Третя аналітична група катіонів

Мета роботи: навчитися розпізнавати окремі катіони третьої аналітичної групи. 

Загальна характеристика групи

До третьої аналітичної групи належать катіони: Ва²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺. Груповим реагентом на третю аналітичну групу є 1M розчин сульфатної кислоти у присутності етанолу. Сульфати катіонів другої аналітичної групи також осаджуються сульфатною кислотою. Тому спочатку виділяють катіони другої групи, а потім осаджують Йони третьої аналітичної групи дією групового реагенту. Сульфати катіонів третьої групи нерозчинні в кислотах і лугах. Тому для поліпшення розчинності сульфати переводять у карбонати, які розчиняються в кислотах.

14. Дія групового реагенту. До 2-3 крапель розчинів солей кальцію, барію, стронцію додають по 2-3 краплі 1 М розчину сульфатної кислоти. Зазначте колір утворених осадів. Досліджують відношення одержаних осадів до дії розчинів мінеральної та ацетатної кислот.

                 CaCl₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ ¯ + 2HCl

                     Ca²⁺ + SO₄^2- → CaSO₄ ¯             ДР_CaSO4 = 2,37·10^-5

                      SrCl₂ + H₂SO₄ → SrSO₄¯ +2HCl

                      Sr²⁺ + SO₄^2- → SrSO₄¯                ДР_SrSO4 = 3,2·10^-7

                      BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄

                       Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄              ДР _BaSO4 = 1,1·10^-10

Оскільки добуток розчинності барій сульфату достатньо малий, то при дії групового реагенту з розчину у вигляді сульфатів спочатку осаджуються катіони Барію. Осад стронцій сульфату утворюється повільно, у вигляді білої каламуті. Розчинність осаду кальцій сульфату досить велике. Тому катіони Кальцію осаджуються повільніше через певний проміжок часу.

15. Дія карбонатів. До 2-3 крапель розчинів солей кальцію, барію, стронцію додають по 2-3 краплі насиченого розчину амоній карбонату. Досліджують відношення утворених осадів до дії розчинів мінеральної то ацетатних кислот.

Карбонат- йони осаджують катіони Ва²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺ у вигляді білих кристалічних осадів:

Ca²⁺ + СO₃^2- → CaСO₃¯

Sr²⁺ + СO₃^2- → SrСO₃¯

Ba²⁺ + СO₃^2- → BaСO₃↓

Осади карбонатів розчиняються в мінеральних та ацетатній кислотах:

BaСO₃↓ + 2Н^+- → Ba²⁺ +СО₂↑ + Н₂О

BaСO₃↓ + 2СН₃СООН → Ba²⁺ +СО₂↑ + 2СН₃СООН + Н₂О

 

Реакції катіонів Кальцію Ca ²⁺

16. Реакція з амоній оксалатом. До 3-4 крапель розчину солі Кальцію додати такий самий об’єм розчину амоній оксалату. Досліджують відношення утвореного білого дрібнокристалічного осаду до дії розчинів мінеральної то ацетатних кислот.

Ca²⁺ + С₂O₄^2- → CaС₂O₄ ¯

Кальцій оксалат розчиняється в мінеральних кислотах але не розчиняється в розведені й ацетатній кислоті. Цю властивість використовують для виявлення йонів Кальцію у систематичному ході аналізу.

Виявленню заважають катіони Ва²⁺, Sr ²⁺.

17. Мікрокристалоскопічна реакцію з груповим реагентом. На предметне скло нанесіть кілька крапель солі Кальцію і поряд краплі  1М розчину сульфатної кислоти. З’єднайте краплі на предметному склі скляною паличкою і злегка підсушіть над вогнем. Через кілька хвилин розгляньте утворені кристали під мікроскопом. Це характерна мікрокисталоскопічна реакція, в результаті якої утворюються кристали гіпсу CaSO₄·2Н₂О у формі голок

Виявленню не  заважають катіони Ва^{2 +}.

18 Забарвлення полум’я. Солі Кальцію забарвлюють полум’я пальника в червоний колір. На металевій дротинці вносять в полум’я пальника крупинки солі Кальцію, спостерігають червоне забарвлення.

Реакції катіонів Барію В a ²⁺

19. Реакція з калій хроматом. До 3-4 крапель розчину солі Барію додати такий самий об’єм розчину калій хромату. Досліджують відношення утвореного жовтого осаду барій хромату до дії розчинів мінеральної то ацетатних кислот.

Вa²⁺ + СrO₄^2- → ВaСrO₄ ¯

Барій хромат розчиняється в мінеральних кислотах але не розчиняється ацетатній кислоті. Цю властивість використовують для виявлення йонів Барію у систематичному ході аналізу.

Реакція специфічна. Використовується для виявлення та відокремлення йонів В a ²⁺ за наявності катіонів С а²⁺, Sr ²⁺.

20.Забарвлення полум’я. Леткі солі Барію забарвлюють полум’я пальника в жовто-зелений колір. На металевій дротинці вносять в полум’я пальника крупинки солі Барію, спостерігають жовте-зелене забарвлення.

 

Реакції катіонів Стронцію Sr ²⁺

21. Реакція з гіпсовою водою. До 5-6 крапель розчину солі Стронцію додати 10 крапель гіпсової води. Суміш кип’ятять протягом 1-2 хвилин і залишають на 5 хвилин для охолодження. Утворюється  білий дрібнокристалічний осад.

Sr²⁺ + SO₄^2- → SrSO₄ ¯

Реакція специфічна. Використовується для виявлення йонів Sr ²⁺ за наявності катіонів Са²⁺, Sr ²⁺. Виявленню заважають катіони Ва²⁺.

22.Забарвлення полум’я. Солі Стронцію забарвлюють полум’я пальника в червоний колір. На металевій дротинці вносять в полум’я пальника крупинки солі Стронцію, спостерігають червоне забарвлення.