Анализ катионов второй и третьей аналитических групп

Оглавление

• 1. Общая характеристика катионов II аналитической группы
• 2. Реакции обнаружения катионов II аналитической группы
•        2.1 Реакции Ag⁺ - ионов
•        2.2 Реакции Pb²⁺ - ионов
• 3. Общая характеристика катионов III аналитической группы
• 4. Реакции обнаружения катионов III аналитической группы
•        4.1 Реакции Ba²⁺ - ионов
•        4.2 Реакции Ca²⁺ - ионов
•        4.3 Реакции Sr²⁺ - ионов

1. Общая характеристика катионов II аналитической группы

Ионы Ag⁺, Hg₂²⁺ и Pb²⁺ осаждаются хлороводородной кислотой с образованием малорастворимых хлоридов белого цвета. Это отличает их от всех остальных катионов и поэтому эти ионы в рамках кислотно-основной классификации выделяют в самостоятельную аналитическую группу под номером два (групповой реагент на II аналитическую группу – HCl). Большинство солей II аналитической группы мало растворимы в воде; растворимы только нитраты и ацетаты.

При действии разбавленной HCl на катионы II аналитической группы образуются белые малорастворимые хлориды AgCl, Hg₂Cl₂, PbCl₂. Они нерастворимы в воде и разбавленных HNO₃ и H₂SO₄, однако могут частично растворяться в избытке HCl с образованием комплексных хлоридных ионов. Следовательно, при осаждении катионов II аналитической группы не следует сильно повышать концентрацию хлороводородной кислоты, которая является групповым реагентом.

Осадок PbCl₂ хорошо растворим в горячей воде, что используется для отделения PbCl₂ от хлоридов серебра и ртути в систематическом ходе анализе.

Хлорид серебра, который представляет собой аморфный творожистый осадок, на свету чернеет из-за разложения:

2AgCl + h → 2Ag↓ + Cl₂ 

Хлорид серебра легко растворим в водных растворах NH₃, (NH₄)₂СО₃ и KCN с образованием комплексных ионов [Ag(NH₃)₂]⁺ и [Ag(CN)₂]^-, а также в растворе Na₂S₂O₃ c образованием [Ag(S₂O₃)₂]^3-. Например:

AgCl + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H₂O 

Действие NH₄OH используется в ходе анализа для отделения AgCl от Hg₂Cl₂.

При действии NH₄OH белый осадок Hg₂Cl₂ превращается в белый комплексный амид ртути(I):

Hg₂Cl₂ + 2NH₄OH → [NH₂Hg₂]Cl↓ + NH₄⁺ + Cl^- + 2H₂O,

который быстро разлагается с образованием мелкодисперсной металлической ртути, что приводит к почернению осадка:

[NH₂Hg₂]Cl → NH₂HgCl + Hg↓

Амидосоединение ртути(II) NH₂HgCl белого цвета. Эту реакцию обычно используют для обнаружения ртути (I) в ходе анализа.

2. Реакции обнаружения катионов II аналитической группы

 Цель работы: Изучение реакций обнаружения катионов II аналитической группы.

В ходе работы студенты получают практические навыки выполнения аналитических реакций, характерных для катионов II аналитической группы, осуществления контроля за кислотностью реакционной среды и температурными условиями протекания реакций, правильного и безопасного использования центрифуги для отделения осадков, проведения микро- кристаллоскопического анализа.

Полученные знания и умения необходимы при проведении анализа образца неизвестного состава, в частности, при выполнении контрольной работы № 1.

2.1 Реакции Ag⁺ - ионов

Катионы серебра образуют с галогенид-ионами (Cl^-, Br^-, I^-) нерастворимые в азотной кислоте осадки – AgCl (белый), AgBr (бледно-желтый) и AgI (желтый) соответственно.

