К 4-й аналитической группе относятся катионы Mg2+, Mn2+, Fe2+, Fe3+.
Гидроксиды катионов IV группы не растворимы в избытке щелочей и растворе аммиака. Они количественно осаждаются избытком раствора NaOH, в присутствии пероксида водорода, который является групповым реагентом на ионы данной группы. Все катионы образуют трудно растворимые фосфаты, оксалаты, сульфиды (кроме Mg2+). Mn2+, Fe2+, Fe3+ проявляют окислительно–восстановительные свойства.
Реакции ионов магния
Реакция со щелочами.
Едкие щелочи образуют белый студенистый осадок гидроксида магния:
MgCl2 + 2NaOH = Mg(OH)2¯ + 2NaCl
Гидроксид магния растворим в кислотах и солях аммония, но не растворим в избытке щелочи.
2. Реакция с водным раствором NH3.
Аммиак с ионами магния образует осадок гидроксида магния:
Mg2+ + 2NH3 ˙ Н2О = Mg(OH)2¯ + 2NH4+,
который не осаждается полностью. К присутствии солей аммония диссоциация NH3 ˙ Н2О настолько понижается, что концентрация ионов ОН– становится меньше необходимой для того, чтобы было превышено произведение растворимости Mg(OH)2. Иначе говоря, NH4Cl и NH3 образуют буферный раствор с рН = 8,3, при котором гидроксид магния в осадок не выпадает.
Реакция с гидрофосфатом натрия.
MgCl2 + Na2HPO4 = MgHPO4¯ + 2NaCl
Гидрофосфат магния – белый аморфный осадок, растворимый в минеральных кислотах, а при нагревании – в уксусной.
Выполнение реакции: при проведении реакции в присутствии NH3 ˙ Н2О и NH4Cl выпадает белый кристаллический осадок фосфата магния и аммония. В пробирку помещают 3–4 капли соли магния (задачи) добавляют раствор аммиака до слабой мути, раствор NH4Cl до её растворения и 2–3 капли раствора Na2HPO4. Пробирку охлаждают под холодной водой, потирая стеклянной палочкой о внутренние стенки пробирки. В присутствии ионов магния со временем выпадает белый кристаллический осадок:
Реакцию можно проводить и как микрокристаллоскопическую. На предметное стекло наносят каплю соли магния (задачи), каплю NH4Cl, выдерживают над склянкой с концентрированным раствором NH3 (каплей вниз), вносят кристаллик сухого Na2HPO4·12Н2О и через минуту наблюдают кристаллы MgNH4PO4 в виде дендритов (листков) под микроскопом.