 10 -8 . При действии группового реагента катионы кальция неполностью осаждаются из водного рас-творавформеосадкасульфата кальция — частьионов Ca 2 + остается в растворе. Для более полного осаждения катионов кальция в форме сульфата кальция при действии группового реагента к анализируемому раствору прибавляют этанол, в присутствии которого растворимость сульфата кальция уменьшается.

Сульфаты кальция, стронция и бария практически нерастворимы в разбавленных кислотах, щелочах. Сульфат бария заметно растворяется в концентрированной серной кислоте с образованием кислой соли Ba(HSO₄)₂ Сульфат кальция растворим в водном растворе сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ с образованием комплекса (NH₄)₂[Ca(SO₄)₂]; сульфаты стронция и бария — не растворяются.

Аналитические реакции катиона кальция Ca 2+

Реакция с сульфат-ионами. Катионы кальция образуют с сульфат-ионами SO₄ 2- белый осадок малорастворимого в воде сульфата кальция, который при медленной кристаллизации выделяется в форме игольчатых кристаллов гипса — дигидрата сульфата кальция-CaSO_4*2H₂O:

Для увеличения полноты осаждения к раствору прибавляют равный объем этанола — в водно-этанольной среде растворимость сульфата кальция уменьшается по сравнению с растворимостью в чистой воде.

Осадок сульфата кальция нерастворим в кислотах и щелочах, но растворяется в насыщенном водном растворе сульфата аммония с образованием комплекса (NH₄)₂[Ca(SO₄)₂]:

что позволяет отделить катионы Ca 2+ от катионов Sr 2+ иBa 2+ .

При нагревании с растворимыми карбонатами, например, с раствором соды Na₂CO₃, белый осадок сульфата кальция переходит в белый же осадок карбоната кальция:

Карбонат кальция растворим в кислотах, поэтому нагревание CaSO₄ с раствором соды с последующим растворением образующегося CaCO₃ используют для отделения катионов кальция (вместе с катионами стронция и бария) от других катионов и перевода их в раствор.

Реакцию катионов кальция с сульфат-ионами обычно проводят как микрокристаллоскопическую. Предельное разбавление равно 2,5-10 4 мл/г.

Методика. Каплю раствора хлорида кальция CaCl₂ наносят на предметное стекло, прибавляют каплю раствора серной кислоты и слегка упаривают смесь. Под микроскопом наблюдают образовавшиеся игольчатые кристаллы гипса CaSO₄•2H₂Oв виде красивых сросшихся пучков или звездочек.

Реакция с оксалатом аммония (фармакопейная). Катионы Ca 2+ образуют с оксалатом аммония (NH₄)₂C₂O₄ белый кристаллический осадок оксалата кальция CaC₂O₄:

Реакцию проводят в слабокислой среде (рН = 6-6,5) в присутствии уксусной кислоты, в которой оксалат кальция не растворяется. В конце проведения реакции можно добавить аммиак.

Осадок CaC₂O₄ нерастворим в растворе аммиака, но растворяется в разбавленных минеральных кислотах с образованием щавелевой кислоты H₂C₂O₄, например:

Открываемый минимум — около 100 мкг, предельное разбавление — 6 10 4 мл/г (подругимданным

Мешают катионы Sr 2+ ,Ba 2+ ,Mg 2+ , дающие аналогичные осадки.

Методика. В пробирку вносят 3 капли раствора CaCl₂, прибавляют каплю раствора уксусной кислоты и 3 капли раствора оксалата аммония. Выпадает белый кристаллический осадок оксалата кальция.

Реакция с гексацианоферратом(П) калия. Катионы Ca 2+ образуют с гексацианоферратом(П) калия K₄[Fe(CN)₆] при нагревании раствора до кипения в присутствии катионов аммония белый кристаллический осадок смешанного гексацианоферрата(П) аммония и кальция Осадок нерастворим в уксусной кислоте.

Открываемый минимум равен 25 мкг, предельное разбавление — 2-10 3 мл/г.

Мешают катионы Ba 2+ и другие катионы, образующие осадки фер-роцианидов.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли насыщенного водного раствора CaCl₂, 2-3 капли раствора аммиака. Нагревают раствор до кипения и прибавляют 5-6 капель свежеприготовленного насыщенного раствора K₄[Fe(CN)₆]. Выпадает белый кристаллический осадок.

Реакция сродизонатом натрия. Катионы Ca 2+ образуют со свежеприготовленным раствором родизоната натрия Na₂C₆O₆ в щелочной среде осадок фиолетового комплекса, состав которого, по-видимому, можно описать формулой Ca₂C₆O₆(OH)₂:

Реакция довольно чувствительна: предел обнаружения — 1 мкг, предельное разбавление — 5-10 4 мл/г. Катионы Sr 2+ иBa 2+ не мешают, так как в щелочной среде не образуют осадки с родизонатом натрия.