Осадок AgCl полностью растворяется в водном растворе аммиака (NH₄OH) с образованием аммиачного комплекса [Ag(NH₃)₂]⁺. В отличие от хлорида серебра, бромид серебра незначительно растворим в растворе аммиака, а AgI не растворяется в NH₄OH.

1. Реакция с растворимыми хлоридами.

Растворимые хлориды (HCl, NaCl, KCl и т.д.) образуют с ионами серебра белый творожистый осадок хлорида серебра:

Ag⁺ + Cl^- → AgCl↓ 

Если осадок AgCl растворить в водном растворе аммиака и полученный раствор подкислить азотной кислотой, то снова выпадает белый осадок хлорида серебра:

AgCl + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H₂O

[Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H⁺ → AgCl↓ + 2NH₄⁺ 

При действии на аммиачный раствор хлорида серебра иодида калия образуется желтый осадок AgI:

[Ag(NH₃)₂]⁺ + I^- + 2H₂O → AgI↓ + 2NH₄OH 

 Выполнение реакции:

 4-5 капель раствора нитрата серебра помещают в коническую пробирку и добавляют 2-3 капли раствора хлорида натрия. Наблюдают образование белого творожистого осадка. Затем осторожно по каплям при перемешивании добавляют 6М раствор NH₄OH до полного растворения осадка.

Половину полученного раствора переносят в чистую коническую пробирку и добавляют 3-4 капли 6М раствора азотной кислоты. Наблюдают образование белого осадка, который отделяют от раствора на центрифуге.

К оставшейся части раствора добавляют 3-4 капли раствора иодида калия. Наблюдают образование желтого осадка, который отделяют от раствора на центрифуге.

2. Реакция с хроматом калия.

Хромат калия K₂CrO₄ в нейтральной среде образует с ионами серебра кирпично-красный осадок хромата серебра:

2Ag⁺ + CrO₄^2- → Ag₂CrO₄↓

Осадок растворяется в азотной кислоте и гидроксиде аммония, но весьма трудно растворяется в уксусной кислоте.

Выполнение реакции:

 2-3 капли раствора нитрата серебра помещают в пробирку и добавляют 1-2 капли раствора хромата калия. Наблюдают образование кирпично-красного осадка. Реакцию следует проводить при рН = 7. В щелочной среде вы­падает осадок окиси серебра (Ag₂0). В аммиачной среде и в сильнокислой среде осадок не образуется.

3. Едкие щелочи NaOH и КОН дают с Ag⁺ бурый осадок Аg₂О, который образуется вследствие распада получающейся в первый момент неустойчивой гидроокиси серебра:        

2Ag⁺ + 20Н^- →2AgOH↓

2AgOH↓ →Ag₂0↓ + H₂0

Растворение осадка в NH₄OH обусловлено образованием ам­миачного комплекса серебра:

Ag₂O↓ + 4NH₄OH → 2[Ag(NH₃)₂]⁺ + 20Н^-+ 3H₂0

Растворение Ag₂0 в NH₄OH необходимо вести в присутствии соли аммония, так как иначе возможно образование азида серебра Ag₃N, взрывающегося от малейшего сотрясения.

При действии NH₄OH на растворы солей серебра может также выпасть осадок Ag₂0, который, однако, сейчас же растворяется в избытке реагента.

4. Гидрофосфат натрия Na₂HP0₄ образует с Ag⁺ желтый оса­док Ag₃P0₄, растворимый в HN0₃ и NH₄OH:

3Ag⁺ + 2HP0₄^2- → Ag₃P0₄↓+ Н₂РО^-

5. Растворы бромидов и иодидов (ионы Вr^- и I^-) дают с Ag⁺ и бледно-желтый осадок AgBr и желтый AgI:

Ag⁺ + Br^- →AgBr↓(ПР = 5,3 * 10^-13)

Ag⁺ + I^- →AgI↓ (ПР = 8,3 *10^-17)

В отличие от хлорида серебра (ПР = 1,78*10^-10), иодид серебра нерастворим в NH₄OH, а бромид серебра растворяется в нем не­значительно. Различное отношение их к NH₄OH связано с разли­чием их произведений растворимости.

