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 2AgNO 3 + K 2 CrO 4 → Ag 2 CrO 4 ↓ + 2KNO 3 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(NO 3 ) 2 +2KI→PbI 2 ↓+2KNO 3 :
1) золотисто-желтые кристаллы
2) белые кристаллы
3) черный осадок
4) красно-бурый осадок
7. Определению ионов свинца по реакции Pb(NO 3 ) 2 +K 2 CrO 4 →PbCrO 4 ↓+2KNO 3 мешают ионы:
1) NH4+
2) Na+
3) Pb2+
4) Ba2+
8. Аналитическим сигналом реакции 2AgNO 3 +K 2 CrO 4 → 2KNO 3 + Ag 2 CrO 4 ↓ 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+ | Sr 2+ | Ba 2+ | |
H 2 SO 4 | CaSO4 белый осадок, растворим в (NH4)2 SO4 | SrSO4 белый осадок, растворим в конц. H2SO4 | BaSO4 – белый осадок, растворим в конц. H2SO4 |
K 2 CrO 4 | SrCrO4 желтый осадок, растворим в HCl, HNO3, CH3 COOH | BaCrO4желтый осадок, растворим в HNO3, HCl, не растворим в CH3 COOH | |
K 2 Cr 2 O 7 | BaCrO4желтый | ||
осадок, растворим в HNO3, HCl | |||
(NH 4 ) 2 С 2 O 4 | CaС2O4 белый осадок, растворим в HNO3, HCl | SrС2O4 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH | BaС2O4 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH |
(NH 4 ) 2 СO 3 | CaСO3 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH | CrСO3 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH | BaСO3 белый осадок, растворим в HNO3, HCl, CH3COOH |
CaSO 4 *2Н 2 О | SrSO4белый осадок | BaSO4белый осадок | |
K 4 [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↑