ПР Частные реакции катионов третьей аналитической группы
Общая характеристика третьей аналитической группы
К третьей аналитической группе катионов относятся катионы Ва2+, Sr2+ и Са2+. Это ионы щелочноземельных металлов. По активности они лишь немного уступают щелочным металлам. Образуемые катионами щелочноземельных металлов гидроксиды являются сильными основаниями и растворимость их увеличивается с увеличением порядкового номера металла в ряду Са(ОН)2 → Sr(OH)2 → Ва(ОН)2. Из солей щелочноземельных металлов в воде растворимы галогениды, нитраты, ацетаты, сульфиды и гидрокарбонаты. Все катионы третьей аналитической группы бесцветны.
Кальций. Это один из пяти элементов (О, С, Н, N, Са), наиболее распространенных в организме человека (1,5 %). Основная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В состав плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при рН 7,40 форма фосфата кальция — гидроксофосфат кальция Са5(РО4)3ОН. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1 % его общего содержания в организме, очень важна из-за ее воздействия на свертываемость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердечную мышцу.
Барий. Биогенная роль бария пока изучена мало. Все растворимые в воде и кислотах соли бария весьма ядовиты. Нерастворимый в воде и кислотах сульфат бария хорошо поглощает рентгеновские лучи, поэтому его применяют с целью исследования желудочно-кишечного тракта человека.
|
|
Стронций. В организме животных и человека стронций в больших количествах накапливается в костной ткани и влияет на процесс костеобразования. Избыток его вызывает ломкость костей - «стронциевый рахит». Причиной является замена кальция костного вещества стронцием. Извлечь стронций из костей практически невозможно. Повышение радиоактивного фона биосферы может вызвать появление в атмосфере продукта деления тяжелых элементов 90Sr. Оседая в костях, последний облучает костный мозг и нарушает костномозговое кроветворение.
Частные реакции катионов третьей аналитической группы
Реакции обнаружения катиона бария Ва2+
1. Хромат калия К2СrО4 или натрия Na2CrO4образуют желтые осадки хромата ВаСrО4 в нейтральных или уксуснокислых растворах:
ВаС12 + K2CrO4= BaCrO4↓ + 2KCl;
Ва2+ + CrO24 = BaCrO4↓.
Осадок ВаСrО4 растворяется в сильных кислотах. При действии серной кислоты желтый осадок ВаСrО4 переходит вбелый осадок BaSO4. Осадок ВаСrО4 нерастворим в уксусной кислоте в отличие от осадков СаСrО4 и SrCrO4.
2. Дихромат калия К2Сr2O7образует с ионами бария Ва2+ также желтый осадок ВаСrО4, но не образует осадка с ионами стронция Sr2+ и ионами кальция Са2+. Выпадение осадка ВаСrО4 объясняется тем, что раствор дихромата калия всегда содержит незначительное количество хромат-ионов СrО2-4, которые появляются в результате гидролиза дихромата калия:
|
|
Cr2O2-7 + Н2О ↔ 2HCrO-4 ↔ 2Н+ + 2CrO2-4
Концентрация хромат-ионов СrО4 оказывается достаточной, так как константа растворимости К0s хромата бария достигается раньше, чем константа растворимости К0s дихромата бария ВаСr2О7. По этой причине образуется осадок ВаСrО4:
СrО2-4 +2Ba2+ ↔ 2BaCrO4↓.
Суммируя эти уравнения, получаем общее уравнение:
Cr2O2-7 + 2Ва2+ + Н2О ↔ 2ВаСrО4↓ + 2Н+.
В результате образуется сильная кислота НСl и реакция не доходит до конца. Во избежание этого к раствору добавляют ацетат натрия, который реагирует с соляной кислотой, и сильная кислота заменяется слабой:
CH3COONa + HCl = СН3СООН + NaCl.
3. Оксалат аммония (NH4)2C2O4 образует с солями бария белый осадок, растворимый в азотной и хлороводородной кислотах. При кипячении осадок растворяется также в уксусной кислоте:
ВаС12 + (NH4)2C2O4 = ВаС2О4↓ + 2NH4Cl;
Ba2+ + С2О2-4 = ВаС2О4↓.
4. Окрашивание пламени. Летучие соли бария окрашивают бесцветное пламя горелки в желто-зеленый цвет. Реакция фармакопейная.
Реакции обнаружения катиона кальция Са2+
|
|
1. Оксалат аммония (NH4)2C2O4 образует с растворами солей кальция белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция:
СаСl2 + (NH4)2C2O4 = СаС2О4↓ + 2NH4Cl;
Са2+ + С2О2-4 = СаС2О4↓.
Осадок растворяется в минеральных кислотах, но нерастворим в уксусной кислоте даже при кипячении. Определению мешают ионы Ва2+ и Sr2+. Реакция фармакопейная.
2. Гексацианоферрат (II) калия K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) с солями кальция в присутствии солей аммония и добавлении гидроксида аммония образует белый кристаллический осадок гексацианоферрата (II) кальция:
СаСl2 + 2NH4Cl + K4[Fe(CN)6] = Ca(NH4)2[Fe(CN)6]↓ + 4КСl;
Ca2+ 2NH+4 + [Fe(CN)6]4- = Ca(NH4)2[Fe(CN)6]↓.
Осадок не растворяется в уксусной кислоте.
3. Окрашивание пламени. Соли кальция СаСl2, Ca(NO3)2 окрашивают бесцветное пламя горелки в кирпично-красный цвет. Реакция фармакопейная.
Реакции обнаружения катиона стронция Sr2+
1. Насыщенный раствор гипса CaSO4 • 2H2O (гипсовая вода) образует с ионами Sr2+ белый осадок сульфата стронция:
Sr2+ + SO2-4 = SrSO4↓.
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 в отсутствие Ва2+, который с гипсовой водой вызывает помутнение, появляющееся сразу, так как растворимость BaSO4 меньше растворимости SrSO4:
K0s(BaSO4) = 1,1 • 10-10; K0s (SrSO4) = 2,8 • 10-7.
Гипсовая вода не образует осадков с растворами солей кальция ни на холоде, ни при нагревании. Этим ион Са2+ отличается от ионов Ва2+ и Sr2+.
2. Окрашивание пламени. Бесцветное пламя горелки в присутствии солей стронция окрашивается в карминово-красный цвет.
ПР Частные реакции катионов третьей аналитической группы
Цель работы: изучить частные реакции катионов третьей аналитической группы.
Реактивы: см. табл.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 72; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!