Общая характеристика

Реакция образования струвита

Mg²⁺ + HPO₄^- = MgHPO₄

MgHPO₄ + NH₄OH = MgNH₄PO₄ + H₂O.

Как правило, в осадок выпадает шестиводный кристаллогидрат, который встречается в природе в виде минерала струвита. Кристаллы можно идентифицировать под микроскопом, при этом образуются характерные кристаллы (см. рис 2.) и реакция становится специфической.

1. 
   Можно ли использовать эту соль в качестве весовой формы в количественном анализе?…
   

С органическим веществом 8-оксихинолином, ионы магния образуют зеленовато-желтый осадок. Реакция специфична, и, кроме того, протекает количественно, что позволяет использовать ее не только для качественного, но и для количественного определения магния. Уравнение происходящей реакции:

2C₉H₆NOH + Mg²⁺ = (C₉H₆NO)₂Mg + 2H⁺.

Капельная реакция Тананаева

Реакция проводится следующим образом. На кружок фильтровальной бумаги наносят каплю исследуемого раствора и добавляют каплю спиртового раствора фенолфталеина. В центр мокрого пятна вносят одну каплю концентрированного раствора аммиака (тяга!). Появление окраски еще не свидетельствует о присутствии магния. После всего перечисленного, бумагу помещают на плитку с закрытой спиралью и сушат до исчезновения. После просушки добавляют каплю воды. Появление малиновой окраски индикатора гарантирует наличие магния. Реакция позволяет открывать магний в присутствии катионов всех s-элементов, однако остальные катионы должны быть удалены.

С солями кальция серная кислота и другие растворимые сульфаты дает мало растворимый осадок дигидрата сульфата кальция (это нечто иное, как гипс). Поскольку другие катионы щелочноземельных металлов также образуют нерастворимые сульфаты, образование гипса констатируют кристаллоскопически.

На предметное стекло наносят каплю раствора

с
Рис 3. Кристаллы гипса

под микроскопом
оли кальция и одну каплю 20%-ной серной кислоты. Затем предметное стекло закрепляют на столике микроскопа и рассматривают выпавшие кристаллы. Как правило, выпадают кристаллы звездообразной формы (они показаны на рис.3).

Реакция с оксалатами

Оксалаты (соли щавелевой кислоты H₂C₂O₄) и сама щавелевая кислота с солями кальция образуют белые нерастворимые осадки. Реакция протекает количественно, что позволяет использовать ее для количественного определения кальция. Реакции мешают ионы стронция, бария и всех тяжелых металлов, поэтому они должны быть удалены.

Соединения кальция окрашиваю пламя в кирпично-красный цвет.

Стронций и барий также образуют плохо растворимые сульфаты, однако растворимость BaSO₄ и SrSO₄ значительно меньше чем у CaSO₄. Поэтому для открытия этих ионов применяют насыщенный раствор CaSO₄ – т.н. гипсовую воду. Оба Sr²⁺ и Ba²⁺ дают белые осадки, однако, сульфат стронция образуется сравнительно медленно, а сульфат бария мгновенно (жидкость сразу становится как молоко). Различие в скоростях реакций и позволяет отличить стронций от бария. Уравнение реакции в общем случае:

Me²⁺ + SO₄^2- = MeSO₄

Реакция с хроматом и дихроматом калия

Как стронций, так и барий с хроматом или дихроматом калия образуют желтые осадки хроматов. В случае хромата реакция идет так:

Ba²⁺ + CrO₄^2- = BaCrO₄

С дихроматом калия участвует и вода:

2Ba²⁺ + Cr₂O₇^{2- +} H₂O = 2BaCrO₄ + 2H⁺

Осадок образуется постепенно, раствор лучше потирать стеклянной палочкой³. Для количественного осаждения добавляют ацетат натрия.

Соединения стронция окрашивают пламя в карминово-красный цвет, а соединения бария – в зеленый.

1. 
   Почему количественное определение содержания кальция нельзя проводить с сульфат ионами? Предложите альтернативный метод количественного обнаружения кальция.
   
2. 
   (П) Разделите смесь, состоящую из катионов калия, лития, магния и бария. Проведите определение и разделение смеси состоящей из катионов аммония, кальция, бария.
   
3. 
   Юный химик Вася проводил анализ смеси катионов. На бесцветный раствор пробы он подействовал карбонатом натрия, предварительно испытав раствор на окрашивание пламени (раствор окрашивал пламя в желтый цвет). При кипячении пробы с карбонатом натрия Вася явственно почувствовал запах аммиака. Поднеся влажную лакмусовую бумажку к пробирке, он подтвердил этот факт. Полученный после кипячения осадок он поместил в центрифугу и отделил осадок от фильтрата. Прозрачный фильтрат с Na₃[Co(NO₂)₆] давал желтый осадок и окрашивал пламя в фиолетовый цвет (при просмотре с синим стеклом). К осадку после кипячения с Na₂CO₃ Вася по каплям стал добавлять соляную кислоту до тех пор, пока осадок не растворился. Полученный раствор взаимодействовал с сульфатом натрия, давая белый осадок. Осадок не растворялся ни в щелочах, ни в кислотах. Фильтрат Вася упарил в два раза и снова добавил сульфата натрия. Поместив выпавший осадок под микроскоп, он разглядел белые игольчатые кристаллы. Сделав определенный вывод, юный химик добавил к смеси оксалат натрия и профильтровал раствор. Фильтрат не реагировал с гидрофосфатом натрия в присутствии аммиака. Вася успешно определил состав смеси. Объясните все происходящие явления, напишите уравнения реакций.