 |
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+ + SО42- → CaSO4↓
Ba2+ + SО42- → BaSO4↓
Sr2+ + SО42- → 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+ + CrO42- → 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 CrO42-, которые появляются в результате гидролиза дихромата калия:
Cr2O72- + H2O ↔ 2HCrO4- ↔ 2H+ + 2CrO42-
Ba2+ + CrO42- → BaCrO4↓
Суммируя эти уравнения, получаем общее уравнение: 2Ba2+ + Cr2O72- + 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 |
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+ + C2O42- → 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:
|
|
|
