REAKCJE CHARAKTERSYSTYCZNE

ANALIZA KATIONÓW IV - V GRUPY Ba²⁺ Ca²⁺ NH₄⁺ Mg²⁺

Nr	Jon lub związek	Odczynnik	Sposób wykonania reakcji	Reakcje
1	Ba(NO3)2 0,25M	NH3aq 1M NH4Cl 1M (NH4)2CO3 0,5M	2kr. Ba(NO3)2 + 1kr. NH3aq + 1kr. NH4Cl + 5kr. (NH4)2CO3, ogrzewać na łaźni wodnej	Ba^2+ + CO3^2- = BaCO3
2	Ba^2+ BaCO3 Ba^2+	Na2CO3 0,5M HCl 2M CH3COONa 0,5M K2Cr2O7 0,25M	2kr. Ba(NO3)2 + 2kr. Na2CO3, po wytrąceniu osadu roztwór zdekantować, po czym dodawać kroplami HCl aż do roztworzenia osadu, a następnie do roztworu dodawać kroplami CH3COONa do pH=4 + 2kr. K2Cr2O7	Ba^2+ + CO3^2- = BaCO3 BaCO3 + 2 H^+ = Ba^2+ + CO2^^ + H2O 2 Ba^2+ + Cr2O7^2- + H2O + 2 CH3COO^- = 2 BaCrO4 + 2 CH3COOH
3	Ba^2+	H2SO4 0,25M	2kr. Ba(NO3)2 + 2kr. H2SO4	Ba^2+ + SO4^2- = BaSO4
4	Ba^2+	(NH4)2C2O4 0,25M	2kr. Ba(NO3)2 + 4kr. (NH4)2C2O4	Ba^2+ + C2O4^2- = BaC2O4
5	Ba^2+	Pręcik platynowy HCl 2M	Drucik platynowy (wtopiony w pręcik szklany) oczyścić przez kilka krotne zanurzenie go w HCl i wyprażanie w płomieniu palnika. Następnie oczyszczony drucik platynowy zanurzyć w roztworze Ba(NO3)2 i wprowadzić do utleniającego płomienia palnika	Jony Ba^2+ zabarwią płomień na kolor żółtozielony.
6	Ba^2+	Na2HPO4 0,25M	2kr. Ba(NO3)2 + 4kr. Na2HPO4	Ba^2+ + HPO4^2- = BaHPO4

Nr	Jon lub związek	Odczynnik	Sposób wykonania reakcji	Reakcje
1	Ca(NO3)2 0,25M	NH3aq 1M NH4Cl 1M (NH4)2CO3 0,5M	2kr. Ca(NO3)2 + 1kr. NH3aq + 1kr. NH4Cl + 5kr. (NH4)2CO3, ogrzewać na łaźni wodnej	Ca^2+ + CO3^2- = CaCO3
2	Ca^2+ CaCO3 Ca^2+	Na2CO3 1M HCl 2M CH3COONa 0,5M K2Cr2O7 0,25M	2kr. Ca(NO3)2 + 2kr. Na2CO3, po wytrąceniu osadu roztwór zdekantować, po czym dodawać kroplami HCl aż do roztworzenia osadu, a następnie do roztworu dodawać kroplami CH3COONa do pH=4 + 2kr. K2Cr2O7	Ca^2+ + CO3^2- = CaCO3 CaCO3 + 2 H^+ = Ca^2+ + CO2^^ + H2O
3	Ca^2+	H2SO4 0,25M	2kr. Ca(NO3)2 + 2kr. H2SO4
4	Ca^2+	(NH4)2C2O4 0,25M	2kr. Ca(NO3)2 + 4kr. (NH4)2C2O4	Ca^2+ + C2O4^2- = CaC2O4
5	Ca^2+	Pręcik platynowy HCl 2M	Drucik platynowy (wtopiony w pręcik szklany) oczyścić przez kilka krotne zanurzenie go w HCl i wyprażanie w płomieniu palnika. Następnie oczyszczony drucik platynowy zanurzyć w roztworze Ca(NO3)2 i wprowadzić do utleniającego płomienia palnika	Jony Ca^2+ zabarwiają płomień na kolor ceglastoczerwony
6	Ca^2+	Na2HPO4 0,25M	2kr. Ca(NO3)2 + 4kr. Na2HPO4	Ca^2+ + HPO4^2- = CaHPO4

