Химико-аналитические свойства ионов s-элементов

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 Nа_>3>[Со(NO_>2>)_>6>] образует с ионами калия желтый кристаллический осадок гексанитрокобальтата (III) калия-натрия:

2КСl + Na_>3>[Co(NO_>2>)_>6>] = K_>2>Na[Co(NO_>2>)_>6>]Ї + 2NaCl,

2К⁺ + Na⁺ + [Co(NO_>2>)_>6>]^3- = K_>2>Na[Co(NO_>2>)_>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 (NН_>4>)_>2>СОз, осаждающего любой из приведенных катионов из его раствора.

Реакции обнаружения катиона магния Mg²⁺

Действие группового реагента. Карбонат аммония (NH_>4>)_>2>СОз с раствором соли магния образует белый аморфный осадок основной соли (MgOH)_>2>CO_>3>, растворимый в избытке NH_>4>Cl:

2MgCl_>2> + 2(NH_>4>)_{> 2}>CO_>3> + Н_>2>О = (MgOH)_{> 2}>CO_>3>Ї + СО_>2> + 4NH_>4>Cl,

2Mg²⁺ + 2CO_>3>^2- + Н_>2>О = (MgOH)_>2>CO_>3>Ї + CO_>2>.

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⁺ + 2Н_>2>O.

Растворение в растворах аммонийных солей:

Mg(OH)_>2> + 2NH_>4>⁺ = Mg²⁺ + 2NH_>4>OH.

Реакции обнаружения катиона бария Ва²⁺

Действие группового реагента. Карбонат аммония (NН_>4>)_>2>СО_>3> осаждает катион Ва²⁺ из растворов его солей в виде белого аморфного постепенно кристаллизующегося осадка ВаСО_>3>:

BaCl_>2> + (NH_>4>)_{> 2}>CO_>3> ⁼ ВаСО_>3>Ї + 2NH_>4>Cl,

Ва²⁺ + CO_>3>^2- = ВаСО_>3>Ї.

Осадок хорошо растворим в кислотах, в том числе и слабых.

Реакция обнаружения. Дихромат калия К_>2>Сг_>2>O_>7> образует с раствором соли бария желтый осадок ВаСгO4, нерастворимый в уксусной кислоте, в отличие от хромата стронция (хромат кальция хорошо растворяется в воде):

2Ba²⁺ + Сг_>2>O_>7>^2- + Н_>2>O ⁼ 2ВаСгO_>4>Ї + 2H⁺.

Реакцию проводят при избытке CH_>3>COONa, который реагирует с образующимися ионами Н⁺, смещая равновесие вправо вследствие образования малодиссоциированной уксусной кислоты:

СН_>3>СОС^- + Н⁺ = СН_>3>СООН.

Реакции обнаружения катиона кальция Са²⁺

Действие группового реагента. Карбонат аммония (NН_>4>)_{> 2}>СО_>3> осаждает из растворов солей кальция аморфный белый осадок СаСО_>3>, который при нагревании переходит в кристаллический:

CaCl_>2> + (NH_>4>)_{> 2}>CO_>3> = СаСО_>3>Ї + 2NH_>4>C1,

Ca²⁺ CO_>3>^2- = СаСО_>3>Ї.

Осадок легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах.

Реакция обнаружения. Оксалат аммония (NH_>4>)_>2>C_>2>O_>4> образует с раствором соли кальция белый кристаллический осадок, растворимый в соляной, но не растворимый в уксусной кислоте:

CaCl_>2> + (NH_>4>)_>2>C_>2>O_>4> = СаС_>2>O_>4>Ї + 2NH_>4>C1,

Ca2+ + С_>2>O_>4>^2- = СаС_>2>O_>4>.

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 (NH_>4>)_>2>CO3 При взаимодействии с растворами солей стронция осаждает карбонат стронция белого цвета, растворимый в уксусной, соляной и азотной кислотах:

SrCl_>2> + (NH_>4>)_>2>CO_>3> = SrCO_>3>Ї + 2NH_>4>C1.

Реакция обнаружения. Насыщенный раствор гипса CaSO_>4> ^. 2H_>2>O (гипсовая вода) образует с ионами Sr²⁺ белый осадок сульфата стронция:

Sr²⁺ + SO_>4>^2- = SrSO_>4>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 BaSO_>4> меньше растворимости SrSO_>4> (K_>s>⁰(BaSO_>4>) = 1,1 ^. 10^-10, K_>s>⁰(SrSO_>4>) = 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⁺.

Список литературы

Для подготовки данной применялись материалы сети Интернет из общего доступа