Глава 7. АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ВТОРОЙ ГРУППЫ КАТИОНОВ
Ко второй группе катионов относятся катионы щелочноземельных металлов: Ca2+, Ba2+ (Sr2+). Основные свойства этих металлов ярко выражены, поэтому соли, образованные сильными кислотами, в воде не гидролизуются и имеют в растворах реакцию среды, близкую к нейтральной. Катионы второй группы бесцветны, цветные соединения образуют лишь с окрашенными анионами.
Характерной особенностью катионов II группы является образование трудно растворимых сульфатов, фосфатов, карбонатов, оксалатов, хроматов и легкорастворимых хлоридов и сульфидов. Эта особенность используется в ходе анализа. Групповым реагентом является 2М раствор серной кислоты. Наименьшей растворимостью обладает сульфат бария, наибольшей – сульфат кальция. Осаждение CaSO4 всегда бывает не полным.
Реакции ионов кальция
Реакция с групповым реактивом.
CaСl2 + H2SO4 = CaSO4¯ + 2НС1
В связи с высокой растворимостью CaSO4 белый мелкокристаллический осадок образуется лишь из довольно концентрированных растворов. Осадок растворим в солях аммония с образованием кальций–аммоний сульфата:
CaSO4 + (NH4)2SO4 = (NH4)2 [Ca(SO4)2]
Из разбавленных растворов CaSO4 не выпадает совсем или образуется со временем в виде небольшой мути. Образованию осадка способствует потирание стеклянной палочкой о внутренние стенки пробирки, находящиеся в контакте с раствором. В связи с этим реакцию лучше проводить микрокристаллоскопическим способом:
CaСl2 + H2SO4 + 2H2O = CaSO4·2H2O¯ + 2НС1
Выполнение реакции: на предметное стекло наносят 1 каплю раствора, содержащего ионы кальция, каплю 1 М раствора серной кислоты и осторожно нагревают над плиткой до образования каемки по краю капли. Образовавшиеся игольчатые кристаллы гипса CaSO4·2H2O, собранные в пучки, рассматривают под микроскопом. Из растворов с более высокой концентрацией ионов кальция выпадают кристаллы, имеющие ромбовидную форму.
Проведению реакции мешают ионы свинца, бария и стронция, дающие обильные осадки с серной кислотой. В присутствии мешающих ионов микрокристаллоскопическую реакцию для обнаружения кальция проводят после осаждения ионов бария, свинца и стронция серной кислоты и центрифугирования пробирки. Поскольку осаждение сульфата кальция является не полным, его ионы частично остаются в центрифугате, где их и определяют под микроскопом.