Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

( Ca ²⁺ , Sr ²⁺ , Ba ²⁺ , Pb ²⁺ )

 

Все катионы третьей аналитической группы в водных растворах бесцветны. Их хлориды, нитраты, ацетаты и сульфиды хорошо растворимы в воде. Сульфаты, карбонаты, фосфаты, оксалаты и некоторые другие соли катионов третьей аналитической группы нерастворимы в воде (табл.5).

Действием группового реагента (раствор серной кислоты с концентрацией 2 моль/л) катионы III аналитической группы осаждаются в виде малорастворимых сульфатов белого цвета:

 

Са²⁺ + SО₄^2–® СаSО₄;                К_S^o(CaSO₄) = 9,12·10^–6

 

Sr²⁺ + SО₄^2– ® SrSО₄;                 К_S^o(SrSO₄) = 3,47·10^–7

 

Ва²⁺ + SО₄^2– ® ВаSО₄;                     К_S^o(BaSO₄) = 1,05·10^–10

 

Рb²⁺ + SО₄^2– ® РbSО₄;               К_S^o(PbSO₄) = 1,59·10^–8

 

Катион Рb²⁺ входит одновременно во вторую и в третью аналитические группы катионов. Это обусловлено тем, что в ходе систематического анализа смеси катионов ионы Рb²⁺ только частично осаждаются в виде хлорида (К_S^о(PbCl₂) = 1,74·10^–5) вместе с другими катионами второй аналитической группы и полностью осаждаются в виде сульфата вместе с катионами третьей аналитической группы.

При достаточной концентрации сульфат-ионов в растворе катионы Sr²⁺, Ва²⁺ и Рb²⁺ полностью переходят в осадок, тогда как ионы Са²⁺ всегда частично остаются в растворе вследствие относительно высокой растворимости СаSО₄ в воде. Для достижения полноты осаждения ионов кальция в анализируемый раствор добавляется этанол, в присутствии которого растворимость СаSО₄ существенно понижается.

Для отделения ионов Рb²⁺ от других катионов третьей аналитической группы используется свойство РbSО₄ растворяться в растворе ацетата аммония и в щелочах:

 

2PbSO₄ + 2CH₃COO^– ® [Pb(CH₃COO)₂·PbSO₄] + SO₄^2–,

 

РbSО₄ + 4ОН^– ® [Рb(ОН)₄]^2– + SО₄^2–,

 

оставляя в осадке СаSО₄, SrSО₄ и ВаSО₄.

 

Таблица 5

Некоторые реагенты и продукты их взаимодействия с катионами третьей аналитической группы

 

Реагенты

Катионы

Ca²⁺ Sr²⁺

Ba²⁺

Pb²⁺

H₂SO₄

CaSO₄ SrSO₄

BaSO₄

PbSO₄

белые осадки, не растворимые в минеральных кислотах

Na₂CO₃

CaCO₃ SrCO₃

BaCO₃

PbCO₃

белые осадки, растворимые в уксусной кислоте

(NH₄)₂SO₄

насыщ. раствор

[Ca(SO₄)₂]^2–

бесцветный раствор

SrSO₄

BaSO₄

PbSO₄

белые осадки

(NH₄)₂C₂O₄

CaC₂O₄ SrC₂O₄

BaC₂O₄

PbC₂O₄

белые осадки

K₂CrO₄

–

SrCrO₄

BaCrO₄

PbCrO₄

желтые осадки

Гипсовая вода (насыщ. р–р CaSO₄)

–

SrSO₄

BaSO₄

PbSO₄

белые осадки

Окрашивание пламени кирпично-красное

карминово-красное

желто-зеленое

бледно-голубое

             

 

Так как сульфаты кальция, стронция и бария не растворимы в кислотах и в щелочах, а их карбонаты легко растворимы в уксусной кислоте, то в ходе систематического анализа сульфаты катионов третьей аналитической группы переводят в карбонаты:

 

СаSО₄        +     СО₃^2– ®   СаСО₃ +     SO₄^2–

К_S^o(CaSO₄) = 9,12·10^–6                             К_S^o(CaCO₃) = 2,88·10^–9

SrSО₄         +     СО₃^2– ®   SrСО₃ +     SO₄^2–

К_S^o(SrSO₄) = 3,47·10^–7                              К_S^o(SrCO₃) = 1,10·10^–10

 

ВаSО₄        +     СО₃^2– ®   ВаСО₃ +     SO₄^2–

К_S^o(BaSO₄) = 1,05·10^–10                К_S^o(BaCO₃) = 5,13·10^–9

 

Поскольку растворимость ВаСО₃ выше, чем растворимость ВаSО₄, то для осуществления последней реакции осадок несколько раз обрабатывается насыщенным раствором карбоната натрия при перемешивании и нагревании. После каждой обработки раствор, содержащий сульфат-ионы, декантируется и заменяется свежей порцией насыщенного раствора карбоната натрия. После двух-трех обработок осадок карбонатов промывается несколько раз горячей дистиллированной водой и затем растворяется при нагревании в уксусной кислоте:

 

МСО₃ + 2СН₃СООН ® М²⁺ + 2СН₃СОО^– + СО₂ + Н₂О,

где М – Са, Sr или Ва.

 

Иногда в ходе систематического анализа осадок карбонатов кальция, стронция и бария, полученный из соответствующих сульфатов, не растворяется полностью в уксусной кислоте. Нерастворимая часть, являющаяся сульфатом бария, отбрасывается, так как концентрация ионов Ва²⁺ в растворе обычно бывает достаточной для его определения.

Катионы бария в присутствии ионов Са²⁺ и Sr²⁺ открываются реакцией образования ВаСrО₄ в уксуснокислой среде, так как в этих условиях хроматы кальция и стронция не осаждаются.

Из солей, в состав которых входят катионы III аналитической группы, в медицине применяются хлорид кальция (обладает кровоостанавливающим действием), сульфат кальция (гипс), глюконат кальция, сульфат бария (рентгеноконтрастное средство) и др.

Соли стронция токсичны и в медицине не применяются.

 

Лабораторная работа №3