Лабораторная работа №З
Реакция и ход анализа смеси катионов группы серной кислоты (третья аналитическая группа катионов).
К третьей группе относятся катионы металлов бария, стронция, кальция. Эти элементы входят во вторую группу периодической системы Д. И. Менделеева. Они имеют законченные 8-электронные внешние слои. Химическая активность их возрастает от кальция к барию. В таком же направлении изменяются и другие свойства, например растворимость солей, основные свойства гидроксидов и др. Ионы этих элементов в водных растворах бесцветны.
Ион SO42- с катионами Ва2+, Са2+, Sr2+ и Рb2+ образует осадки, а с катионами других аналитических групп (в пределах определенных концентраций) осадка не дает. Разбавленная серная кислота — групповой реагент.
Соли, образованные сильными кислотами, практически не подвергаются гидролизу.
Поскольку произведение растворимости CaSO4 равно 9,1 • 10-6, то осаждение ионов Са2+ разбавленной серной кислотой происходит не полностью. Чтобы не «потерять» катион Са2+ при анализе, необходимо проводить проверочные реакции на катион Са2+ после осаждения катионов третьей группы групповым реагентом или вести осаждение катионов этой группы смесью серной кислоты с этанолом.
Опыт. Возьмите три центрифужные пробирки, прибавьте по 3— 5 капель растворов солей: в первую хлорида бария, во вторую — хлорида стронция, в третью — хлорида кальция, добавьте в каждую из них по 3 капли раствора серной кислоты, нагрейте на водяной бане и наблюдайте за образованием осадков.
С повышением температуры растворимость солей BaSO4, SrSO4, CaSO4 изменяется мало, более полное осаждение происходит при стоянии в течение 20 мин. Обратите внимание на скорость выпадения осадков при комнатной температуре. Проверьте растворимость в соляной и азотной кислотах.
После охлаждения в пробирку, содержащую сульфат кальция CaSO4, добавьте 5 капель ацетона или этилового спирта и проверьте, увеличивается ли количество осадка. Дайте объяснение.
Карбонат натрия и другие растворимые соли угольной кислоты дают с катионами Ва2+, Sr2+ и Са2+ белые осадки, растворимые в кислотах (НСl, HNO3, CH3COOH). Проверьте действие раствора карбоната натрия Na2CO3 или карбоната аммония (NH4)2CO3 на катионы Ва2+, Sr2+ и Са2+ и исследуйте растворимость образовавшихся осадков в соляной и уксусной кислотах.
Частные реакции катиона Ва2+
Особо характерных реакций на катион Ва2+ указать трудно, но наиболее характерные из них следующие:
1. Хромат калия К2С r 04 дает с катионом Ва2+ желтый осадок хромата бария BaCrO4, нерастворимый в уксусной кислоте, но растворимый в сильных кислотах:
ВаСl2 + К2СrO4 → BaCrO4↓ + 2KC1
Ва2+ + CrO42- → ВаСгО4
2. Дихромат калия К2Сг207 дает с катионом бария также желтый осадок хромата бария:
К2Сг2О7+ 2ВаС12 + Н2О →2ВаСг04↓ + 2КС1 + 2НС1
Сг2О72- + Н2О ↔ 2СгО42- + 2Н+
2Сг О42- + 2Ва2+ ↔ 2ВаСгО4
Опыт. Возьмите в пробирку 3 капли раствора хлорида бария ВаС12 или нитрата бария Ва (NO3)2, добавьте 3 капли раствора дихромата калия К2Сг2O7, и нагрейте на водяной бане. При этом выпадает желтый кристаллический осадок хромата бария ВаСгО4.
Условия проведения опыта:
1. Реакция проводится в нейтральной или слабокислой среде.
2. В присутствии ионов Sr2+ и Са2+ реакцию проводят в уксуснокислой среде при рН = 3—5.
3. Выпадению осадка способствует нагревание.
4. Катионы Рb2+ и др., дающие с хромат-ионом осадки, мешают проведению реакции.
Катионы Sr2+ и Са2+ также дают желтые осадки с дихромат-ионами, но они растворяются в уксусной кислоте. Поэтому эту реакцию можно использовать для отделения ионов Ва2+ от ионов Sr2+ и Са2+.
Опыт. Возьмите три пробирки и поместите в каждую по 3 капли растворов хлорида бария, хлорида стронция, хлорида кальция и добавьте в каждую по капле раствора хромата калия и по капле раствора уксусной кислоты. Жидкости в пробирках перемешайте стеклянной палочкой и наблюдайте за результатами реакции. Проделайте такой же опыт, но вместо уксусной кислоты добавьте 2 — 3 капли соляной кислоты.
3. Окрашивание пламени. Летучие соли бария окрашивают бесцветное пламя в желто-зеленый цвет.
Частные реакции катиона Sr 2+
Катион Sr2+ не имеет специфических реакций.
1. Гипсовая вода (насыщенный водный раствор гипса (CaSO4 • 2Н2О) образует с катионом Sr2+ осадок сульфата стронция SrSO4.
Опыт. В пробирку налейте 4 капли раствора нитрата стронция Sr (NO3)2, добавьте 5 — 6 капель гипсовой воды, нагрейте на водяной бане и наблюдайте образование осадка.
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 751 | Нарушение авторских прав
1 | 2 |
|