Контрольные вопросы

1.Чем отличается I аналитическая группа катионов от других групп сульфидной классификации?

2.Почему обнаружение катиона K⁺ гидротартратом натрия необходимо проводить в нейтральной среде?

3.Можно ли обнаружить катион K⁺ в присутствии катиона NH₄⁺?

4. Можно ли обнаружить катион Na⁺ в присутствии катиона NH₄⁺?

5.Какая из реакций обнаружения катиона NH₄⁺ является специфической?

6.Почему при обнаружении катиона NH₄⁺ щелочами необходимо нагревание и смачивание индикаторной бумаги?

7.Какие реактивы используют для обнаружения катиона K⁺?

8.Как выполнить реакцию обнаружения Na⁺ действием уранилацетата микрокристаллоскопическим способом?

9.Почему анализ смеси катионов I группы начинают с обнаружения катиона NH₄⁺?

10.Как можно удалить катион NH₄⁺ из анализируемого раствора?

11.Как проверить полноту удаления иона NH₄⁺?

12.Какая реакция на катион Mg²⁺специфична?

13.Почему необходимо прибавлять соль аммония при действии гидрофосфата натрия на соли магния?

ВТОРАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ ГРУППА КАТИОНОВ Ba ²⁺, Sr ²⁺, Ca ²⁺

Характерной особенностью катионов II группы является их способность давать трудно-растворимые в воде карбонаты. Хлориды и сульфиды указанных катионов хорошо растворимы в воде. Катионы II группы дают ряд малорастворимых солей: сульфаты, хроматы, оксалаты, фосфаты. Различия в растворимости этих солей используются в анализе для разделения ионов, а также для открытия одного иона в присутствии другого.

Действие группового реагента (nh4)2co3

Для получения карбонатов II аналитической группы можно использовать в качестве осадителя любой растворимый карбонат: K₂CO₃, Na₂CO₃, (NH₄)₂CO₃. Однако введение в реакционную смесь ионов К⁺ и Na⁺ делает дальнейшее исследование раствора на присутствие этих ионов невозможным. Поэтому в качестве группового реагента на II группу используют только (NH₄)₂CO₃. При этом необходимо учитывать некоторые особенности этого реактива. (NH₄)₂CO₃ в водных растворах подвергается гидролизу приблизительно на 70%.

(NH₄)₂CO₃ + Н₂О = NH₄НCO₃ + NH₄OH

Накопление ионов НCO₃^- вместо СО₃^2- приводит к неполному осаждению катионов II группы, так как их бикарбонаты более растворимы в воде, чем карбонаты. Для предотвращения гидролиза осаждение необходимо вести в присутствии NH₄OH. Кроме того, в раствор вводят NH₄Cl для предотвращения выпадения (MgOH)₂CO₃ растворимого в солях аммония (Mg²⁺ остается в растворе с I группой). Смесь NH₄OH и NH₄Cl образует аммонийную буферную смесь, которая поддерживает необходимую для полноты осаждения щелочность раствора. Другой особенностью (NH₄)₂CO₃ является его способность разлагаться с выделением карбамината аммония:

(NH₄)₂CO₃ = NH₂COONH₄ + H₂O.

При нагревании до 70-80⁰С идет реакция с образованием группового реагента. Кроме того, нагревание полезно и потому, что ускоряет превращение первоначально аморфного осадка карбонатов II группы в кристаллический. Следовательно, осаждение карбонатов II группы нужно вести с помощью (NH₄)₂CO₃ в присутствии NH₄OH и NH₄Cl (рН = 9,2) из нагретого до 80^оС раствора. В осадок выпадают CaCO₃, SrCO₃ и BaCO₃, а катионы I группы вместе с введенными солями остаются в растворе.

Выполнение реакции: В три пробирки берут по 2-3 капли растворов солей Ba²⁺, Sr²⁺, Ca²⁺, прибавляют по 2 капли NH₄OH и NH₄Cl, нагревают на водяной бане и приливают по 2-3 капли раствора (NH₄)₂CO₃. Выпадают белые кристаллические осадки CaCO₃, SrCO₃ и BaCO₃, например:

CaCl₂+ (NH₄)₂CO₃ = CaCO₃↓ + 2NH₄Cl

Являясь солями слабой угольной кислоты, карбонаты катионов II группы легко растворимы в HCl, HNO₃, и CH₃COOH, например:

CaCO₃↓ + 2CH₃COOH = Ca²⁺ + 2CH₃COO^- + H₂O + CO₂↑