Если, однако, действовать на осадки растворами KCN или Na₂S₂0₃, образующими с Ag⁺ комплексы [Ag(CN)₂]^- и [AgS₂0₃]^-, менее диссоциированные по сравнению с [Ag(NH₃)₂]⁺, то раство­ряются также AgBr и AgI. В этом можно убедиться на опыте, подействовав на отцентрифугированный осадок избытком раствора тиосульфата натрия Na₂S₂0₃.

6. Восстановление Ag⁺ до металлического серебра.

Ион Ag⁺ имеет сравнительно высокий стандартный потенциал (Е₀ = 0,80 в.) и поэтому может быть восстановлен до металлического серебра различными восстановителями.

а) Восстановление формальдегидом НСОН.

Выполнение реакции:

В пробирку, очищенную от жира промыванием хромовой смесью и затем водой, помещают несколько капель раствора соли серебра и разбавляют 10 каплями воды. Туда же добавляют 8—10 капель 2 н. Раствора NH₄OH и несколько капель разбавленного раствора формальдегида (формалина). При погружении пробирки в горячую воду на стенках ее образуется блестящее зеркало металлического серебра:

2Ag⁺ + 3NH₄OH + НСОН → 2Ag↓+ НСОО^- + 3NH₄⁺ + 2Н₂0

б) Восстановление ионами Мn²⁺.

2AgCl↓+ Mn²⁺ + 40Н^-→ 2Ag↓ + 2Сl^- + МnО(ОН)₂↓+ Н₂0

Реакцию обнаружения Ag⁺ проводят капельным методом.

Выполнение реакции:

На полоску бумаги наносят каплю раствора HCl. В центр получившегося влажного пятна помещают капилляр с  раствором соли серебра. При этом на бумаге образуется осадок AgCl. Осадок тщательно промывают, поставив в центр пятна капилляр, содержащий столько воды, сколько ее может быть удержано капиллярными силами. Держат капилляр до тех пор, пока диаметр пятна не увеличится в 2-3 раза. Затем промытый осадок смачивают каплей раствора Mn(N0₃)₂ и действуют маленькой каплей концентрированного раствора NaOH. Признаком присутствия Ag⁺ является момен­тальное почернение пятна при действии щелочи. Предельное раз­бавление 1 :25 000.

 

2.2 Реакции Pb²⁺-ионов

1.     Реакция с иодид-ионами.

Иодид-ионы I^- образуют с ионами свинца желтый осадок иодида свинца:

Рb²⁺ + 2I^- → РbI2↓ 

Осадок PbI₂ растворяется при нагревании в воде, в растворе уксусной кислоты, а в избытке иодид-иона образует растворимый тетраиодокомплекс:

РbI₂ + 2I^- → [PbI₄]^2-

 Выполнение реакции:

 2-3 капли раствора нитрата свинца помещают в пробирку и добавляют 1-2 капли раствора иодида калия. Наблюдают образование желтого осадка.

Затем прибавляют 8-10 капель воды и 8-10 капель 2М раствора уксусной кислоты и смесь нагревают на водяной бане до растворения осадка. Быстро охлаждают пробирку с раствором под струей холодной воды и наблюдают выпадение осадка иодида свинца в виде блестящих золотистых кристаллов («золотой дождь»).

2. Реакция с хроматом калия.

Хромат калия K₂CrO₄ с ионами свинца в нейтральной или слабокислой среде образует желтый осадок хромата свинца:

Pb²⁺ + CrO₄^2- → PbCrO₄↓ 

Выполнение реакции:

 2-3 капли раствора нитрата свинца помещают в пробирку и добавляют 1-2 капли раствора хромата калия. Наблюдают образование желтого осадка.

