Качественный анализ катионов Ι аналитической группы

Лабораторная работа 1
Общая характеристика катионов I аналитической группы
К I аналитической группе катионов относятся Li+, K+, Na+, NH4+, Mg2+. Все эти катионы не
имеют группового реактива, т.е. одновременно не могут быть осаждены каким-либо реактивом.
Но, в свою очередь, эта группа катионов делится на две подгруппы. Первая подгруппа
катионов: NH4+, K+ осаждается общими реактивами Na3 Co( NO2 ) 6 . , NaH 2 C4 H 4 O6 . Вторая
подгруппа катионов: Li+, Na+, Mg2+ не имеет группового реактива. Отличительная черта
катионов I аналитической группы: большинство их солей хорошо растворимо в воде. Наиболее
растворимыми являются соли натрия и калия. Менее растворимы соли лития и магния, так как
их атомы имеют самые маленькие радиусы. Все катионы I аналитической группы, кроме NH4+,
устойчивы к действию восстановителей и окислителей. Катионы I аналитической группы
бесцветны, большинство солей не являются окрашенными. Окрашенными соединениями
являются: хроматы (желтые) – K2CrO4, бихроматы (оранжевые) - K2Cr2O7, перманганаты
(малиново-красные) – KMnO4, гексацианоферраты (III) (красные) - K3[Fe(CN)6] и
гексанитрокобальтаты (III) (желтые и красные) – K3[Co(NO2)3]. Mg2+ относится к катионам I
аналитической группы, несмотря на то, что он образует нерастворимые в воде карбонаты и
фосфаты (в этом его отличие от других катионов этой группы). По электронному строению он
ближе к катионам I аналитической группы, так как имеет атомный радиус значительно меньше,
чем катионы II аналитической группы (Ca, Sr, Ba).
Качественный анализ катионов Ι аналитической группы
Реакции Na+ - ионов
Реакция с ацетатом уранила UO2 (CH 3COO) 2 .
Поместите каплю раствора NaCl на предметное стекло и выпарьте почти
досуха при нагревании над электрической лампой. Рядом с этой каплей
поместите каплю раствора ацетата уранила в разбавленной уксусной
кислоте. Стеклянной палочкой смешайте реактив с сухим остатком. В
присутствии Na  - ионов вскоре выделяются жёлтые тетраэдры и
октаэдры ацетата натрий-уранила CH 3COONa  (CH 3COO) 2 UO2 , легко
различимые под микроскопом.
Na   (CH 3COO ) 2 UO2  CH 3COO  
  CH 3COONa  (CH 3COO ) 2 UO2
Кристаллы ацетата натрий-уранила
CH 3COONa  (CH 3COO) 2 UO2
Реакция окрашивания пламени.
Чистую накалённую проволоку опустите в раствор хлорида натрия или наберите на неё
немного твёрдой соли NaCl . Внесите проволоку вместе с капельками или частицами
натриевой соли в бесцветное пламя горелки – пламя окрасится в жёлтый цвет.
Реакции K+- ионов
Реакции с гексанитрокобальтом (ΙΙΙ) натрия Na3 Co( NO2 ) 6 .
Поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли калия, прибавьте к нему 3-5 капель
раствора гексанитрокобальта (ΙΙΙ) натрия и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки.
При этом выпадет жёлтый кристаллический осадок K 2 NaCo(NO2 ) 6  :
2 KCl  Na3 Co( NO2 ) 6  
  K 2 NaCo( NO2 ) 6   2 NaCl
1
или в ионной форме:

2K   Na   Co( NO2 ) 6  
  K 2 NaCo( NO2 ) 6 
Условия проведения реакции.
1. Реакцию следует проводить в присутствии разбавленной уксусной кислоты. В щелочной
среде выпадают осадки гидроокисей Co(OH ) 2 и Co(OH ) 3 . В сильнокислой среде осадок
может не выпасть, так как при этом образуется крайне нестойкая кислота
Na3 Co(NO2 ) 6 , разлагающаяся в момент выделения:
2 Na3 Co( NO2 ) 6   6 HCl 
 2 H 3 Co( NO2 ) 6   6 NaCl
2.
3.
4.
5.
6.
2 H 3 Co( NO2 ) 6   4 HCl 
 2CoCl2  5 NO  7 NO2  5H 2 O
Катионы, образующие с гексанитрокобальтатом (ΙΙΙ) натрия осадки, в том числе и

