Ионы s-элементов IA группы
Катионы натрия и калия относятся к I аналитической группе, которая характеризуется отсутствием группового реагента, т. е. реактива, способного осаждать все катионы этой группы из их растворов.
Следует иметь в виду, что приведенные ниже реагенты, используемые для исследования растворов на содержание в них ионов калия и натрия, дают аналогичный эффект с катионом аммония. Поэтому использование этих реагентов возможно после предварительного испытания раствора на содержание в нем катиона аммония.
Реакция обнаружения катиона калия K+
Гексанитрокобальтат (III) натрия Nа3
[Со(NO2
)6
] образует с ионами калия желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (III) калия-натрия:
2КСl + Na3
[Co(NO2
)6
] = K2
Na[Co(NO2
)6
]Ї+ 2NaCl,
2К+
+ Na+
+ [Co(NO2
)6
]3-
= K2
Na[Co(NO2
)6
] Ї.
Обнаружение иона К+
с помощью гексанитрокобальтата (III) натрия проводят в нейтральном и слабокислом растворах, так как в щелочной среде и в присутствии сильных кислот реагент разлагается.
Реакция обнаружения катиона натрия Na+
Гексагидроксостибиат (V) калия К[Sb(ОН)6
] образует с ионом натрия белый кристаллический осадок гексагидроксостибиата (V) натрия:
NaCI + К[Sb(ОН)6
] = Na[Sb(OH)6
] Ї + КСl,
Na+
+ [Sb(OH)6
]= Na[Sb(OH)6
] Ї.
Обнаружение иона Na+
с помощью гексагидроксостибиата (V) калия проводят в нейтральном или слабощелочном растворе, так как кислоты разлагают реагент, а щелочи растворяют осадок Na[Sb(OH)6
] с образованием хорошо растворимой средней соли.
Ионы s-элemeнтов IIA группы
Катионы магния, кальция, (бария и стронция относятся ко II аналитической группе, которая характеризуется наличием группового реагента (NН4
)2
СОз, осаждающего любой из приведенных катионов из его раствора.
Реакции обнаружения катиона магния Mg2+
Действие группового реагента. Карбонат аммония (NH4
)2
СОз с раствором соли магния образует белый аморфный осадок основной соли (MgOH)2
CO3
, растворимый в избытке NH4
Cl:
2MgCl2
+ 2(NH4
) 2
CO3
+ Н2
О = (MgOH) 2
CO3
Ї + СО2
+ 4NH4
Cl,
2Mg2+
+ 2CO3
2-
+ Н2
О = (MgOH)2
CO3
Ї + CO2
.
Реакция обнаружения. Едкие щелочи и гидроксид аммония образуют с растворами солей магния белый аморфный осадок Mg(OH)2
, хорошо растворимый в кислотах и растворах аммонийных солей:
Mg2+
+ 2OН-
= Mg(OH)2
Ї
Растворение в кислотах:
Mg(OH)2
+ 2H+
= Mg2+
+ 2Н2
O.
Растворение в растворах аммонийных солей:
Mg(OH)2
+ 2NH4
+
= Mg2+
+ 2NH4
OH.
Реакции обнаружения катиона бария Ва2+
Действие группового реагента. Карбонат аммония (NН4
)2
СО3
осаждает катион Ва2+
из растворов его солей в виде белого аморфного постепенно кристаллизующегося осадка ВаСО3
:
BaCl2
+ (NH4
) 2
CO3
=
ВаСО3
Ї + 2NH4
Cl,
Ва2+
+ CO3
2-
= ВаСО3
Ї.
Осадок хорошо растворим в кислотах, в том числе и слабых.
Реакция обнаружения. Дихромат калия К2
Сг2
O7
образует с раствором соли бария желтый осадок ВаСгO4, нерастворимый в уксусной кислоте, в отличие от хромата стронция (хромат кальция хорошо растворяется в воде):
2Ba2+
+ Сг2
O7
2-
+ Н2
O =
2ВаСгO4
Ї + 2H+
.
Реакцию проводят при избытке CH3
COONa, который реагирует с образующимися ионами Н+
, смещая равновесие вправо вследствие образования малодиссоциированной уксусной кислоты:
СН3
СОС-
+ Н+
= СН3
СООН.
Реакции обнаружения катиона кальция Са2+
Действие группового реагента. Карбонат аммония (NН4
) 2
СО3
осаждает из растворов солей кальция аморфный белый осадок СаСО3
, который при нагревании переходит в кристаллический:
CaCl2
+ (NH4
) 2
CO3
= СаСО3
Ї + 2NH4
C1,
Ca2+
CO3
2-
= СаСО3
Ї.
Осадок легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах.
Реакция обнаружения. Оксалат аммония (NH4
)2
C2
O4
образует с раствором соли кальция белый кристаллический осадок, растворимый в соляной, но не растворимый в уксусной кислоте:
CaCl2
+ (NH4
)2
C2
O4
= СаС2
O4
Ї + 2NH4
C1,
Ca2+ + С2
O4
2-
= СаС2
O4
.
Аналогичный осадок дают ионы Ва2+
и Sr2+
. Поэтому этой реакцией можно обнаружить Са2+
только при отсутствии ионов бария и стронция.
Реакции обнаружения катиона стронция Sr2+
Действие группового реагента. Карбонат аммония (NH4
)2
CO3 При взаимодействии с растворами солей стронция осаждает карбонат стронция белого цвета, растворимый в уксусной, соляной и азотной кислотах:
SrCl2
+ (NH4
)2
CO3
= SrCO3
Ї + 2NH4
C1.
Реакция обнаружения. Насыщенный раствор гипса CaSO4
.
2H2
O (гипсовая вода) образует с ионами Sr2+
белый осадок сульфата стронция:
Sr2+
+ SO4
2-
= SrSO4
Ї.
Однако при действии гипсовой воды ион стронция дает не обильный осадок, а только помутнение, появляющееся не сразу из-за образования пересыщенного раствора. Появление осадка ускоряют нагреванием.
Реакция служит для обнаружения Sr2+
только при отсутствии Ba2+
, которой с гипсовой водой вызывает помутнение, появляющееся сразу, так как растворимость BaSO4
меньше растворимости SrSO4
(Ks
0
(BaSO4
) = 1,1 .
10-10
, Ks
0
(SrSO4
) = 2,8 .
10-7
).
Гипсовая вода не образует осадков с растворами солей кальция ни на холоду, ни при нагревании. Этим ион Ca2+
отличается от ионов Ba2+
и Sr2+
.