Осадок легко растворяется в растворах едких щелочей:

PbCr0₄↓+ 40Н^- → РЬО₂^2- + СrО₄^2- + 2Н₂О

Осадок РbСr0₄ мало растворяется в разбавленной азотной кис­лоте. В аммиаке, уксусной кислоте, ацетате и тартрате аммония он практически нерастворим. Это одна из наиболее важных реакций Рb²⁺.

3. Щелочи (NaOH, КОН) и NH₄OH с Рb²⁺ образуют белый оса­док гидроокиси свинца:

Pb²⁺ + 20Н^- → Рb(ОН)₂↓

Осадок обладает амфотерными свойствами, т. е. растворяется в кислотах и щелочах. В последнем случае образуются плюмбиты Na₂Pb0₂ или К₂Рb0₂:

Pb(OH)₂↓ + 2Н⁺ → Рb²⁺ + 2Н₂0

Н₂Рb0₂↓+20Н^- → РbО₂^2- + 2Н₂0

В аммиаке осадок РЬ(ОН)₂ нерастворим.

4. Серная кислота и растворимые сульфаты (S0₄^2--ион) осаждают Рb²⁺ в виде белого осадка PbS0₄:

Pb²⁺ + S0^2- → PbS0₄↓

Осадок растворим при нагревании в растворах едких щелочей вследствие образования плюмбитов, например:

PbS0₄↓+ 4ОН^- → РЬО₂^2- + S0₄^2- + 2Н₂О

Сульфат свинца также растворяется при нагревании с кон­центрированным (30%-ным) раствором СН₃СООNН₄ или (NH₄)₂C₄H₄O₆:

2PbS0₄↓ + 2СН3СОО^- → [Pb(CH₃COO)₂ • PbS0₄] + S0₄^2-

PbS0₄↓+ C₄H₄O₆^2- → PbC₄H₂0₆^2- + S0₄^2- + 2H⁺

Кислоты НС1 и HN0₃ также значительно повышают раствори­мость PbS0₄.

Отсюда следует, что полное отделение Рb²⁺ в виде PbS0₄ возможно лишь после удаления из раствора указанных кислот.

Присутствие кислот не вызывает заметного растворения BaS0₄ вследствие значительно меньшей величины произведения раство­римости BaS0₄ (ПР = 1,1 * 10^-10) по сравнению с величиной про­изведения растворимости PbS0₄ (ПР = 1,6* 10^-8).

5. Гидрофосфат натрия Na₂HP0₄ образует белый осадок Рb₃(Р0₄)₂:

3Pb²⁺ + 4НР0^2- → Pb₃(Р0₄)₂↓ + 2Н₂Р0₄^-

Фосфат свинца Рb₃(Р0₄)₂ сравнительно мало растворим в раз­бавленной азотной и в уксусной кислотах, растворим в ще­лочах.

6. Реакция с бензидином (C₁₂H₈(NH₂)₂).

Выполнение реакции:

Смочив фильтровальную бумагу аммиачным рас­твором 3%-ной Н₂0₂, наносят на увлажненное место каплю иссле­дуемого на Рb²⁺ раствора. Бумагу выдерживают в парах кипящей водяной бани. При этом образовавшаяся в результате взаимо­действия соли свинца с NH₄OH гидроокись свинца окисляется пере­кисью водорода до двуокиси свинца (бурого цвета):

Рb(ОН)₂↓ + Н₂0₂ → РЬ0₂↓ + 2Н₂0

и в то же время разрушается избыток Н₂О₂.

Если затем влажное пятно на бумаге обработать каплей рас­твора уксуснокислого бензидина, то реагент окислится образовав­шийся РЬ0₂, и пятно посинеет. Предельное разбавление 1 : 33000.