NH 4 - ионы, предварительно удаляют. Соли натрия и магния не мешают обнаружению
K  - ионов.
Окислители или восстановители, реагирующие с реактивом, должны отсутствовать.
Например, иодистоводородная кислота восстанавливает нитрит до окиси азота, при этом
выделяется свободный йод, а реактив разрушается. Вредно действуют также перекись
водорода, сероводород и т.п.
Для проведения реакции следует применять свежеприготовленный реактив, так как он
при хранении разлагается.
В разбавленных растворах осадок образуется только после долгого стояния.
Вследствие образования пересыщенных растворов потирание стеклянной палочкой о
стенки сосуда ускоряет процесс образования осадка.
Реакция с гидротартратом натрия NaH 2 C4 H 4 O6 .
Поместите в пробирку 2-3 капли раствора какой-либо соли калия, прибавьте 0,5 мл раствора
гидротартрата натрия и потрите стеклянной палочкой о стенки пробирки. Через некоторое
время выпадет белый кристаллический осадок:
KCl  NaHC 4 H 4 O6 
  KHC 4 H 4 O6  NaCl
или в ионной форме:
K   HC 4 H 4 O6 
  KHC 4 H 4 O6
Условия проведения реакции.
1. Реакцию проводят в нейтральной среде. В сильнощелочной среде происходит
растворение осадка, сопровождающееся образованием соли K 2 C4 H 4 O6 . В кислой среде
осадок растворяется с образованием винной кислоты H 2 C 4 H 4 O6 .

2. NH 4 и катионы других групп должны быть предварительно удалены, так как они
образуют с реактивом осадки (например: NH 4 HC 4 H 4 O6 ), которые могут быть приняты
за осадок гидротартрата калия.
3. Реакцию проводят без подогрева, так как растворимость гидротартрата калия сильно
возрастает с повышением температуры раствора.
4. Концентрации анализируемого раствора и реактива должны быть высокими.
5. Потирание стенок пробирки стеклянной палочкой благоприятствует осаждению.
Реакция окрашивания пламени.
Летучие соединения калия окрашивают бесцветное пламя в характерный фиолетовый цвет.
Фиолетовая окраска пламени в присутствии солей натрия становится незаметной, так как
соединения натрия окрашивают пламя горелки в жёлтый цвет. Однако окраску, вызываемую
2
калием, можно различить при рассматривании через кобальтовое стекло или через синюю
индиговую призму, не пропускающую жёлтых лучей.
Реакции NH4+- ионов
Реакция со щелочами.
Поместите в пробирку несколько капель раствора соли аммония и добавьте 5 капель водного
раствора какого-либо из сильных оснований - KOH , NaOH , Ca(OH ) 2 , ( NaCO3 , K 2 CO3 ) - и
подогрейте содержимое пробирки. Вследствие разложения соли аммония выделится аммиак:
NH 4 Cl  NaOH 
 NH 3   NaCl  H 2 O
или в ионной форме:
NH 4  OH  
 NH 3   H 2 O
Выделяющийся аммиак может быть обнаружен различными способами:
а) по запаху;
б) по посинению красной лакмусовой или по покраснению фенолфталеиновой бумаги,
смоченной дистиллированной водой и внесённой в пары над раствором;
в) по образованию дыма хлорида аммония при поднесении к отверстию пробирки
стеклянной палочки, смоченной каплей концентрированной хлористоводородной
кислоты;
г) по почернению фильтровальной бумаги, смоченной раствором нитрата ртути (Ι).
Условия проведения реакции.
Среда раствора должна быть сильнощелочной
Раствор нужно нагревать до кипения.
Индикаторную бумагу следует предварительно смочить водой, бумагу укрепляют так, чтобы
она не касалась жидкости. От брызг лакмусовая бумага синеет, а фенолфталеиновая краснеет
даже в отсутствии NH 3 под влиянием щелочи, налитой в пробирку.
Реакция с реактивом Несслера K 2 HgI 4   KOH .
Прибавьте к капле разбавленного раствора соли аммония 1-2 капли раствора реактива. В

