катионы бария ba2 образуют с сульфат ионами какой осадок

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.

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] ↓

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

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

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?

Источник

II группа катионов. Групповой реагент. Характерные реакции катионов кальция и бария

Групповым реактивом является раствор серной кислоты. Наименьшей растворимостью обладает сульфат бария, наибольшей – сульфат кальция. Осаждение CaSO₄ всегда бывает неполным.

Реакции катиона Са2+.

Реакция с карбонатом аммония (NН4)2СО3

Катион Са2+ с групповым реактивом (NН4)2СО3 образует белый аморфный осадок карбоната кальция, при нагревании переходящий в крупнокристаллический:

Для более полного осаждения катиона Са2+ реакцию следует проводить в аммиачной среде. Осадок СаСОз растворим и разбавленных соляной, азотной и уксусной кислотах:

Катион Са2′ с океадатом аммония (NH4)2C2О4 образует белый кристаллический осадок оксалата кальция:

Реакция осаждения Са2+ используется при определении полноты вложения молока в супах Осадок растворим в сильных кислотах и нерастворим в уксусной кислоте (даже при нагревании па водяной бане):

Реакции катиона Ва2+.

Реакция с карбонатом а м м о и и я (NH4)2CO3.

Катион Ва2+ с групповым реактивом (NH4)2CO3 образует белый аморфный осадок карбонат бария, при нагревании переходящий в крупнокристаллический:

Для более полного осаждения катиона Ва реакцию следует проводить в аммиачной среде. Осадок BaCO3 растворим в разбавленных сильных кислотах (кроме H2SO4) и слабой уксусной:

Катион Ва2+ с реактивом К2СrO4 образует осадок хромат бария желтого цвета:

Другие катионы второй группы с хроматом калия осадка не дают. Катионы Ва2+ можно обнаружить и исследуемом растворе хроматом калия только в нейтральной или слабокислой среде, так как и сильных кислотах осадок ВаCrO4 растворяется

Проведение реакции: В пробирку прилили 2-3 капли раствора соли бария и столько же раствора хромата калия K2CrO4. Наблюдать выпадение осадка желтого цвета. Осадок разделить на две части, к одной части осадка добавить раствор соляной кислоты» к другой раствор уксусной кислоты. Наблюдать растворение осадка в соляной кислоте.

Реакция с серной кислотой Н2SO4 (или растворимыми сульфатами).

Катион Ва2+ образует с серной кислотой H2SO4 или с ее растворимыми солями Na3SO4, K2SO4, (NH4)SO4 белый кристаллический осадок сульфат бария:

Осадок BaSO4 нерастворим ни в кислотах, пи в щелочах Проведение реакции: В пробирку прилить 2-3 капли раствора соли бария и I-2 капли раствора серной кислоты или раствора соли серной кислоты. Наблюдать выпадение осадка белого цвета.

Источник

Аналитическая химия. Катионы 3 аналитической группы

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

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:

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.

2 │ ║ Ba+2HCl → │ ║ Ba ↓+ BaCl ₂

CO – CO – CO CO – CO – COH 2

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

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+

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

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

Анализ смеси катионов третьей аналитической группы

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.

Источник

Частные реакции катионов третьей аналитической группы

Реакции катиона бария Ba 2+

1. Реакция окрашивания пламени

Летучие соли бария окрашивают пламя спиртовки или горелки в желто-зеленый цвет. Реакция является фармакопейной.

Раствор соли бария (лучше BaCl₂) смачивают хлороводородной кислотой и вносят в основание пламени на тонкой платиновой или нихромовой проволочке, 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:

Осадок не растворяется в кислотах и щелочах.

К одной капле раствора соли бария добавляют 1 каплю разбавленной H₂SO₄ – выпадает белый осадок BaSO₄.

3. Карбонат аммония (NH₄)₂CO₃ или другой растворимый карбонат с солями

бария дает осадок карбоната бария:

Осадок растворим в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте. Осаждение следует вести в слабощелочной среде, лучше в аммиачной, т.к. в кислотах он растворим.

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

4. Хромат калия K₂CrO₄ или натрия Na₂CrO₄ осаждает из нейтральных или уксусно-кислыхрастворов бариевой соли хромат бария желтого цвета:

Реакцию следует проводить в слабокислой среде ацетата натрия (1 капля).

К 1 капле раствора бариевой соли добавляют 1 каплю раствора хромата калия.

5. Оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ образует с солями бария осадок:

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

Реакции катиона Ca 2+

1.Реакция окрашивания пламени.

Летучие соли кальция окрашивают пламя спиртовки в кирпично-красный цвет. Реакция является фармакопейной.

Реакция выполняется так же, как описано для катиона бария.

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

Из-за высокой растворимости сульфата кальция осаждение возможно только из достаточно концентрированных растворов солей кальция. Более полное осаждение сульфата происходит при добавлении к раствору этилового спирта.

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

3. Оксалата аммония (NH₄)₂C₂O₄ дает на холоде в нейтральных, уксуснокислых или слабощелочных растворах белый мелко-кристаллический осадок оксалата кальция:

Это наиболее важная качественная реакция иона Cа 2+ и является фармакопейной.

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

4. Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль) K₄[Fe(CN)₆] с солями кальция образуют в слабощелочной среде белый кристаллический осадок, нерастворимый в уксусной кислоте:

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 мин. На водяной бане. К горячему раствору прибавляют 5-6 капель 0,5 М раствора желтой кровяной соли. Вновь нагревают 2-3 мин. На водяной бане. Реакция мене чувствительна, чем с оксалатом аммония.

5. Микрокристаллоскопическая реакция. Разбавленная серная кислота образует с солями кальция иглообразные кристаллы CaSO₄2H₂O.

На предметное стекло помещают 1 каплю раствора соли кальция и рядом 1 каплю разбавленной кислоты. Соединяют стеклянной палочкой обе капли и слегка подсушивают (но не высушивают досуха!) над водяной баней до появления каемки по кромке капли. Образующиеся кристаллы рассматривают под микроскопом.

Источник