3. Общая характеристика катионов III аналитической группы

К третьей  аналитической группе катионов относятся ионы Ba²⁺, Sr²⁺ и Ca²⁺. Это S²-элементы второй группы периодической системы Д.И. Менделеева. Степень окисления у этих элементов постоянна и равна +2, они имеют устойчивые оболочки типа инертного газа. По сравнению с катионами S¹-элементов их заряд больше, а радиусы меньше, что приводит к проявлению ими больших поляризующих свойств. Вследствие этого, катионы бария, стронция и кальция дают ряд малорастворимых соединений с многозарядными анионами — сульфатами, карбонатами, фосфатами и оксалатами. Наиболее приемлемо осаждение катионов третьей аналитической группы в виде сульфатов, что дает возможность практически полного отделения катионов III группы от первой и второй групп.  

4. Реакции обнаружения катионов III аналитической группы

 Цель работы: Изучение реакций обнаружения катионов III аналитической группы.

В ходе работы студенты получают практические навыки выполнения аналитических реакций, характерных для катионов III аналитической группы, осуществления контроля за кислотностью реакционной среды и температурными условиями протекания реакций, правильного и безопасного использования центрифуги для отделения осадков, проведения микро- кристаллоскопического анализа.

Полученные знания и умения необходимы при проведении анализа образца неизвестного состава, в частности, при выполнении контрольной работы № 1.

4.1 Реакции Ba²⁺-ионов

1. Реакция с дихроматом калия.

Дихромат калия K₂Cr₂O₇ образует с ионами бария желтый осадок BaCrO₄. В водном растворе дихромата имеется небольшое количество ионов CrO₄^2-, возникающих в результате равновесия:

Cr₂O₇^2- + H₂O ↔ 2HCrO₄^- ↔ 2H⁺ + 2CrO₄^2-

При рН = 5 концентрация ионов CrO₄^2- достаточна для того, чтобы произведение растворимости для BaCrO₄ оказалось превышенным, и реакция протекает по уравнению:

2Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O → 2BaCrO₄↓ + 2H⁺

В результате реакции в растворе накапливаются ионы водорода, что препятствует сдвигу равновесия вправо. Чтобы добиться полного осаждения хромата бария, к раствору следует добавить избыток ацетата натрия. Ацетат-ионы связывают ионы водорода в слабую уксусную кислоту (СН₃СОО^- + Н⁺ ↔ СН₃СООН), которая с избытком CH₃COONa образует ацетатную буферную смесь, поддерживающую слабокислую среду с рН = 5.

В этих условиях ионы Sr²⁺ и Ca²⁺ не образуют осадков хроматов и обнаружению Ba²⁺ не мешают. Реакция также используется для отделения катионов стронция и кальция от ионов бария.

Выполнение реакции:

 В пробирку помещают 3 капли раствора соли бария, добавляют 3 капли раствора CH₃COONa и 3 капли раствора K₂Cr₂O₇. Наблюдают образование желтого осадка.

Осадок ВаСг0₄ образуется также при действии на растворы со­лей бария хроматом калия. Однако К₂Сг0₄ дает с Sr²⁺ желтый оса­док SrCr0₄, отличающийся от ВаСг0₄ лишь растворимостью в ук­сусной кислоте. Поэтому для предупреждения образования SrCr0₄ реакцию ведут в присутствии СН₃СООН или лучше, ацетатной бу­ферной смеси.

2. Реакция образования смешанных кристаллов.

Обнаружение ионов бария в этом случае основано на способности сульфата бария образовывать с перманганатом калия смешанные (изоморфные) кристаллы розового цвета вследствие близости параметров их кристаллических решеток:

Ba²⁺ + SO₄^2- + K⁺ + MnO₄^- → BaSO₄ * KMnO4↓

Выполнение реакции:

 2-3 капли раствора соли бария помещают в коническую пробирку и добавляют 2-3 капли раствора перманганата калия до образования устойчивой фиолетовой окраски. Затем приливают 8-10 капель 2 н. раствора H₂SO₄, несколько капель 3 % раствора H₂O₂ до обесцвечивания реакционной смеси и образовавшийся осадок отделяют от раствора на центрифуге. Наблюдают розовый цвет осадка.

