Общая характеристика III группы

Классификация катионов

Группа	Катионы	Групповой реагент	Краткая характеристика
I	Li+, K+, Na+, NH4+	отсутствует
II	Ag+, Pb2+, Hg22+	HCl и ее соли	Хлориды нерастворимы в воде и разбавленных растворах кислот
III	Ba2+, Ca2+, Sr2+	H2SO4	Сульфаты нерастворимы в воде и разбавленных растворах Кислот.
IV	Al3+, Cr3+, Zn2+, As3+, As5+	NaOH (избыток)	Гидроксиды растворимы в избытке раствора щелочи
V	Fe2+, Fe3+, Mn2+, Mg2+, Bi3+	NaOH	Гидроксиды нерастворимы в избытке раствора щелочи и в растворе аммиака.
VI	Cu2+, Hg2+, Co2+, Ni2+, Cd2+	NH3 водный раствор	Гидроксиды нерастворимы в избытке раствора щелочи, но растворимы в избытке раствора аммиака. С избытком реагента образуют комплексные соединения.

Тема: «Катионы I аналитической группы»

1. Характеристика группы.

2. Частные реакции катионов первой аналитической группы.

1) Реакции на катион калия.

2) Реакции на катион натрия.

3) Реакции на катион аммония.

К первой аналитической группе катионов относятся K⁺, Na⁺, NH₄⁺. В отличие от катионов других групп почти все соли натрия, калия, аммония хорошо растворимы в воде.

Катионы K⁺, Na⁺, NH₄⁺. бесцветны. Гидроксиды натрия и калия – хорошо растворимы в воде и являются сильными основаниями. Гидрат аммиака NH₃?H₂O является слабым основанием: это нестойкое соединение, легко разлагающееся на аммиак и воду даже при комнатной температуре. Гидролизу подвергаются все соли аммония, а также натриевые и калиевые соли слабых кислот.

Аналитическим признаком катионов первой группы является отсутствие группового реагента.

Соли аммония являются нестойкими и легко разлагаются при нагревании. Это свойство используется при удалении солей аммония из смеси солей катионов первой группы.

В организме человека натрий в виде его растворимых солей (хлорида, фосфата и гидрокарбоната) содержится в основном во внеклеточных жидкостях: плазме крови, лимфе и пищеварительных соках. Осмотическое давление плазмы крови поддерживается на необходимом уровне в основном за счет хлорида натрия. Калий также содержится во всех тканях организма человека, но в отличие от натрия калий находится внутри клеток. Ион калия играет важную роль в некоторых биохимических процессах, определенная концентрация калия в крови необходима для нормальной работы сердца.

Соединения натрия, калия и аммония находят применение в фармации. Хлорид натрия входит в состав изотонического раствора и кровезаменителей, а также применяется как вспомогательное средство при изготовлении различных лекарственных препаратов. Гидрокарбонат натрия NaHCO₃ применяют при повышенной кислотности желудочного сока. Салицилат натрия используют при лечении ревматизма. 10 % раствор аммиака в воде применяется для выведения больного из состояния обморока.

Частные реакции катионов первой аналитической группы

Реакции катиона калия К⁺

1. Реакция окрашивания пламени. Летучие соли калия окрашивают бесцветное пламя в фиолетовый цвет.

Выполнение реакции. Соль калия, лучше всего КС1, смачивают хлороводородной кислотой и вносят на тонкой платиновой или нихромовой проволоке сначала в основание пламени, а затем переводят в часть пламени с наивысшей температурой. Ионы калия окрашивают пламя в фиолетовый цвет. Вместо проволоки можно применять грифель. Даже незначительное количество солей натрия мешает определению, так как фиолетовая окраска пламени от калия совершенно маскируется желтой окраской, которую придает пламени натрий. Данная реакция является фармакопейной, т. е, применяется при анализе фармацевтических препаратов. Реакция фармакопейная.

2. Винная кислота H₂C₄H₄O₆ или гидротартрат натрия Na₂HC₄H₄O₆ при достаточной концентрации К⁺ в растворе дают белый кристаллический осадок гидротартрата калия.