Реакцию можно проводить капельным методом на фильтровальной бумаге.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора CaCl₂,3-4 капли раствора NaOH и

2 капли свежеприготовленного 0,2 % раствора ро-дизоната натрия. Выпадает фиолетовый осадок.

При проведении реакции на фильтровальной бумаге поступают следующим образом. На лист фильтровальной бумаги наносят каплю щелочного раствора CaCl₂ и каплю свежеприготовленного 0,2 % раствора Na₂C₆O₆ Образуется пятно (или осадок) фиолетового цвета.

Окрашивание пламени газовой горелки (фармакопейный тест). Соли (или другие соединения) кальция окрашивают пламя газовой горелки в кирпично-красный цвет.

Методика. На кончике платиновой или нихромовой проволоки, смоченной раствором HCl, вносят в пламя газовой горелки несколько кристалликов соли кальция или каплю раствора CaCl₂ Пламя окрашивается в кирпично-красный цвет.

Другие реакции катионов кальция. Катионы Ca 2+ образуют также осадки при реакциях в растворах: с растворимыми карбонатами — белый осадок CaCO₃ (растворяется в кислотах), с гидрофосфатом натрия

Na₂HPO₄ — белый CaHPO₄ (растворяется в кислотах), с хроматами — желтый CaCrO₄, с фторидами — белый студенистый CaF₂ (малорастворимый в кислотах и разлагающийся при нагревании с концентрированной серной кислотой).

Аналитические реакции катиона стронция Sr 2+

Реакция с сульфат-ионами. Катионы Sr 2+ образуют с сульфат-ионами белый осадок сульфата стронция SrSO₄:

Осадок нерастворим в щелочах, в растворе сульфата аммония (NH₄)₂SO₄ (в отличие от сульфата кальция, который растворяется в этом реагенте).

Осадок сульфата стронция образуется и при прибавлении «гипсовой воды» (насыщенный водный раствор сульфата кальция) к растворам, содержащим соли стронция, поскольку растворимость в воде сульфата стронция ниже растворимости сульфата кальция. Добавление «гипсовой воды» приводит к образованию осадка SrSO₄ лишь при нагревании; без нагревания осадок SrSO₄ выделяется только при длительном стоянии. Мешают катионы Ba 2+ .

При нагревании осадка SrSO₄ с раствором соды он, как и сульфат кальция, переходит в карбонат стронция SrCO₃, также нерастворимый в кислотах.

а) Реакция с «гипсовой водой». В пробирку вносят 4 капли раствора хлорида стронция SrCl₂, прибавляют 5-6 капель «гипсовой воды», нагревают на водяной бане и оставляют на

10-15 минут. Постепенно выделяется белый осадок сульфата стронция.

б) Реакция с серной кислотой. В пробирку вносят 1-2 капли раствора SrCl₂, прибавляют 2-3 капли раствора серной кислоты. Выпадает белый кристаллический осадок сульфата стронция.

Реакция с карбонат-ионами. Катионы Sr 2+ образуют при нагревании с карбонат-ионами CO₃ 2- белый кристаллический осадок карбоната стронция:

Осадок растворяется в кислотах.

Методика. В пробирку вносят 3-5 капель раствора SrCl₂,прибавля-ют столько же капель раствора карбоната аммония (NH₄)₂CO₃ иосто-рожно нагревают пробирку с раствором. Выпадает белый осадок карбоната стронция.

Реакция с родизонатом натрия. Катионы Sr 2+ образуют с родизона-том натрия Na₂C₆O₆ в нейтральной среде бурый осадок родизоната стронция, по-видимому, состава SrC₆O₆:

Реакцию проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Предел обнаружения — 7 мкг.

Катионы бария также образуют бурый осадок с родизонатом натрия. Однако родизонат стронция, в отличие от родизоната бария, растворим в хлороводородной кислоте, тогда как родизонат бария при взаимодействии с HO превращается в ярко-красный гидрородизонат бария.

Методика. На лист фильтровальной бумаги наносят каплю раствора SrCl₂ и каплю свежеприготовленного 0,2 % раствора родизоната натрия. Наблюдается образование красно-бурого пятна.

На пятно наносят каплю раствора HO. Окраска пятна исчезает (в присутствии катионов бария окраска не исчезает, а переходит из бурой в ярко-красную).

Окрашивание пламени газовой горелки. Соли (и другие соединения) стронция при внесении в бесцветное пламя газовой горелки окрашивают пламя в карминово-красный цвет. Методика аналогична описанной выше для теста на другие катионы.