присутствии NH 4 - ионов образуется характерный красно-бурый осадок; при наличии следов

NH 4 раствор окрашивается в жёлтый цвет:
NH 4 Cl  2K 2 HgI 4   2KOH 
  Hg 2 I 2 NH 2 I  KCl  5KI  2H 2 O
или в ионной форме:


NH 4  2HgI 4   2OH  
  Hg 2 I 2 NH 2 I  5I   2 H 2 O
Другие катионы Ι аналитической группы не мешают обнаружению ионов аммония реактивом
Несслера.
Кипячение с едкими щелочами или карбонатами натрия или калия.
При действии едких щелочей или карбонатов натрия или калия, а также при длительном
нагревании аммониевые соли в растворах разлагаются с выделением газообразного аммиака.
Связывание азота аммониевых солей формальдегидом [образование
гексаметилентетрамина (CH2)6N4].
К анализируемому раствору прилейте щелочь и водный раствор формальдегида (формалин).
При этом образуется гексаметилентетрамин (уротропин):

6CH 2 O  4 NH 4  4OH  
(CH 2 ) 6 N 4  10H 2 O
Эта реакция успешно используется для удаления ионов аммония.
3
Реакции Mg++-ионов
Реакция с моногидрофосфатом натрия Na2 HPO4 .
Пробирочная реакция.
Поместите в пробирку несколько капель раствора MgCl 2 или Mg NO3 2 и NH 4 Cl , прибавьте к
полученной смеси 3-5 капель реактивного раствора Na2 HPO4 . Тщательно перемешайте
содержимое пробирки стеклянной палочкой и затем добавьте водный раствор аммиака до
щелочной реакции.
При этом в присутствии ионов магния выпадает белый кристаллический осадок фосфата
магний-аммония MgNH 4 PO4 :
MgCl 2  Na2 HPO4 
 MgHPO4  2 NaCl
MgHPO 4  NH 3 
  MgNH 4 PO4
или в ионной форме

Mg   HPO4  NH 3 
  MgNH 4 PO4
Микрокристаллоскопическая реакция.
Для микрокристаллоскопического обнаружения Mg   - ионов в виде MgNH 4 PO4 поместите
каплю анализируемого раствора на предметное стекло. Затем к исследуемому веществу
прибавьте из капиллярной пипетки сначала каплю раствора NH 4 Cl , затем каплю
концентрированного водного раствора NH 3 . Наконец, внесите в раствор кристаллик
Na2 HPO4  12H 2 O ( гидрофосфат натрия). Предметное стекло рекомендуется нагреть. В
непосредственной близости от кристалла фосфата натрия появляются дендритные кристаллы,
на более дальнем расстоянии – правильно образованные кристаллы в виде шестилучевых звёзд.
Условия проведения реакции.
1. Осаждение рекомендуется проводить в аммиачной среде. Осадок MgNH 4 PO4 в кислой
среде растворяется, причём наряду с ионами магния и аммония в растворе образуются


ионы гидрофосфата HPO 4 , дигидрофосфата H 2 PO4 и ортофосфорная кислота
H 3 PO4 :