KCl + H₂C₄H₄O₆ → KHC₄H₄O₆↓ + HCl

KCl + NaHC₄H₄O₆ → KHC₄H₄O₆↓ + NaCl

K⁺ + HC₄H₄O₆^- → K HC₄H₄O₆↓

В минеральных кислотах осадок растворим. Поэтому, если в качестве реагента применяют винную кислоту, реакцию ведут в присутствии ацетата натрия СНзСОONа. В этом случае образующаяся при реакции сильная кислота замещается слабой уксусной кислотой, не растворяющей осадок.

В разбавленных растворах щелочей образуются растворимые в воде средние соли. Следовательно, реакцию можно проводить в нейтральной или слабокислой среде,

Растворимость КНС₄Н₄О₆ возрастает с повышением температуры, поэтому реакцию надо вести при охлаждении. Кроме того, этот осадок образует пересыщенный раствор; для ускорения образования кристаллов требуется механическое воздействие (трение, взбалтывание).

Ион NH₄⁺ мешает определению, так как он образует с реактивом белый кристаллический осадок. Реакция является фармакопейной. Реакцию можно проводить микрокристаллоскопически.

3. Гексанитритокобальтат (III) натрия Na₃[Co(NO₂)₆] осаждает из нейтрального или слабокислого раствора желтый кристаллический осадок гексанитритокобальтата (III) калия — натрия:

Na₃[Co(NO₂)₆] + 2KC1 → K₂Na[Co(NO₂)₆] ↓+ 2NaCl

2K⁺ + Na⁺ + [Co(NO₂)]^3- → K₂Na[Co(NO₂)₆]↓

Подобный осадок получается и с солями аммония, поэтому реакцию нужно вести в их отсутствие. Для проведения реакции используют свежеприготовленный водный раствор Na₃[Co(NO₂)₆], т. к. со временем этот реагент разлагается.

Эта очень чувствительная реакция является наиболее характерной для иона К⁺. Реакция является фармакопейной.

Реакции катиона натрия Na⁺

1. Реакция окрашивания пламени. Соли натрия окрашивают бесцветное пламя в желтый цвет. Реакция очень характерна и чувствительна, является фармакопейной.

2. Гексагидроксостибиат(V) калия K[Sb(OH)₆] дает с солями натрия в строго нейтральной среде медленно образующийся белый кристаллический осадок:

NaCl + K[Sb(OH)₆] → Na[Sb(OH)₆]↓ + KCl

Na⁺ + [Sb(OH)₆]^- → Na[Sb(OH)₆]↓

Реакцию нельзя проводить в кислой среде, так как в этом случае выделяется аморфный осадок метасурьмяной кислоты HSbO₃. Нельзя проводить определение и в сильно щелочных растворах, так как в этом случае осадок не выпадает из-за повышения его растворимости. Реакцию следует проводить в достаточно концентрированном растворе.

Растворимость Na[Sb(OH)₆] сильно возрастает с повышением температуры, поэтому реакцию проводят при охлаждении. Кроме того, эта соль склонна к образованию перенасыщенных растворов и для лучшей кристаллизации при проведении реакции необходимо потирать стеклянной палочкой о стенки пробирки. Присутствие аммонийных солей сильных кислот мешает определению, так как вследствие гидролиза этих солей образуется избыток ионов Н⁺ и может выделиться белый осадок метасурьмяной кислоты. Данную реакцию можно проводить и как микрокристаллоскопическую

3. Ацетат уранила UO₂(CH₃СОО)₂ (микрокристаллическая реакция) образует в растворах солей натрия желтоватые кристаллы ацетат уранила-натрия (UО₂) (СНзСОО)з].