Другие реакции катионов стронция. Катионы Sr 2+ образуют также осадки при реакциях в растворах: c оксалатом аммония (NH₄)₂C₂O₄ — белый SrC₂O₄ (частично растворяется в уксусной кислоте), с гидрофосфатом натрия Na₂HPO₄ — белый SrHPO₄ (растворяется в кислотах), с хроматом калия K₂CrO₄ — желтый SrCrO₄ (растворяется в уксусной кислоте; реакция высокочувствительна: предел обнаружения — 0,8 мкг).

Применяют также довольно чувствительную (предельное разбавление — 10 4 мл/г) микрокристаллоскопическую реакцию образования сине-зеленых кубических кристаллов K₂Sr[Cu(NO₂)₆].

Аналитические реакции катионов бария Ba 2+

Катионы бария Ba 2+ образуют с сульфат-ионами белый кристаллический осадок сульфата бария BaSO₄:

Осадок нерастворим в щелочах и кислотах, за исключением концентрированной серной кислоты, в которой он заметно растворяется с образованием гидросульфата бария Ba(HSO₄)₂:

При нагревании с растворами карбонатов (например, соды Na₂CO₃) сульфат бария превращается в малорастворимый в воде карбонат бария BaCO₃, который растворяется в кислотах.

Предел обнаружения каионов бария данной реакцией составляет 10 мкг. Мешают катионы Ca 2+ ,Sr 2+ ,Pb 2+ .

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора BaCl₂,прибавля-ют по каплям раствор H₂SO₄ Выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария.

Реакция с дихромат-ионами. Катионы Ba 2+ образуют с дихромат-ионами Cr₂O₇ 2- в присутствии ацетат-ионов желтый осадок хромата бария BaCrO₄:

Образование хромата бария BaCrO₄, а не дихромата BaCr₂O₇,вэтой реакции объясняется тем, что хромат бария менее растворим в воде, чем дихромат бария.

В водных растворах дихроматов устанавливается равновесие

В присутствии катионов Ba 2+ образуется и выпадает в осадок малорастворимый хромат BaCrO₄,тогда как дихроматBa₂Cr₂O₇ в осадок не выпадает вследствие его более высокой растворимости. В результате равновесие смещается вправо, и в растворе накапливаются ионы водорода, что, однако, препятствует более глубокому смещению равновесия. Поэтому для нейтрализации ионов водорода в раствор вводят ацетат натрия CH₃COONa. Ацетат-ионы CH₃COO — , образующиеся при электролитической диссоциации ацетата натрия, связывают ионы водорода в малодиссоциированную слабую уксусную кислоту CH₃COOH, вследствие чего равновесие образования хромат-ионов из дихромат-ионов смещается вправо. При этом возрастает полнота осаждения хромата бария.

Осадок хромата бария растворяется в сильных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте.

Мешают Ag + ,Pb 2+ ,Cd 2+ ,Co 2+ ,Ni 2+ и другие катионы, дающие осадки хроматов. Катионы Ca 2+ ,Sr 2+ не мешают открытию катионов бария.

Методика. В пробирку вносят 5 капель раствора BaCl₂, прибавляют 5 капель раствора дихромата калия K₂Cr₂O₇ и 4-5 капель раствора ацетата натрия CH₃COONa. Выпадает желтый кристаллический осадок хромата бария.

Хромат бария образуется также при реакции катионов Ba 2+ с хромат-ионами:

Однако при реакции с дихромат-ионами в присутствии ацетат-ионов катионы бария осаждаются практически количественно.

Реакция с родизонатом натрия. Катионы Ba 2+ реагируют с родизона-том натрия Na₂C₆O₆ в нейтральной среде с образованием красно-бурого осадка родизоната бария:

При прибавлении раствора хлороводородной кислоты красно-бурый осадок родизоната бария превращается в ярко-красный гидроро-дизонат бария Ba (HC₆O₆)₂.

Предел обнаружения — 0,25 мкг. Мешают катионы Pb 2+ .

Реакцию проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Методика аналогична описанной для реакции катионов стронция с родизонатом натрия.

Окрашивание пламени газовой горелки. Соли и другие соединения бария окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет. Методика — такая же, как и в других вышеописанных случаях.

Другие реакции катионов бария. Катионы Ba 2+ образуют также осадки при реакциях: с растворимыми оксалатами — белый BaC₂O₄ (растворяется в HCl, HNO₃, при нагревании — также и в CH₃COOH); с гидрофосфатом натрия Na₂HPO₄ — белый BaHPO₄ (растворяется в кислотах); с растворимыми карбонатами — белый BaCO₃ (растворяется в кислотах); с сульфитами — белый BaSO₃ (растворяется в кислотах).

Катионы Ba 2+ образуют окрашенные комплексы с некоторыми органическими реагентами, например, с 8-оксихинолином (желто-зеленый), с сульфоназом III (сине-зеленый) и др.