В отличие от Ba²⁺ ионы стронция смешанных кристаллов не образуют и в результате реакции выделяется белый осадок сульфата стронция. Осадок CaSO₄ вследствие его значительной растворимости (KS = 2,5*10^-5) не образуется.

3. Реакция окрашивания пламени.

Чистую нихромовую проволочку смочите раствором BaCl₂ и внесите в пламя горелки. Пламя окрасится в желто-зеленый цвет.

4. Карбонат аммония, (NH₄)₂CO₃, образует с ионом Ba²⁺ белый осадок

BaCO₃, нерастворимый в NH₄Cl (проверьте, это важно!).

5. Серная кислота и растворимые сульфаты (S0₄^2- - ионы) обра­зуют с Ва²⁺ белый осадок BaS0₄:

Ba²⁺+ S0₄^2-→ BaS0₄↓

Сульфат бария — малорастворимая соль сильной кислоты, не­растворим в кислотах; BaS0₄ переводят в раствор, превратив его в ВаСО₃, который затем растворяют в кислоте:

BaS0₄↓ + СО₃^2-→ BaC0₃↓+ S0₄^2-

ВаС0₃↓+ 2СН₃СООН → Ва²⁺ + 2СН₃СОО^- + Н₂0 + C0₂↑

Практически это превращение осуществляют, например, путем нагревания BaS0₄ с насыщенным раствором карбоната натрия (мокрый способ).

Поскольку, однако, BaS0₄ менее растворим, чем образующийся при реакции ВаС0₃, эта реакция обратима и может быть доведена до конца лишь при многократной обработке осадка раствором Na₂C0₃. При такой обработке жидкость (содержащую образовавшиеся при реакции S0₄^2--ионы) сливают с осадка и за­меняют ее свежей порцией раствора Na₂C0₃ и т. д.

6. Оксалат аммония (NH₄)₂C₂0₄, т. е. соль аммония и щавеле­вой кислоты, образует с Ва²⁺ белый осадок Ва₂С₂0₄:

Bа²⁺ + C₂O₄^2- → BaC₂0₄↓

Осадок растворяется в НC1 и НNO₃, а при нагревании — также и в концентрированной СН₃СООН.

7. Гидрофосфат натрия Na₂HP0₄ образует с Ва²⁺ белый осадок ВаНР0₄:

Ва²⁺ + HPO₄^2- → ВаНР0₄↓

растворимый в НСl, HN0₃ и СН₃СООН.

Если вести реакцию в присутствии щелочей или аммиака, HPO₄^2-превращается в Р0₄^3- и осаждается средняя соль:

НРО₄^2- + ОН^- → Р0₄^3- + Н₂О

3Ва²⁺ + 2 Р0₄^3- → Ва₃(Р0₄)₂↓

Отношение этого осадка к кислотам такое же, как и ВаНРО₄.

 

4.2 Реакции Ca²⁺-ионов

1. Реакция с оксалатом аммония (фармакопейная).

 Оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ образует с ионами кальция белый осадок оксалата кальция, растворимый в минеральных кислотах, но не растворимый в уксусной кислоте:

Ca²⁺ + C₂O₄^2- → CaC₂O₄↓

Выполнение реакции:

 В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли кальция (не следует брать насыщенный раствор сульфата кальция!!!) и добавляют 2-3 капли раствора оксалата аммония. Наблюдают образование белого кристаллического осадка.

Реакции мешает присутствие ионов Ba²⁺, Sr²⁺ и Mg²⁺, дающие аналогичные осадки. В присутствии ионов бария реакцию на кальций выполняют в уксуснокислой среде при нагревании, т.к. оксалат бария растворим в горячей уксусной кислоте, а оксалат кальция нерастворим.

2. Реакция окрашивания пламени.

Чистую нихромовую проволочку смочите раствором CaCl₂ или Ca(NO₃)₂ и внесите в пламя горелки. Пламя окрасится в кирпично-красный цвет.

