Частные реакции катионов третьей аналитической группы

Реакции катиона бария Ba²⁺

1. Реакция окрашивания пламени

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

Выполнение реакции.

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:

BaCl₂ + H₂SO₄ = Ba₂SO₄ ↓ + 2HCl

Ba₂⁺ + SO₄^2- = BaSO₄ ↓

Осадок не растворяется в кислотах и щелочах.

Выполнение реакции.

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:

BaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = BaCO₃ ↓ + 2NH₄Cl

Ba²⁺ + CO₃²⁺ = BaCO₃↓

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.

Выполнение реакции.

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:

BaCl₂ + K₂CrO₄ = BaCrO₄ ↓ + 2KCl

2Ba²⁺ + CrO₄^2- + H₂O = 2BaCrO₄ ↓ + 2H⁺

Выполнение реакции.

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:

BaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = BaC₂O₄ ↓ + 2NH₄Cl

Ba²⁺ + C₂O₄^2- = BaC₂O₄↓

Выполнение реакции.

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

Реакции катиона Ca²⁺

1.Реакция окрашивания пламени.

Летучие соли кальция окрашивают пламя спиртовки 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 ионами кальция белый осадок сульфата кальция:

CaCl₂ + H₂SO₄ = CaSO₄ ↓ + 2HCl

Ca²⁺ + SO₄^2- = CaSO₄↓

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.

Выполнение реакции.

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:

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O₄ = CaC₂O₄ ↓ + 2NH₄Cl

Cа²⁺ + C₂O₄^2- = CaC₂O₄↓

Это наиболее важная качественная реакция иона Cа²⁺ и является фармакопейной.

Выполнение реакции.

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:

CaCl₂ + K₂[Fe(CN)₆] + NH₄Cl = CaKNH₄[Fe(CN)₆]↓ + 3KCl

Ca²⁺ + K⁺ + NH₄⁺ + [Fe(CN)₆]^4- = CaKNH₄[Fe(CN)₆]↓

В присутствии значительных количеств иона Ba²⁺ не рекомендуется применять эту реакцию для открытия ионов Ca²⁺, т.к. ион Ba²⁺при достаточном количестве может дать осадок K₂[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 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.

Выполнение реакции.

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.