Nr	Jon lub związek	Odczynnik	Sposób wykonania reakcji	Reakcje
1	Mg(NO3)2 0,25M	Na2CO3 0,5M	2kr. Mg(NO3)2 + 2kr. Na2CO3	Sole zasadowe o zmiennym składzie: m MgCO3 * n Mg(OH)2 * H2O np. : 5 Mg^2+ + 5 CO3^2- + H2O = 4 MgCO3 * Mg(OH)2 + CO2^^
2	Mg^2+	NH3aq 1M NH4Cl 1M	2kr. Mg(NO3)2 + 2kr. NH3aq + 2kr. NH4Cl
3	Mg^2+ Mg(OH)2	NaOH 1M NH4Cl 1M	2kr. Mg(NO3)2 + 4kr. NaOH NH4Cl dodawać kroplami aż do roztworzenia osadu	Mg^2+ + 2 OH^- = Mg(OH)2 Mg(OH)2 + 2 NH4^+ = Mg^2+ + 2 NH4OH
4	Mg^2+	Na2HPO4 0,5M NH3aq 1M	2kr. Mg(NO3)2 + 2kr. Na2HPO4, ogrzewać do wrzenia, + NH3aq kroplami do powstania osadu, ogrzewać ok. 1 min.	Mg^2+ + HPO4^2- + NH4OH = MgNH4PO4 + H2O
5	Mg^2+	Magnezon I lub magnezon II NaOH	2kr. Mg(NO3)2 + 3kr. NaOH + 4kr. magnezonu I lub magnezonu II	Magnezon I i II - niebieski osad

Nr	Jon lub związek	Odczynnik	Sposób wykonania reakcji	Reakcje
1	NH4Cl 1M NH4Cl 1M	NaOH 1M NaOH 1M MnCl2 0,15M H2O2 3%	a) 2kr. NH4Cl + 0,5 cm^3 NaOH, ogrzewać na łaźni wodnej u wylotu probówki trzymać papierek uniwersalny zwilżony wodą b) 2kr. NH4Cl + 0,5 cm^3 NaOH, ogrzewać na łaźni wodnej u wylotu probówki trzymać ½ sączka zwilżonego mieszaniną MnCl2 + H2O2	a) NH4^+ + OH^- = NH3^^ H2O b) Mn^2+ + 2 NH4OH + H2O2 = H2MnO3 + 2 NH4^+ + H2O
2	NH4^+	Na3[Co(NO2)6] 0,2M CH3COOH 1M	1kr. NH4Cl + 1kr. CH3COOH + 2kr. Na3[Co(NO2)6]	2 NH4^+ + Na^+ + [Co(NO2)6]^3- = (NH4)2Na[Co(NO2)6]
3	NH4^+		0,5 cm^3 roztworu NH4Cl odparować do sucha w parowniczce pod wyciągiem, a następnie prażyć tak długo, aż przestaną wydzielać się białe dymy.	NH4Cl(s) = NH3^^ + HCl^^

Analiza kationów IV i V grupy: Ba²⁺ Ca²⁺ Mg²⁺ NH₄⁺.
0,5 cm³ p.p. + 2 cm³ NaOH 2M ogrzać do wrzenia i u wylotu probówki trzymać a) papierek wskaźnikowy - odczyn zasadowy NH₄⁺ ob. lub b) ½ sączka zwilżonego 1kr. MnCl₂ + 1kr. H₂O₂ - sczernienie sączka NH₄⁺ ob. Po sprawdzeniu obecności NH₄⁺, do stożkowej probówki odlać 2 cm³ p.p. + NH₃aq 1M kroplami do odczynu zasadowego + 1 cm³ NH₄Cl 1M + kroplami (NH₄)₂CO₃ 0,5M do całkowitego strącenia osadu. Ogrzewać roztwór z osadem na łaźni wodnej 5 min., po czym osad odwirować. Y - [O/1] [P/1]

