| Скачать .docx | Скачать .pdf |
Доклад: Химико-аналитические свойства ионов s-элементов
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+ .