NaCl + UО₂ (СНзСОО)₂ + СН₃СООН → NaUO₂ (СН₃СОО) ₃ + НС1

Можно в качестве реактива использовать - цинкуранилацетат Zn[(UO₂)з(СН₃СОО)₈]

NaCl + Zn[(UO₂)₃(CH₃COO)₈] + CH₃COOH + 9H₂O → NaZn[(UO₂)з(СН₃СОО)₉] · 9Н₂О↓ + HC1

Na⁺+ Zn[(UO₂)₃(CH₃COO)₈] + CH₃COO^-+ 9H₂O = NaZn[ (UO₂)з (СН₃СОО)₉] · 9Н₂О↓

Реакция является фармакопейной.

Эту реакцию можно проводить на предметном стекле с углублениями. К 2 каплям раствора хлорида натрия добавляют 1 каплю реактива. Наблюдают выпадение желтого кристаллического осадка.

Реакции катиона аммония NН₄⁺

1. Гидроксиды щелочных металлов NaOH и КОН при добавлении к водному раствору соли аммония выделяют аммиак:

NН₄С1 + NaOH → NaCl + NH₃ ↑ + Н₂О.

При нагревании раствора аммиак дан на влажную лакмусовую бумагу, аммиак взаимодействует с водой:

NH₃ + H₂O ↔ NH₄⁺ + ОН^-

Образующийся ион ОН^- изменяет окраску лакмуса на синий цвет. При достаточной концентрации аммонийной соли выделяющийся аммиак можно обнаружить по запаху. Реакция является фармакопейной.

2. Реактив Несслера (смесь K₂[HgI₄] с КОН) дает с солями аммония красно-бурый осадок:

Hg

2K₂[HgI₄] + 4 KOH + NH₄Cl ↔ [O NH₂] I↓ +3H₂O+ 7KI + KCl

Hg

2[HgI₄]^2- + 4OH^- + NH₄⁺↔ [OHg₂NH₂]I↓ +3H₂O +7I^-

Ионы К⁺ и Na⁺ не мешают определению. Рекомендуется всегда приливать избыток реактива, так как образующийся осадок растворим в большом количестве аммонийных солей. Реакция очень чувствительна и является характерной для ионов аммония. Интенсивность окраски осадка зависит от концентрации ионов.

Схема анализа катионов первой аналитической группы представлена на рисунке 1.

 

Рис.1. Схема анализа смеси катионов I аналитической группы

Тема: «Катионы II аналитической группы катионов»

1. Характеристика группы.

2. Частные реакции катионов второй аналитической группы.

1) Реакции на катион свинца.

2) Реакции на катион серебра.

3) Реакции на катион ртути (I).

Ко второй аналитической группе катионов относятся ионы Рb²⁺, Hg₂²⁺, Ag⁺. Соли этих катионов почти все плохо растворяются в воде. Хорошо растворимы только нитраты катионов этой группы, а также ацетата серебра и свинца. Катионы Рb²⁺, Ag⁺ и Hg₂²⁺ бесцветны.

Гидроксиды серебра и ртути (I) являются неустойчивые соединениями и в момент образования распадаются на соответствующий оксид и воду. Гидроксид свинца Рb(ОН)₂ является трудно растворимым слабым электролитом и обладает амфотерными свойствами, т. е. при диссоциации образуют одновременно и ионы водорода Н⁺, и гидроксид-ионы ОН^-

Pb²⁺ + 2OH^- ↔ Pb(OH)₂ + 2H₂O ↔ 2H⁺ + [Pb(OH)₄]^2-

При диссоциации гидроксида свинца (II) по типу кислоты образуется комплексный ион [Рb(ОН)₄]^2- Этим и объясняется взаимодействие амфотерных гидроксидов с кислотами и щелочами. При добавлении к гидроксиду свинца (II) кислоты возрастает концентрация ионов водорода. Согласно правилу Ле-Шателье, диссоциация Рb(ОН)₂ по типу кислоты подавляется, а по типу основания усиливается. В итоге осадок Рb(ОН)₂ растворяется и образуется соль, в которой свинец является катионом:

Pb(ОН)₂ + 2HNO₃ → Рb(NОз)₂ + 2Н₂О.