[O/1] BaCO3 CaCO3 Przemyć 3x gorącą wodą z dodatkiem 2kr. NH4Cl 1M, 2kr. NH3aq 1M, 2kr. (NH4)2CO3 0,5M. [O/1] roztworzyć w 2 cm^3 gorącego CH3COOH 2M. [P/2] (1)			[P/1] Mg^2+ NH4^+ Przenieść na parowniczkę, odparować do sucha i prażyć do całkowitego rozłożenia soli amonowych - zanik białych dymów. Pozostały na parowniczce osad zwilżyć 4kr. HCl 2M oraz dodać 2 cm^3 wody. Roztwór rozdzielić do 2 probówek.
[P/2] Ba^2+ Ca^2+ [P/2] + 0,5 cm^3 CH3COONa 0,5M ogrzać do wrzenia i dodać kroplami K2Cr2O7 0,25M do całkowitego strącenia osadu. Y - [O/2] [P/3]			Probówka 1 + 0,5 cm^3 NaOH 1M + 0,5 cm^3 magnezonu niebieski osad Mg^2+ ob.	Probówka 2 + 0,5 cm^3 Na2HPO4 0,25M ogrzać do wrzenia + NH3aq 1M kroplami do odczynu zasadowego MgNH4PO4 - biały osad Mg^2+ ob.
[O/2] BaCrO4 - żółty osad Ba^2+ ob. [O/2] przemyć 3x wodą i roztworzyć w 2M HCl na gorąco. Roztwór rozdzielić do 2 probówek.		[P/3] Ca^2+ C2O4^2- [P/3] + Na2CO3 0,5M kroplami do całkowitego strącenia osadu Y - [O/3] [P/4] [P/4] - odrzucić
					[O/3] CaCO3 [O/3] CaCO3 przemyć 3x gorącą wodą z dodatkiem 2kr. Na2CO3 0,5M, a następnie roztworzyć osad w 2 cm^3 CH3COOH na gorąco [P/5]
Probówka 1 + 3kr. H2SO4 0,25M BaSO4 - biały osad Ba^2+ ob.	Probówka 2 wykonać próbę na zabarwienie płomienia (drucik platynowy) żółtozielona barwa Ba^2+ ob.	[P/5] Ca^2+ [P/5] + 0,5 cm^3 (NH4)2CO3 + kroplami NH3aq 2M do odczynu zasadowego i ogrzewać CaC2O4 - biały osad Ca^2+ ob.

Uwagi do rozdziału IV i V grupy

1. Wykonać następujące próby wstępne:

1. 4kr. [P/2] + 1kr. CH₃COONa 0,5M + 1kr. K₂Cr₂O₇ 0,25M

2. 4kr. [P/2] + 4kr. H₂SO₄ 0,25M, ogrzać do wrzenia

W zależności od wyników obu prób wstępnych przeprowadzić następująco rozdział kationów grupy IV:

• Jeżeli w obu próbkach wypada osad - postępować jak w podanym rozdziale.

• Jeżeli w obu próbach brak osadu (Ba²⁺ nb.) - dalej postępować tak jak z [P/5].

Objaśnienia znaków w tabelach zawierających opis analizy danej grupy kationów:
p.p. - próbka pierwotna (analizowany roztwór)
(1), (2), … - patrz punkt 1., 2., … „Uwagi do rozdziału IV i V grupy”,
Y - oddzielenie osadu od roztworu przez sączenie, wirowanie lub dekantację,
[O/1][O/2] - osad 1, osad 2
[P/1][P/2] - przesącz 1, przesącz 2

---