3. Карбонат аммония, (NH₄)₂CO₃, образует с ионом Ca²⁺ белый осадок CaCO₃, нерастворимый в NH₄Cl (проверьте, это важно!).

4. Микрокристаллоскопическая реакция.

Реакция основана на образовании катионами кальция с сульфат-ионами кристаллов гипса CaSO₄*2H₂O игольчатой формы:

Ca²⁺ + SO₄^2- + 2H₂O → CaSO₄*2H₂O↓

Выполнение реакции:

 На предметное стекло помещают 1 каплю раствора соли кальция, добавляют 1 каплю 2 н. раствора H₂SO₄ и осторожно нагревают на плитке до появления белой каемки на границе капли. Затем наблюдают под микроскопом образовавшиеся крупные кристаллы гипса CaSO4*2H2O игольчатой формы, в виде сросшихся пучков.

Реакции мешает присутствие ионов Ba²⁺ и Sr²⁺, образующие белые осадки сульфатов бария и стронция.

              

Рис. Кристаллы гипса CaSO₄*2H₂O

5. Растворимые сульфаты (SO₄^2--ионы) осаждают белый осадок CaS0₄ только в сравнительно концентрированных растворах солей кальция:

Са²⁺ + SO^2- → CaS0₄↓

Осадок растворим в (NH₄)₂S0₄ вследствие образования ком­плексной соли (NH₄)₂[Ca(S0₄)₂]. Гипсовая вода с растворами солей кальция мути не дает (отличие от Ва²⁺ и Sr²⁺).

6. Гексацианоферрат(II) калия K₄[Fe(CN)₆] дает возможность обнаружить Сa²⁺ в присутствии Sr²⁺, а также разделить эти ка­тионы.

Реакцию можно представить уравнением:

Ca²⁺ + 2NH₄⁺ + [Fe(CN)₆]^4- → Са(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓

Реакцию ведут при рН= 9, т. е. в присутствии аммонийной бу­ферной смеси.

Выполнение реакции:

 к 1—2 каплям исследуе­мого раствора прибавляют по капле растворов NH₄C1 и NH₄OH, нагревают и осаждают примерно равным объемом насыщенного раствора K₄[Fe(CN)₆]. Выпадает белый кристаллический осадок Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆] нерастворимый в уксусной кислоте. Это позво­ляет отличать его от SrC0₃, который может образоваться в присут­ствии (NH₄)₂C0₃, содержащемся в аммиаке, применяемом при реакции. Ион Ва²⁺ при значительной концентрации может также дать осадок с K₄[Fe(CN)₆]. Поэтому в присутствии Ва²⁺ применять эту реакцию для обнаружения Са²⁺ не следует.

7. Гидрофосфат натрия Na₂HP0₄ образует белый осадок гидрофосфата кальция:

Са²⁺ + HP0^2- → СаHPO₄↓

растворимый в кислотах (в том числе и в уксусной кислоте).

4.3 Реакции Sr²⁺-ионов

1. Серная кислота и растворимые сульфаты образуют белый осадок SrS0₄ практически нерастворимый в кислотах (почему?), его можно перевести в раствор так же, как и BaS0₄. Вследствие меньшей растворимости SrC0₃ по сравнению с SrS0₄, сульфат стронция превращается в карбонат несравненно легче, чем BaS0₄.

2. Реакция с гипсовой водой.

 Гипсовая вода (насыщенный раствор CaSO₄) образует с ионами стронция белый осадок (муть) SrSO₄:

Sr²⁺ + SO₄^2- → SrSO₄↓ (медленно, при нагревании)

Выполнение реакции:

4-5 капель раствора соли стронция (не следует брать насыщенный раствор сульфата стронция!!!) помещают в пробирку, добавляют 4-5 капель гипсовой воды и полученную реакционную смесь нагревают на водяной бане в течение 4-5 минут. Наблюдают появление незначительного помутнения раствора.

