WYKRYWANIE KATIONÓW II GRUPY

Ba²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺,

Siarczany kationów II grupy nie rozpuszczają się w wodzie,

i w rozcieńczonym kwasie siarkowym

Bar Ba²⁺

1. (NH₄)₂CO₃ Węglan amonowy i inne rozpuszczalne węglany.

Jony CO₃^2- wytrącają z obojętnych lub zasadowych roztworów zawierających jony Ba²⁺ biały osad węglanu baru BaCO₃. Ogrzewanie i dłuższe stanie powoduje powstawaniu osadu grubokrystalicznego.

Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓

• BaCO₃ łatwo roztwarza się w CH₃COOH i rozc. kwasach mineralnych (nie używać H₂SO₄ gdyż będzie się wytrącać trudno rozpuszczalny BaSO₄

BaCO₃↓ + 2H⁺ → Ba²⁺ + CO₂↑ + H₂O

• W obecności dużej ilości jonów NH₄⁺ i małym stężeniu jonów Ba²⁺ osad BaCO₃ może nie powstać (powstaje jon HCO₃^- jednocześnie zmniejszając stężenie jonu CO₃^2- skutkiem tego nie przekroczony jest iloczyn rozpuszczalności BaCO₃)

NH₄⁺ + CO₃^2- → NH₃↑ + HCO₃^-

• BaCO₃ jest nieznacznie rozpuszczalny w roztworach soli amonowych mocnych kwasów np. NH₄Cl

2. NH₄OH Amoniak (wolny od węglanu)

Nie wytrąca osadu z jonami Ba²⁺.

Przy dłuższym staniu przezroczysty osad mętnieje na wskutek powstawania BaCO₃ (CO₂ z powietrza).

CO₂↑ + 2 NH₄OH ↔ CO₃^2- + 2NH₄⁺ + H₂O

Ba²⁺ + CO₃^2- → BaCO₃↓

• Amoniak nie wytrąca osadu Ba(OH)₂ gdyż jest dobrze rozpuszczalny w wodzie

3. (NH₄)₂S i Na₂S siarczek amonowy i siarczek sodu nie wytrącają osadów z Ba²⁺

4. H₂SO₄ Kwas siarkowy i inne rozpuszczalne siarczany

Jony SO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ba²⁺ biały drobnokrystaliczny osad siarczanu barowego BaSO₄

Ba²⁺ + SO₄^2- → BaSO₄↓

• BaSO₄ jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie i rozcieńczonych kwasach nieorganicznych np. HCl i HNO₃

• BaSO₄ rozpuszcza się nieco w stężonym HCl, HNO₃ i H₂SO₄ - tłumaczy się to powstawaniem jonu HSO₄^-

BaSO₄↓ + H⁺ ↔ Ba²⁺ + HSO₄^-

• Jony Ba²⁺ z BaSO₄ można przeprowadzić do roztworu poprzez gotowanie ze stężonym Na₂CO₃ - powstaje wówczas BaCO₃ - rozpuszczalny w kwasach (sposób mokry)

lub stapianie w tyglu platynowym ze stałym Na₂CO₃ (sposób suchy)

BaSO₄↓ + CO₃^2- → BaCO₃↓ + SO₄^2-

BaCO₃↓ + 2H⁺ → Ba²⁺ + CO₂↓ + H₂O

5. CaSO₄ - nasycony roztwór - Woda gipsowa

Powoduje zmętnienie roztworu zawierającego jonu Ba²⁺ gdyż natychmiast powstaje BaSO₄ (SrSO₄ powstaje po pewnym czasie).

Ba²⁺ + CaSO₄ → BaSO₄↓ + Ca²⁺

6. K₂CrO₄ i K₂Cr₂O₇ Chromian i dwuchromian potasowy

Jonu CrO₄^2- i Cr₂O₇^2- w środowisku obojętnym i w obecności CH₃COOH wytrącają z roztworów zawierających jony Ba²⁺ żółty osad chromianu barowego BaCrO₄ nierozpuszczalny w CH₃COOH.

Ba²⁺ + CrO₄^2- → BaCrO₄↓

• K₂Cr₂O₇ wytrąca z roztworu również BaCrO₄ a nie BaCr₂O₇ . W roztworze wodnym obok jonów Cr₂O₇^2- znajdują się również jony CrO₄^2- powstające w wyniku reakcji:

Cr₂O₇^2- + H₂O ↔ 2CrO₄^2- + 2H⁺

2CrO₄^2- + 2Ba²⁺ → 2BaCrO₄↓

Cr₂O₇^2- + 2Ba²⁺ + H₂O → 2BaCrO₄↓ + 2H⁺

7. (NH₄)₂C₂O₄ Szczawian amonowy

Jony C₂O₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jonu Ba²⁺ biały osad szczawianu baru BaC₂O₄

Ba²⁺ + C₂O₄^2- → BaC₂O₄↓

• BaC₂O₄ rozpuszcza się w rozcieńczonym HCl i rozc. HNO₃, w 6 mol/l CH₃COOH na gorąco (w odróżnieniu od CaC₂O₄) oraz w niewielkim stopniu w wodzie.

