4. В реакции с едкими щелочами  образуется  белый осадок Pb(OH)2,

4. В реакции с едкими щелочами  образуется  белый осадок Pb(OH)2,

растворимый в избытке реактива:

Pb(NO₃)₂ + 2NaOH → Pb(OH)₂↓ + 2NaNO₃ Pb²⁺ + 2OH^- → Pb(OH)₂↓

Pb(OH)₂↓ + 2NaOH → Na₂PbO₂ + 2H₂O

Контрольные вопросы

Тест для закрепления материала

1. Ионы Ag⁺ можно обнаружить реакцией с:

1) хлоридом серебра

2) гидроксидом свинца

3) нитратом натрия

4) хлороводородной кислотой

2. Для обнаружения ионов Pb²⁺ необходимо добавить раствор:

1) BaSO₄

2) HCl

3) Mg(NO₃)₂

4) NH₄NO₃

3. Образование черного осадка наблюдается при реакции взаимодействия следующих веществ:

1) Hg₂Cl₂+2NH₄OH→ Cl[Hg₂NH₂]↓ +NH₄Cl+2H₂O

2) Hg(NO₃)₂+2HCl→ Hg₂Cl₂↓ +2HNO₃

3) AgNO₃+HCl→ AgCl↓ +HNO₃

4) PbSO₄+H₂SO₄ → Pb²⁺+ 2HSO ^-₄

4. Обнаружение             ионов        Ag⁺                     по        реакции 2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓ + 2KNO3 проводят при pH, равном:

1) 1-3

2) 5-6

3) 7

4) 9-11

5. Цвет осадка, образующегося при реакции нитрата свинца с хроматом калия:

1) желтый

2) красный

3) белый

4) черный

6. Аналитический сигнал реакции Pb(NO3)2+2KI→ PbI2↓ +2KNO3:

1) золотисто-желтые кристаллы

2) белые кристаллы

3) черный осадок

4) красно-бурый осадок

7. Определению             ионов          свинца          по          реакции Pb(NO3)2+K2CrO4→ PbCrO4↓ +2KNO3 мешают ионы:

1) NH₄⁺

2) Na⁺

3) Pb²⁺

4) Ba²⁺

8. Аналитическим                                 сигналом                           реакции 2AgNO3+K2CrO4 → 2KNO3 + Ag2CrO4↓ является осадок:

1) кирпично-красного цвета

2) грязно-зеленого цвета

3) желтого цвета

4) оранжевого цвета

9. Ко второй аналитической группе катионов относятся:

1) Al³⁺, Cr³⁺, Zn²⁺

2) Ag⁺, Hg₂²⁺, Pb²⁺

3) Na⁺, K⁺, NH₄ 4) Ca²⁺, Ba²⁺, Pb²⁺

10. Групповым реагентом на катионы  второй аналитической группы является:

1) разбавленная серная кислота

2) разбавленная соляная кислота

3) концентрированная серная кислота

4) разбавленная азотная кислота

Третья аналитическая группа катионов: Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺

Общая характеристика

Катионы кальция, стронция и бария являются простыми катионами s- элементов главной подгруппы II группы периодической таблицы Д. И. Менделеева.

Катионы III аналитической группы бесцветны, окрашенные соединения образуют лишь с окрашенными анионами.

Нитраты, хлориды, бромиды и гидрокарбонаты катионов третьей группы хорошо растворимы в воде. Растворимые соли сильных кислот (хлориды, нитраты) не гидролизованы.

Их гидроксиды являются сильными основаниями. Катионы этой группы устойчивы к действию восстановителей, комплексообразующие свойства для них мало характерны. Для обнаружения этих ионов используют реакции обмена (осаждения), а в предварительном анализе –пробы окрашивания пламени.

Таблица 5

Продукты реакций катионов третьей аналитической группы

Реактив	Катионы
	Ca+	Sr2+	Ba2+
H2SO4	CaSO4             белый осадок, растворим    в (NH4)2 SO4	SrSO4             белый осадок, растворим   в конц. H2SO4	BaSO4 – белый осадок, растворим в конц. H2SO4
K2CrO4		SrCrO4          желтый осадок, растворим   в HCl, HNO3, CH3 COOH	BaCrO4желтый осадок, растворим в HNO3,  HCl, не растворим в CH3 COOH
K2Cr2O7			BaCrO4желтый
			осадок, растворим в HNO3, HCl
(NH4)2 С2O4	CaС2O4             белый осадок, растворим    в HNO3, HCl	SrС2O4             белый осадок, растворим   в HNO3, HCl, CH3COOH	BaС2O4                 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH
(NH4)2 СO3	CaСO3             белый осадок, растворим    в HNO3, HCl, CH3COOH	CrСO3             белый осадок, растворим   в HNO3, HCl, CH3COOH	BaСO3                 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH
CaSO4*2Н2О		SrSO4белый осадок	BaSO4белый осадок
K4[Fe(CN)6]	CaK2[Fe(CN)6] белый осадок, растворим в HNO3, HCl		BaK2[Fe(CN)6] белый осадок, растворим в HNO3, HCl
Окрашивание пламени	Кирпично- красное	Карминово- красное	Желто-зеленое

Действие группового реагента

Для открытия катионов III аналитической группы применяется групповой реактив - разбавленная серная кислота. При взаимодействии катионов                                                 III

аналитической группы с сульфат - ионом в растворах образуются белые кристаллические осадки:

Cа²⁺ + SО₄^2- → CaSO₄↓

Ba²⁺ + SО₄^2- → BaSO₄↓

Sr²⁺ + SО₄^2- → SrSO₄↓

 

 

Наименьшую растворимость имеет сульфат бария. Благодаря высокой растворимости в воде сульфат кальция образует насыщенный раствор (гипсовая вода), который может служить реактивом на катионы стронция и бария.

CaSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + CaCl₂ CaSО₄ + SrCl₂ → SrSO₄↓ + CaCl₂

Насыщенный раствор сульфата стронция соответственно является реактивом на катионы бария.

SrSO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + SrCl₂

Эти особенности сульфатов катионов третьей группы объясняются различием их констант растворимости:

Наименьшую  величину  константы                    растворимости имеет сульфат бария, наибольшую - сульфат кальция.

Осадки           сульфатов катионов  III  группы нерастворимы в кислотах и щелочах, лишь сульфат кальция растворим в растворе сульфата аммония

(NH₄)₂SO₄ с образованием комплексной соли: CaSO₄ + (NH₄)₂SO₄ → (NH₄)₂[Ca(SO₄)₂]

Ввиду высокой растворимости сульфата кальция в воде его осаждают в присутствии этилового спирта, растворимость CaSO₄ значительно снижается.

С целью улучшения растворимости сульфаты переводят в карбонаты:

 

BaSO₄ + Na₂CO₃ → BaCO₃↓ + Na₂SO₄

CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄

SrSO₄ + Na₂CO₃ → SrCO₃↓ + Na₂SO₄

При      этом образуются осадки карбонатов, растворимые в кислотах:

BaCO₃ + 2HCl             BaCl₂ + H₂O + CO₂↑ CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ SrCO₃ + 2HCl → SrCl₂ + H₂O + CO₂↑

 

 

Частные реакции катионов третьей аналитической группы Реакции обнаружения катиона бария Ba²⁺

1. Хромат калия K2CrO4 с катионами бария образует желтые осадки хромата BaCrO₄ в нейтральных или уксуснокислых растворах:

BaCl₂ + K₂CrO₄ → BaCrO₄↓ + 2KCl Ba²⁺ + CrO₄^2- → BaCrO₄↓

Осадок BaCrO₄ растворяется в сильных кислотах: ВаCrO₄↓ + 2HCl → ВаCl₂ + Н₂CrO₄

При действии серной кислоты желтый осадок BaCrO₄ переходит в белый осадок BaSO₄.

2. Дихромат калия K2Cr2O7 образует с ионами бария Ba²⁺ также желтый осадок BaCrO₄. Выпадение осадка BaCrO₄ объясняется тем, что раствор дихромата калия всегда содержит незначительное

количество хромат ионов CrO₄^2-, которые появляются в результате гидролиза дихромата калия:

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

Ba²⁺ + CrO₄^2- → BaCrO₄↓

Суммируя эти уравнения, получаем общее уравнение: 2Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O ↔ 2BaCrO₄↓ + 2H⁺

В результате образуется сильная кислота и реакция не доходит до конца. Во избежание этого к раствору добавляют ацетат натрия, который реагирует с кислотой, и сильная кислота заменяется слабой:

CH₃COONa + H⁺ → CH₃COOH + Na⁺

мешающие ионы: катионы тяжелых металлов

3. Оксалат аммония (NH4)2С2O4        образует с солями бария белый осадок, растворимый в азотной и хлороводородной кислотах. При кипячении осадок

4                   2 4

растворяется также в уксусной кислоте: BaCl₂ + (NH₄)₂С₂O₄ → ВаС₂O₄↓ + 2NH₄Cl Ba²⁺ + C₂O ^2- → ВаС O ↓

ВаC₂O₄↓ + 2H⁺ → Ва²⁺ + Н₂C₂O₄

 

4. Окрашивание пламени: летучие соли бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет.

 

Реакции обнаружения катиона кальция Ca²⁺ 1. Оксалат аммония (NH4)2С2O4  образует с растворами солей               кальция               белый мелкокристаллический           осадок оксалата кальция:

СaCl₂ + (NH₄)₂С₂O₄ → СаС₂O₄↓ + 2NH₄Cl Сa²⁺ + C₂O₄^2- → СаС₂O₄↓

Осадок растворяется в минеральных кислотах, но не растворим в уксусной кислоте даже при кипячении:

СаC₂O₄↓ + 2HNO₃ → Са(NO₃)₂ + Н₂C₂O₄

мешающие ионы: Ba²⁺, Sr²⁺, сильные окислители 2. Гексацианоферрат   (II) калия  K4[Fe(CN)6] (желтая     кровяная соль)     с         солями                   кальция в присутствии солей аммония и                   гидроксида аммония образует   белый                                     кристаллический  осадок гексацианоферрата    (II) кальция - аммония:

CaCl₂ + 2NH₄Cl + K₄[Fe(CN)₆] → Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓ + 4KCl Ca²⁺ + 2NH₄⁺ + [Fe(CN)₆]^4- → Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓

Осадок не растворяется в уксусной кислоте.

мешающие ионы: Ba²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺

3. Окрашивание пламени:   Соли  кальция                                     окрашивают бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет.

 

Реакция обнаружения катиона стронция Sr²⁺ 1. Насыщенный раствор гипса СаSО4∙ 2Н2O (гипсовая вода) образует с ионами стронция белый осадок сульфата стронция:

SrCl₂ + CaSO₄ → SrSO₄↓ + CaCl₂

Реакция служит для обнаружения Sr²⁺ только в отсутствие Ba²⁺, который с гипсовой водой вызывает помутнение, появляющиеся сразу, так как растворимость BaSO₄ меньше растворимости SrSO₄:

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: