Naukowców Dwóch Blog Analiza kationów IV grupy

Analiza kationów IV grupy

Odczynnikiem grupowym kationów IV grupy jest węglan amonu w środowisku buforu amonowego.


Reakcje charakterystyczne jonu Ca2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
(NH4)2CO3Ca2+ + CO32- → CaCO3Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
H2SO4Ca2+ + SO42- → CaSO4Wytrąca się biały osad (tylko w roztworach
stężonych), który łatwiej rozpuszcza się w 
wodzie niż siarczany(VI) baru i strontu.
(NH4)2C2O4Ca2+ + C2O42- → CaC2O4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach, lecz nie rozpuszcza
się w kwasie octowym.
Na2HPO4Ca2+ + HPO42- → CaHPO4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
Zabarwienie płomieniaXSole wapnia zabarwiają płomień na kolor
ceglastoczerwony.

Reakcje charakterystyczne jonu Sr2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
(NH4)2CO3Sr2+ + CO32- → SrCO3Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
H2SO4Sr2+ + SO42- → SrSO4Wytrąca się biały osad.
CaSO4Sr2+ + SO42- → SrSO4Wytrąca się biały osad (po pewnym czasie w 
przeciwieństwie do siarczanu(VI) baru, który 
wytrąca się natychmiastowo).
(NH4)2C2O4Sr2+ + C2O42- → SrC2O4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach,
Na2HPO4Sr2+ + HPO42- → SrHPO4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
Zabarwienie płomieniaXSole wapnia zabarwiają płomień na kolor
karminowoczerwony.

Reakcje charakterystyczne jonu Ba2+

Dodawany odczynnikRównanie reakcji chemicznejObserwacje w trakcie doświadczeniaFotografia strąconego osadu / roztworu
(NH4)2CO3Ba2+ + CO32- → BaCO3Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
H2SO4Ba2+ + SO42- → BaSO4Wytrąca się biały osad.
CaSO4Ba2+ + SO42- → BaSO4Natychmiastowo wytrąca się biały osad.
(NH4)2C2O4Ba2+ + C2O42- → BaC2O4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
Na2HPO4Ba2+ + HPO42- → BaHPO4Wytrąca się biały osad, który roztwarza się w 
rozcieńczonych kwasach.
Zabarwienie płomieniaXSole wapnia zabarwiają płomień na kolor
zielony.

Rozdział mieszaniny kationów IV grupy

1. Do badanego roztwory dodajemy wodny roztwór amoniaku i kilka kropli węglanu amonu, aż do całkowitego wytrącenia osadu. Ogrzewamy w łaźni wodnej przez ok. 5 minut.
Ba2+ + CO32- → BaCO3
Sr2+ + CO32- → SrCO3
Ca2+ + CO32- → CaCO3
Wytrącają się węglany kationów grupy IV, a w roztworze znajdują się kationy grupy V. Osad odwirowujemy, a roztwór zlewamy do innej probówki.

2. Do osadu dodajemy kwas octowy i 1 – 2 krople K2CrO4. Białe osady roztwarzają się i wytrąca się żółty osad.
BaCO3 + 2H+ → Ba2+ + H2O + CO2
Ba2+ + CrO42- → BaCrO4

CaCO3 + 2H+ → Ca2+ + H2O + CO2
SrCO3 + 2H+ → Sr2+ + H2O + CO2
Osad odwirowujemy (probówka A), a roztwór zlewamy do innej probówki (probówka B).

3. Do probówki A dodajemy kwas solny. Wykonujemy próbę płomieniową – zielona barwa płomienia wskazuje na obecność jonów baru w roztworze. Następnie dodajemy kwas siarkowy(VI).
2BaCrO4 + 2H+ → 2Ba2+ + Cr2O72- + H2O
Ba2+ + SO42- → BaSO4
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Ba2+

4. Do probówki B dodajemy węglan amonu, aby wytrącić ponownie osady jonów wapnia i strontu, żeby pozbyć się jonów chromianowych(VI) pozostałych w roztworze. Osad odwirowujemy, roztwór zlewamy do innej probówki.

5. Do osadu dodajmy kwas octowy, aby roztworzyć osady (w roztworze teraz mamy jony Ca2+ i Sr2+). Następnie roztwór dzielimy na dwie części (probówka C i D).

6. Do probówki C dodajemy wodę gipsową. Zmętnienie pojawiające się po pewnym czasie wskazuje na obecność jonów Sr2+ w roztworze.
Sr2+ + SO42- → SrSO4
Osad odwirowujemy, a roztwór zlewamy do innej probówki (probówka E). Osad roztwarzamy w kwasie solnym i wykonujemy próbę płomieniową – karminowoczerwona barwa wskazuje na obecność jonów strontu w roztworze.
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Sr2+

7. Z roztworu znajdującego się w probówce E wykonujemy próbę płomieniową – ceglastoczerwona barwa wskazuje na obecność jonów wapnia w roztworze. Aby potwierdzić obecność tych jonów w roztworze możemy dodać szczawian amonu. Wytrącenie białego osadu potwierdza obecność jonów Ca2+.
WYKRYLIŚMY OBECNOŚĆ JONÓW Ca2+


Sprawdź się!

Zadanie 1.

W probówce znajduje się bezbarwny roztwór jednego z kationów IV grupy analitycznej. Po dodaniu do probówki szczawianu amonu zauważono wytrącenie się białego osadu. Następnie dodano kwas octowy, w wyniku czego osad uległ roztworzeniu.

Podaj wzór kationu znajdującego się w tym roztworze.

Zadanie 2.

W dwóch probówkach znajdują się jony Ba2+ i Sr2+.

Podaj wzór jednego odczynnika, który pozwoli na zidentyfikowanie kationu w obu probówkach. Napisz równania zachodzących reakcji i kolory powstających osadów.

Zadanie 3.

W kolbie znajdują się kationy Pb2+, Hg2+, Ni2+, Ba2+.

Podaj w krokach (z równaniami reakcji i kolorami osadów) postępowanie prowadzące do zidentyfikowania wszystkich czterech kationów.


Bibliografia:

● Z. Hubicki, Z. Rzączyńska, Ćwiczenia laboratoryjne z nieorganicznej chemii jakościowej, Lublin 2010
● T. Lipiec, Z. S. Szmal, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, Warszawa 1980
● J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2012
● B. Chmielewska – Bojarska, Chemia analityczna. Analiza jakościowa kationów i anionów, Łódź 2009
● R. Kocjan, Chemia analityczna, Warszawa 2014
● https://www.public.asu.edu
● https://chem.libretexts.org
● https://maestrovirtuale.com
● http://igcsetuition.blogspot.com
● https://fineartamerica.com
● https://www.artefactoryimages.com
● https://fphoto.photoshelter.com/
● http://www.e-chemia.nazwa.pl/
● https://internat.msu.ru/
● https://mlodytechnik.pl/
● http://www.sciencemadness.org

Autor posta

Jakub Misiurek
Student analityki chemicznej na Uniwersytecie Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie. Od lat zakochany w chemii. Przekazywanie wiedzy innym jest jego przeznaczeniem, a muzyka pozwala mu na odpoczynek i wyciszenie. Dlaczego warto wybrać zajęcia z Kubą? Zaraża pozytywną energią i chemicznym zapałem. Dla niego nie ma rzeczy, których nie da się nauczyć.
Zapisz się do newslettera

Otrzymuj powiadomienia o artykułach naukowców.



    Wysyłając formularz oświadczasz, że zapoznałeś się z naszą polityką prywatności i ją akceptujesz.
    Zapisz się do newslettera