При добавлении к гидроксиду свинца (II) щелочи возрастает концентрация ионов ОН^-. Равновесие в системе опять нарушается, но теперь преобладает диссоциация Рb(ОН)₂ по типу кислоты. Тогда реакция взаимодействия со щелочью проходит с образованием комплексной соли:

Н₂ [Рb (ОН) ₄] + 2NaOH → Na₂ [Pb (ОН) ₄] + 2H₂O

или

Pb (OH)₂ + 2NaOH → Na₂ [Pb (OH) ₄]

Соли катионов второй группы подвергаются гидролизу и их растворы имеют кислую реакцию.

Ионы Pb²⁺, Ag⁺ и Hg₂²⁺ способны образовывать комплексные соединения. Катион Ag⁺ образует комплексные ионы с аммиаком, CN^-, SO₃ ²- и др. Благодаря этой способности можно переводить в раствор соли серебра (AgCl, AgBr и др.) в виде растворимых комплексных солей, что широко применяется в качественном анализе.

Групповым реагентом для второй аналитической группы являются разбавленная хлороводородная кислота или ее растворимые в воде соли. При действии группового реагента образуются белые творожистые осадки РbСl, AgCl, Hg₂Cl₂, причем ионы Pb²⁺ полностью не осаждаются.

Все растворимые соединения свинца и ртути ядовиты.

Соединения катионов второй группы находят широкое применение в медицине и фармации. Ионы серебра в очень низкой концентрации стерилизуют воду и подавляют развитие бактерий. Нитрат серебра используют при лечении глазных заболеваний. Колларгол (коллоидное серебро) применяют для промывания гнойных ран, мочевого пузыря и при гнойных конъюнктивитах. Протаргол — препарат серебра — применяют как вяжущее средство для смазывания слизистых оболочек верхних дыхательных путей. Основной ацетат свинца (II) применяется для примочек и компрессов, оксид свинца (II) РbО — для изготовления свинцового пластыря.

Частные реакции катионов второй аналитической группы

Реакции катиона свинца Рb²⁺

1. Хлороводородная кислота и растворимые хлориды осаждают из умеренно концентрированных растворов солей свинца (II) со слабокислой реакцией белый хлопьевидный осадок хлорида свинца (II), легко растворимый в горячей воде:

Pb(NO₃)₂+ 2НС1 → РЬС1₂↓ +2HNО₃

Pb²⁺ + 2Cl^- → РЬС1₂↓

2. Гидроксиды щелочных металлов КОН и NaOH

из растворов солей свинца (II) осаждают гидроксид свинца (II) — осадок белого цвета:

Pb (NO₃)₂ + 2КОН → Pb (ОН)₂↓ + 2KNO₃

Pb²⁺ + 2OH^- → Pb (ОН)₂↓

Гидроксид свинца (II) обладает амфотерными свойствами, поэтому он растворяется в разбавленной азотной или уксусной кислотах и в избытке щелочи:

Рb(ОН) ₂ + 2КОН → К₂[Pb (ОН)₄].

3. Серная кислота H₂SO₄ и растворимые сульфаты выделяют из растворов свинцовых солей труднорастворимый сульфат свинца (II) — осадок белого цвета:

Pb(NO₃)₂ + H₂SO₄ → PbSO₄ + 2HNO₃

Pb²⁺ + SO₄^2- → PbSO₄↓

Осадок растворяется при нагревании в щелочах (в отличие от осадков сульфатов кальция, стронция и бария):

РbSО₄ + 4КОН → К₂[Pb (ОН)₄] + K₂SO₄

Растворяется также в концентрированной серной кислоте:

РbSО₄ + H₂SO₄ → Pb(ОНSO₄)₂

4. Иодид калия KI, взаимодействуя с растворами свинцовых солей, дает желтый осадок иодида свинца (II):

Pb(NO₃)₂ + 2KI → PbI₂↓ + 2KNO₃

Pb²⁺ + 2I^- → PbI₂↓

Осадок растворим в избытке реагента:

PbI₂↓ + 2I^- → [PbI₄]^2-↓

Осадок растворимый в горячей воде, но при медленном охлаждении выпадают красивые золотистые чешуйчатые кристаллы («реакция золотого дождя»).