8. Na₂HPO₄ Wodorofosforan sodowy

Wytrąca z roztworów jonów Ba²⁺ biały osad BaHPO₄

Ba²⁺ + HPO₄^2- → BaHPO₄↓

• BaHPO₄ rozpuszcza się w rozcieńczonym HCl, HNO₃ i CH₃COOH.

9. K₄[Fe(CN)₆] Heksacyjanożelazian (II) potasu

Wytrąca ze stężonych roztworów jonów Ba²⁺ w obecności NH₄Cl biały osad

Ba²⁺ + Fe(CN)₆^4- + 2NH₄⁺ → Ba(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓

10. Zabarwienia płomienia

Lotne sole baru BaCl₂ lub Ba(NO₃)₂ zabarwiają płomień na żółtozielono.

Wapń Ca²⁺

1. (NH₄)₂CO₃ Węglan amonowy i inne rozpuszczalne węglany.

Jony CO₃^2- wytrącają roztworów zawierających jony Ca²⁺ biały bezpostaciowy osad węglanu wapnia CaCO₃. Ogrzewanie i dłuższe stanie powoduje powstawanie osadu krystalicznego.

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

• CaCO₃ jest najtrudniej rozpuszczalnym w wodzie ze wszystkich węglanów; rozpuszcza się rozc. kwasach mineralnych (nie używać H₂SO₄ gdyż wytrącać się będzie CaSO₄

CaCO₃ + 2H⁺ → Ca²⁺ + CO₂↑ + H₂O

2. NH₄OH Amoniak (wolny od węglanu)

Nie wytrąca osadu z jonami Ca²⁺.

Przy dłuższym staniu przezroczysty osad mętnieje na wskutek powstawania CaCO₃ (CO₂ z powietrza).

CO₂↑ + 2NH₄OH ↔ CO₃^2- + 2NH₄⁺ + H₂O

Ca²⁺ + CO₃^2- → CaCO₃↓

• Amoniak nie wytrąca osadu Ca(OH)₂ gdyż jest on dobrze rozpuszczalny w wodzie

3. (NH₄)₂S i Na₂S nie wytrącają osadów z Ca²⁺

4. H₂SO₄ Kwas siarkowy i inne rozpuszczalne siarczany

Jony SO₄^2- wytrącają tylko ze stężonych roztworów zawierających jony Ca²⁺ biały drobnokrystaliczny osad siarczanu wapnia CaSO₄

Ca²⁺ + SO₄^2- → CaSO₄↓

• CaSO₄ jest najłatwiej rozpuszczalny w wodzie ze wszystkich siarczanów wapniowców. Łatwo rozpuszcza się w rozcieńczonych kwasach nieorganicznych np. HCl i HNO₃ i w CH₃COOH

• CaSO₄ rozpuszcza się w gorącym stężonym roztworze (NH₄)₂SO₄ (w odróżnieniu od SrSO₄) z utworzeniem jonu kompleksowego.

CaSO₄↓ + (NH₄)₂SO₄ → (NH₄)₂[CaSO₄)₂]

5. K₂CrO₄ i K₂Cr₂O₇ Chromian i dwuchromian potasowy

Jony CrO₄^2- i Cr₂O₇^2- nie wytrącają osadów z roztworów zawierających jony Ca²⁺

6. (NH₄)₂C₂O₄ Szczawian amonowy

Jony C₂O₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Ca²⁺ biały krystaliczny osad szczawianu wapnia CaC₂O₄, ogrzewanie i alkalizowanie amoniakiem sprzyja wytrącaniu się osadu

Ca²⁺ + C₂O₄^2- → CaC₂O₄↓

• CaC₂O₄ rozpuszcza się w rozcieńczonym HCl i rozc. HNO₃,

CaC₂O₄↓ + H⁺ → Ca²⁺ + HC₂O₄^-

• CaC₂O₄ nie rozpuszcza się w 6 mol/l CH₃COOH nawet na gorąco.

7. Na₂HPO₄ Wodorofosforan sodowy

Wytrąca z roztworów jonów Ca²⁺ biały kłaczkowaty osad CaHPO₄

Ca²⁺ + HPO₄^2- → CaHPO₄↓

• W obecności NH₄OH wytrąca się Ca₃(PO₄)₂ rozpuszczalny w kwasach nieorganicznych HCl, HNO₃ a nierozpuszczalny w CH₃COOH.

3Ca²⁺ + 2HPO₄^2- + 2NH₄OH → Ca₃(PO₄)₂ + 2NH₄⁺ + 2H₂O

W środowisku kwasowym Na₂HPO₄ nie wytrąca osadu ze względu na tworzenie się rozpuszczalnego Ca(H₂PO₄)₂

8. K₄[Fe(CN)₆] Heksacyjanożelazian (II) potasu

Wytrąca z roztworów jonów Ca²⁺ w obecności NH₄Cl biały krystaliczny osad soli podwójnej Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆]

Ca²⁺ + Fe(CN)₆^4- + 2NH₄⁺ → Ca(NH₄)₂[Fe(CN)₆]↓

Osad może powstawać dopiero po upływie pewnego czasu.

9. Zabarwienia płomienia

Lotne sole wapnia zabarwiają płomień na ceglastoczerwono.

Stront Sr²⁺

1. Węglan amonowy (NH₄)₂CO₃ i inne rozpuszczalne węglany.

Jony CO₃^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Sr²⁺ biały osad węglanu strontu SrCO₃ dość trudno rozpuszczalny w wodzie

Sr²⁺ + CO₃^2- → SrCO₃↓

• SrCO₃ łatwo rozpuszcza się w CH₃COOH i rozc. kwasach mineralnych

SrCO₃ + 2H⁺ → Sr²⁺ + CO₂↑ + H₂O

2. NH₄OH Amoniak (wolny od węglanu)

Nie wytrąca osadu z jonami Sr²⁺.

Przy dłuższym staniu przezroczysty osad mętnieje na wskutek powstawania SrCO₃ (CO₂ z powietrza).

CO₂↑ + 2NH₄OH ↔ CO₃^2- + 2NH₄⁺ + H₂O

Sr²⁺ + CO₃^2- → SrCO₃↓

• Amoniak nie wytrąca osadu Sr(OH)₂ gdyż jest dobrze rozpuszczalny w wodzie

3. (NH₄)₂S i Na₂S nie wytrącają osadów z Sr²⁺

4. H₂SO₄ Kwas siarkowy i inne rozpuszczalne siarczany

Jony SO₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jony Sr²⁺ biały krystaliczny osad siarczanu strontu SrSO₄

Sr²⁺ + SO₄^2- → SrSO₄↓

• SrSO₄ rozpuszcza się nieco w rozcieńczonych i stężonych kwasach nieorganicznych np. HCl i HNO₃ i H₂SO₄ wskutek tworzenia się jonu HSO₄^-

SrSO₄↓ + H⁺ ↔ Sr²⁺ + HSO₄^-

• Jony Sr²⁺ z SrSO₄ można przeprowadzić do roztworu poprzez gotowanie ze stężonym Na₂CO₃ - powstaje wówczas BaCO₃ - rozpuszczalny w kwasach (sposób mokry)

lub stapianie w tyglu platynowym ze stałym Na₂CO₃ (sposób suchy)

SrSO₄↓ + CO₃^2- → SrCO₃↓ + SO₄^2-

SrCO₃↓ + 2H⁺ → Sr²⁺ + CO₂↓ H₂O

SrSO₄ jest praktycznie nierozpuszczalny w stężonym roztworze (NH₄)₂SO₄ nawet przy gotowaniu - odróżnienie od Ca²⁺.

5. CaSO₄ nasycony roztwór - Woda gipsowa

Powoduje po pewnym czasie zmętnienie roztworu obojętnego lub słabo kwaśnego zawierającego jony Sr²⁺ gdyż powoli powstaje SrSO₄ (natychmiast powstaje BaSO₄).

Sr²⁺ + CaSO₄ → SrSO₄↓ + Ca²⁺

6. K₂CrO₄ i K₂Cr₂O₇ Chromian i dwuchromian potasowy

Jonu CrO₄^2- i Cr₂O₇^2- w środowisku obojętnym i w obecności CH₃COOH wytrącają z roztworów zawierających jony Sr²⁺ żółty osad chromianu strontu BaCrO₄ rozpuszczalny w CH₃COOH - odróżnienie od BaCrO₄.

Sr²⁺ + CrO₄^2- → SrCrO₄↓

• K₂Cr₂O₇ wytrąca z roztworu również SrCrO₄ a nie SrCr₂O₇. W roztworze wodnym obok jonów Cr₂O₇^2- znajdują się również jony CrO₄^2- powstające w wyniku reakcji:

Cr₂O₇^2- + H₂O ↔ 2CrO₄^2- + 2H⁺

2CrO₄^2- + 2Sr²⁺ → 2SrCrO₄↓

Cr₂O₇^2- + 2Sr²⁺ + H₂O → 2SrCrO₄↓ + 2H⁺

7. (NH₄)₂C₂O₄ Szczawian amonowy

Jony C₂O₄^2- wytrącają z roztworów zawierających jonu Sr²⁺ biały osad szczawianu strontu SrC₂O₄

Sr²⁺ + C₂O₄^2- → SrC₂O₄↓

• SrC₂O₄ rozpuszcza się w rozcieńczonym HCl i rozc. HNO₃, w 6 mol/l CH₃COOH na gorąco (w odróżnieniu od CaC₂O₄) oraz trudno w wodzie.

8. Na₂HPO₄ Wodorofosforan sodowy

Wytrąca z roztworów jonów Sr²⁺ biały osad SrHPO₄

Sr²⁺ + HPO₄^2- → SrHPO₄↓

• SrHPO₄ rozpuszcza się w rozcieńczonym HCl, HNO₃ i CH₃COOH.

9. K₄[Fe(CN)₆] Heksacyjanożelazian (II) potasu

Nie wytrąca osadu z Sr²⁺

10. Zabarwienia płomienia

Lotne sole strontu zabarwiają płomień na karminowoczerwony.

6