Обнаружению стронция по этой реакции мешает присутствие ионов Ba²⁺, которые с гипсовой водой мгновенно образуют обильный белый осадок сульфата бария.

3. Гидрофосфат натрия Na₂HP0₄ образует с Sr²⁺ белый осадок гидрофосфата стронция:

Sr²⁺ + HP0^2- → SrHPO₄↓

растворимый в кислотах (в том числе и в уксусной кислоте).

4. Оксалат аммония (NН₄)₂С₂0₄ осаждает Sr²⁺ в виде белого осадка SrC₂0₄:

Sr²⁺+C₂0₄^2- → SrC₂0₄↓

растворимого в минеральных кислотах, а при нагревании в кон­центрированной уксусной кислоте.

5. Обнаружение Sr²⁺ и Ва²⁺ капельной реакцией с родизонатом натрия Na₂C₆0₆.

Выполнение реакции:

На фильтровальную бумагу помещают каплю нейтрального раствора соли стронция и действуют каплей водного раствора родизоната натрия. При этом на бумаге появляется красно-бурое пятно осадка родизоната стронция SrC₆0₆. При сма­чивании пятна каплей разбавленной НСl осадок растворяется и пятно исчезает.

С родизонатом Ва²⁺ образует такой же красно-бурый осадок родизоната бария ВаС₆О₆, который, однако, легко отличить от ро­дизоната стронция, так как при действии НС1 этот осадок стано­вится розово-красным вследствие превращения в кислый родизонат бария.

Реакция очень удобна для дробного обнаружения Sr²⁺ и Ва²⁺ в присутствии всех остальных катионов III, II и I аналитических групп (катионы других групп должны отсутствовать).

Выполнение реакции:

На полоску бумаги помещают каплю нейтрального исследуе­мого раствора и смачивают каплей раствора родизоната. Рядом наносят на бумагу каплю раствора родизоната и сравнивают ок­раски. Если они одинаковы, ни Ва²⁺, ни Sr²⁺ в растворе нет. Если появляется красно-бурая окраска пятна, его смачивают каплей 0,5 н. раствора^[1] НС1. Обесцвечивание пятна указывает на отсут­ствие Ва²⁺ и присутствие Sr²⁺. Если же пятно краснеет (точнее — розовеет), — присутствует Ва²⁺.

Для об­наружения Sr²⁺ в этом случае проделы­вают следующее испытание. Полоску бу­маги смачивают раствором К₂Сr0₄ и на­носят в центр пятна каплю исследуемого раствора. При этом Ва²⁺ осаждается в виде ВаСrО₄, который с родизонатом не реагирует, тогда как хромат стронция с родизонатом реагирует вследствие боль­шей растворимости.

Чтобы быть уверенным в полноте осаждения, пятно еще раз смачивают К₂Сr0₄, после чего обрабатывают его каплей родизоната. В присутствии Sr²⁺ пятно легко окрашивается в красновато-бурый цвет, при его отсутствии — в оранжевый (окраска контрольного пятна, образовавшегося при нанесении на бумагу капли реа­гента).

6. Микрокристаллоскопическая реакция.

Выполнение реакции:

Каплю исследуемого раствора соли стронция досуха выпаривают на предметном стекле. Сухой остаток растворяют в капле 2%-ного раствора Cu(N0₃)₂ и снова выпаривают досуха. После охлаждения прибавляют 2 капли 0,05 н. раствора СН₃СООН и в полученный прозрачный раствор вносят кристаллики KN0₂. Спустя несколько минут (быстрее при слабом подогревании капли) по краям образуются мелкие сине-зеленые кубики тройного нитрита K₂SrCu(NO₂)₆. Предель­ное разбавление 1 : 10 000.

Ионы Ва²⁺ Са²⁺ дают кристаллы зеленого цвета. Форма их отличается от формы кристаллов соли стронция.

7. Реакция окрашивания пламени.

Летучие соли стронция окрашивают бесцветное пламя в характерный карминово-красный цвет.