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора нитрата свинца (II) добавляют 2 капли раствора иодида калия. В полученный раствор с осадком добавляют 1 мл воды и 3 — 4 капли разбавленной уксусной кислоты; нагревают смесь на кипящей водяной бане в течение 2 мин, затем охлаждают содержимое пробирки под струей воды. Растворившийся при нагревании осадок иодида свинца (II) вновь выпадает в виде красивых золотистых чешуек.

Реакция часто применяется для открытия ионов Рb²⁺. Реакция фармакопейная.

5. Хромат калия К₂СгО₄ или хромат натрия выделяет из слабокислых растворов солей свинца (II) желтый осадок хромата свинца (II):

Pb(NO₃)₂ + К₂СгО₄ → PbCrO₄↓ + 2KNO₃

Pb²⁺ + СгО₄^2- → PbCrO₄↓

Осадок не растворяется в уксусной кислоте, но растворяется в азотной кислоте, в водном растворе аммиака, но растворяется в гидроксидах щелочных металлов с образованием комплексов:

PbCrO₄ + 4 NaOH → 2 Na₂[Pb(ОН)₄] + Na₂СгО₄

Реакция чувствительна и является характерной для ионов Рb²⁺.

6. С сульфид - ионами катионы свинца дают осадок черного цвета:

Pb²⁺ + S^2- → PbS↓

Осадок растворим в азотной кислоте. Реакция фармакопейная.

Реакции катиона серебра Ag^-+

1. Хлороводородная кислота НС1 и растворимые хлориды осаждают из нейтральных и кислых растворов солей серебра в виде белого творожистого осадка хлорид серебра:

AgNO₃ + HC1 → AgCl + HNO₃

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓

Осадок легко растворяется в избытке аммиака с образованием комплексной соли:

AgCl + 2NH₃ → [Ag(NH₃)₂]Cl

При подкислении аммиачного раствора концентрированной азотной кислотой эта соль разрушается и вновь выпадает осадок хлорида серебра:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ → AgCl↓ + 2NH₄NO₃.

Эту реакцию обычно используют для открытия иона Ag⁺. Она является фармакопейной.

2. Иодид калия KI образует с ионом Ag⁺ светло-желтый осадок AgI:

AgNO₃ + KI → AgI ↓ + KNO₃

Ag⁺ + I^- → AgI↓

Иодид серебра не растворяется в растворе аммиака в отличие от хлорида серебра.

3. Хромат калия К₂СгО₄ из растворов солей серебра осаждает кирпично-красный хромат серебра:

2AgNO₃ + К₂СгО₄ → Ag₂CrO₄ ↓ + 2KNO₃

2Ag⁺ + CrO₄^2- → Ag₂CrO₄↓

Осадок растворяется в кислотах. В концентрированном растворе аммиака растворяется сообразованием комплекса:

Ag₂CrO₄ + 4NH₃ → [Ag(NH₃)₂]₂ CrO₄

Если реакцию проводить в щелочной среде, то вместо хромата серебра выпадает осадок оксида серебра Ag₂O. В уксуснокислой среде образуется дихромат серебра Ag₂Cr₂O₇ – красно-бурого цвета.

4. Реакция с формальдегидом – реакция «серебряного зеркала» (реакция фармакопейная).

В чистую тщательно промытую пробирку вносят 3-4 капли раствора нитрата серебра, несколько капель раствора аммиака до растворения выпавшего осадка, несколько капель разбавленного раствора формальдегида и слегка нагревают пробирку (избегать сильного нагревания!)

Ag⁺ + NH₃?H₂O → AgOH↓ + NH₄⁺

2AgOH → Ag₂O↓ + H₂O

Ag₂O↓ + H₂O + 4 NH₃ → 2[Ag(NH₃)₂]²⁺ + 2OH^-

2[Ag(NH₃)₂]²⁺+ HCHO + 2 H₂O → Ag↓+ 2NH₄⁺ HCHONH₄ + NH₃?H₂O

5. C тиосульфатом натрия образует белый осадок, который быстро становится желтым, затем бурым и, наконец, черным вследствие перехода в сульфид серебра:

Na₂S₂O₃ + 2AgNO₃ → Ag₂S₂O₃↓ + 2NaNO_a

Ag₂S₂O₃ + H₂O → Ag₂S↓ + H₂SO₄.

Осадок тиосульфата серебра Ag₂S₂O₃ растворим в избытке тиосульфата натрия с образованием комплексных ионов [Ag(S₂O₃)]^-. Поэтому при проведении этой реакции необходимо добавлять избыток AgNO₃.

Реакции катиона ртути (I) Hg₂²⁺

1. Хлороводородная кислота НС1 и растворимые хлориды из растворов солей ртути (I) осаждают хлорид ртути (I) — осадок белого цвета (каломель):

Hg₂(NO₃)₂ + 2HC1 → Hg₂Cl₂↓ + 2HNO₃

Hg₂²⁺ + 2Cl^- → Hg₂Cl₂↓

На свету осадок постепенно чернеет ч с выделением тонкодисперсной металлической ртути:

Hg₂Cl₂ → HgCl₂ + Hg₂↓

Водный раствор аммиака окрашивает осадок в черный цвет, что обусловлено образованием черной мелкораздробленной ртути:

Hg₂CI₂ + 2NH₃ → Hg(NH₂)CI↓ + Hg↓ + NH₄C1.

С помощью этой реакции открывают ион Hg₂²⁺.

2. Иодид калия KI из растворов солей ртути (I) осаждает иодид ртути (I) — осадок болотно-зеленого цвета:

Hg₂(NО₃)₂ + 2KI → 2KNО₃ + Hg₂I₂↓

При стоянии цвет осадка изменяется вследствие образования иодида ртути (II) и металлической ртути:

Hg₂I₂ → HgI₂ + Hg.

3. Хромат калия К₂СгО₄ образует с солями ртути красно – бурый осадок

Hg₂(NО₃)₂ + К₂СгО₄ → Hg₂CrO₄↓ + 2KNO₃

Hg₂²⁺ + СгО₄^2-→ Hg₂CrO₄↓

Oсадок не растворим в щелочах и разбавленной уксусной кислоте.

4. Реакция со щелочами. Щелочи выделяют из растворов, содержащих катионы Hg₂²⁺, черный осадок оксида ртути

Hg₂² + 2ОН^- → Hg₂O↓ + H₂O

Осадок растворим в азотной и концентрированной уксусной кислотах.

Схема анализа смеси катионов II аналитической группы представлена на рисунке 2.

 

Рис. 2. Схема анализа смеси катионов II аналитической группы.

Тема: «Катионы III и IV аналитической группы»

1. Характеристика групп.

2. Частные реакции катионов третьей аналитической группы.

1) Реакции на катион бария

2) Реакции на катион кальция.

3. Частные реакции катионов четвертой аналитической группы.

1) Реакции на катион алюминия.

2) Реакции на катион хром.

3) Реакции на катион цинка.

К третьей группе катионов относятся ионы двухвалентных металлов Ва²⁺, Sr²⁺ и Са²⁺. Эти катионы бесцветны. Галогениды, нитраты и ацетаты этих катионов хорошо растворимы в воде. Гидроксиды катионов этой группы являются сильными электролитами и растворимость их уменьшается в последовательности Ва(ОН)₂, Sr(OH)₂, Ca(OH)₂.

Сульфаты бария, стронция и кальция плохо растворимы в воде, поэтому групповым реагентом является серная кислота. Наименее растворим сульфат бария, а наиболее - сульфат кальция. Вследствие этого при добавлении серной кислоты к смеси катионов третьей группы осадок BaSO₄ выделяется моментально, даже из разбавленных растворов, осадок SrSO₄ спустя некоторое время, a CaSO₄ только из концентрированных растворов солей кальция. Осаждение CaSO₄ всегда бывает неполным.

Соли бария и кальция широко распространены в природе. Природная вода содержит в растворе соли кальция, чем обусловлена ее жесткость. Кальций является одним из основных структурных компонентов костей человека и животных. Он необходим для осуществления процесса передачи нервных импульсов, для сокращения скелетных и гладких мышц, кальций участвует в процессе свертывания крови.

Соединения кальция и бария входят в состав многих фармацевтических препаратов. Сульфат кальция (гипс) применяют при наложении повязок и изготовлении зубных порошков. Хлорид и глюконат кальция используют для лечения при аллергических заболеваниях. Сульфат бария применяется при рентгеноскопических исследованиях желудка и кишечника как контрастное средство (BaSO₄ не пропускает рентгеновские лучи)

Частные реакции катионов третьей аналитической группы

Реакции катиона бария Ва²⁺

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

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

ВаС1₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2HCI

Ва²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄ ↓

Осадок не растворяется в кислотах и гидроксидах щелочных металлов. За исключением концентрированной серной, в котрой он заметно растворяется с образованием гидросульфата бария:

BaSO₄ + H₂SO₄ → Ba(НSO₄)₂

Реакция является фармакопейной. При нагревании с раствором карбонатов (соды) сульфат бария превращается в малорастворимый в воде карбонат, который затем растворяют в кислотах.

3. Хромат калия К₂СгО₄ или натрия осаждает из нейтральных или уксуснокислых растворов бариевой соли хромат бария желтого цвета:

ВаС1₂ + К₂СгО₄ → ВаСгО₄↓ + 2KCI

Ba²⁺ + СгО₄ ^2-→ BаСгО₄↓

Осадок растворяется в минеральных кислотах, но нерастворим в уксусной ткислоте.

4. Оксалат аммония.

Ba²⁺ + C₂O₄^2- → BaC₂O₄↓

Осадок растворим в соляной и азотной кислотах, а при нагревании в уксусной.

Реакции катиона кальция Са²⁺

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

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

СаСl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄↓ + 2HCI

Ca²⁺ +SO₄^2- → CaSO₄↓

Малорастворимый в воде осадок, который при медленной кристаллизации выделяется в форме игольчатых кристаллов гипса.- CaSO₄?2 Н₂О.

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.

Осадок не растворим в кислотах и щелочах, но растворяется в насыщенном водном растворе сульфата аммония.

3. Оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ дает на холоду в нейтральных, уксуснокислых или слабощелочных растворах белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция:

СаСl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ → СаС₂О₄↓ + 2NH₄Cl

Са²⁺ + C₂O₄^2-→ СаС₂О₄ ↓

Осадок нерастворим в уксусной кислоте, но легко растворим в минеральных кислотах. Реакцию с оксалатом аммония нельзя проводить в присутствии солей бария, так как ион Ва²⁺ образует с оксалатом аммония белый осадок

Эта реакция наиболее важная качественная реакция на ион Са²⁺ и является фармакопейной.

4. Гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(СN)₆] с солями кальция образует в слабощелочной среде белый кристаллический осадок, нерастворимый в уксусной кислоте:

CaCl₂ + K₄[Fe(CN)₆] + NH₄Cl → CaKNH₄[Fe(CN)₆]↓ + ЗКСl

Са²⁺+ К⁺ + [Fe(CN)₆]^4- + NH₄⁺ → CaKNH₄[ Fe(CN)₆]↓

Реакция возможно в аммиачно-буферной смеси (рН = 9)

В присутствии значительных количеств иона Ва²⁺ не рекомендуется применять эту реакцию для открытия ионов Са²⁺, так как ион Ва²⁺ при достаточном количестве может дать осадок с K₄[Fe(CN)₆].

Если присутствуют ионы Са²⁺, то выпадает белый осадок оксалата кальция.

Схема анализа смеси катионов III аналитической группы представлена на рисунке 3.