MgNH 4 HPO4  H   Mg    NH 4  HPO 4
HPO 4

 H   H 2 PO4



H 2 PO4  H   H 3 PO4
2. Посторонние ионы (кроме катионов Ι аналитической
группы) должны быть предварительно удалены, так как
большинство катионов остальных аналитических групп
образует в этих условиях нерастворимые фосфаты.
3. При осаждении MgNH 4 PO4 следует добавлять
небольшой избыток солей аммония ( NH 4 Cl ) во
избежание выпадения в аммиачной среде аморфного
осадка Mg (OH ) 2 . Однако большой избыток солей
аммония задерживает осаждение
MgNH 4 PO4 вследствие образования комплексных соединений типа ( NH 4 ) 2 MgCl 4 .
4. Нагревание раствора до 75-100 0С благоприятствует образованию кристаллического
осадка.
5. Так как растворы MgNH 4 PO4 склонны к пересыщению, то для ускорения выпадения
осадка рекомендуется потереть стеклянной палочкой о стенки пробирки.
Действие сильных оснований.
4
При добавлении сильных оснований к растворам солей магния выпадает белый осадок
Mg (OH ) 2 . При добавлении слабого основания NH 3 осаждение Mg (OH ) 2 неполное, а в
присутствии солей аммония осадок не выпадает совсем. Поэтому соли аммония нужно
предварительно удалить из раствора.
Анализ смеси катионов первой аналитической группы
(Контрольная работа)

1. Обнаружение и отделение NH 4 - ионов. Поместите в две пробирки по 5 капель
анализируемой смеси. В одну пробирку (проба Ι), в которой предполагается открыть
K  - ионы, добавьте 5 капель 2н.раствора Na2 CO3 или NaOH . В другую пробирку
(проба ΙΙ), в которой будете обнаруживать Na  - ионы, прилейте 5 капель 2н.раствора
K 2 CO3 или KOH . Затем содержимое пробирок нагрейте на слабом пламени горелки до
кипения. При этом в случае присутствия в анализируемом растворе солей аммония из
обеих пробирок выделяется NH 3 , который обнаруживают описанными выше

реакциями. Обнаружению NH 4 - ионов другие катионы не мешают. При наличии солей
аммония необходимо кипятить раствор до полного исчезновения запаха аммиака.
2. Обнаружение Mg   - ионов. При кипячении исследуемого раствора с Na2 CO3 ( NaOH )
или K 2 CO3 ( KOH ) K  и Na  - ионы остаются в растворе, а Mg   - ионы выпадают в виде
оксикарбоната или гидроокиси.
Выпавшие при кипячении анализируемого раствора с Na2 CO3 ( K 2 CO3 ) или
NaOH (KOH ) осадки Mg (OH ) 2 CO3 или Mg (OH ) 2 отделите от раствора фильтрованием
или центрифугированием, растворите их в CH 3COOH или HCl и проделайте

проверочные реакции на Mg   - ионы. Так как Na  , K  , NH 4 - ионы обнаружению
Mg   - ионов не мешают, то ионы магния могут быть обнаружены также из отдельной
пробы дробным методом.
Для проведения реакции на Mg   - ионы дробным методом поместите в пробирку 2
капли исходного анализируемого раствора и прибавьте по 2 капли 2 н.раствора NH 4 Cl ,
6 н.раствора NH 3 и 2 н.раствора Na2 HPO4 . Реакция раствора должна быть щелочной.
Содержимое пробирки нагрейте. В присутствии Mg   - ионов выпадает белый
кристаллический осадок фосфата магний-аммония MgHPO4 .
С фильтратом, полученным из первой пробирки, в которую был прибавлен Na2 CO3 или
NaOH , проведите реакции на K  - ионы; с фильтратом из второй пробирки, в которую
был прибавлен K 2 CO3 или KOH , выполните реакции на обнаружение Na  - ионов.
3. Обнаружение K  - ионов. Если ионы аммония в анализируемом растворе отсутствуют ,
то обнаружение K  - ионов можно провести и из общей пробы при помощи
Na3 Co( NO2 ) 6 .
В присутствии K  - ионов выпадает жёлтый кристаллический осадок K 2 NaCo(NO2 ) 6  .
Если же ионы аммония присутствуют, то предварительно удалите их из раствора
кипячением с Na2 CO3 или NaOH , как указано выше. Затем фильтрат подкислите
уксусной кислотой и проведите реакцию на K  - ион при помощи Na3 Co( NO2 ) 6 .
5
4. Обнаружение Na  – ионов. Если в анализируемом растворе отсутствуют ионы аммония
и магния, то можно в отдельной пробе анализируемого раствора обнаружить Na  - ионы
по образованию характерных кристаллов ацетата натрий-уранила
CH 3COONa  (CH 3COO) 2 UO2 .
NB! При наличии в анализируемом растворе ионов магния и аммония необходимо
перед определением ионов натрия от них избавиться путем кипячения
анализируемой пробы с K2CO3 или KOH.
5. Дополнительные проверочные реакции. Для проверки полученных результатов
анализа рекомендуется проделать дополнительные поверочные реакции:
Для обнаружения Na  - ионов – микрокристаллоскопическую реакцию с UO2 (CH 3COO) 2 и
реакцию окрашивания пламени
Для обнаружения Mg   - ионов - микрокристаллоскопическую капельную реакцию с
Na2 HPO4 .
6
Лабораторная работа 2
Качественный анализ катионов ΙΙ аналитической группы
1) Действие общегруппового реактива на катионы второй аналитической группы
Карбонат аммония ( NH 4 ) 2 CO3 является групповым реактивом на катионы ΙΙ
аналитической группы и используется в качественном анализе для их отделения от катионов Ι
аналитической группы. При взаимодействии с растворами солей кальция, и бария ( NH 4 ) 2 CO3
осаждает соответствующие карбонаты:
CaCl2  ( NH 4 ) 2 CO3 
  CaCO3  2 NH 4 Cl
или в ионной форме:

Ca   CO3 
  CaCO3
Карбонаты кальция и бария – белого цвета, практически нерастворимы в воде. Все они
растворяются в уксусной, хлористоводородной, азотной и многих других кислотах с
выделением двуокиси углерода (углекислого газа):
CaCO3  2 H  
 Ca    H 2 O  CO2 
Карбонаты катионов ΙΙ аналитической группы растворяются также в воде при насыщении её
двуокисью углерода. При этом образуются бикарбонаты:
CaCO3  H 2 0  CO2 
 Ca( HCO3 ) 2 
Загрязнение ( NH 4 ) 2 CO3 большим количеством бикарбоната аммония NH 4 HCO3 может
привести к частичной или полной потере Ba   , Ca   - ионов, так как бикарбонаты этих
элементов растворимы в воде.
Разложению образуемых бикарбонатов способствует нагревание:
Ca( HCO3 ) 2 нагрев
 CaCO3  H 2 0  CO2 
Кроме того, при нагревании осадок карбонатов из аморфного переходит в кристаллический.
Однако очень сильное нагревание ведёт к повышению растворимости карбонатов ΙΙ
аналитической группы в растворах солей аммония, что может явиться источником ошибок.
Поэтому при осаждении карбонатов не следует доводить температуру осаждаемой смеси до
кипения.
Влияние NH 4 HCO3 можно устранить прибавлением в раствор NH 3 , так как при этом
бикарбонат превращается в карбонат. Для предупреждения образования бикарбонатов в
раствор реактива ( NH 4 ) 2 CO3 прибавляют 6 н.раствор NH 3 .
Для удержания в растворе ионов магния, которые при известных условиях могут также выпасть
в осадок в виде Mg 2 (OH ) 2 CO3 к раствору следует добавить NH 4 Cl . Однако необходимо иметь
в виду, что карбонаты кальция и бария заметно растворимы в растворах аммонийных солей
сильных кислот. Поэтому при осаждении карбонатов к раствору добавляют смесь, состоящую
из NH 4 Cl и водного раствора NH 3 .
Для того чтобы получить кристаллические, хорошо отделимые осадки и быть уверенными в
полноте их осаждения и в чистоте полученного осадка, осаждение карбонатов
щелочноземельных металлов следует вести в определённых условиях.
1. Проводить осаждение рекомендуется из горячих растворов (60-700С), но не выше 800С.
2. Среда раствора должна быть щелочной, так как повышение концентрации ионов
водорода способствует увеличению растворимости карбонатов.
3. Проводить осаждение карбонатов следует в присутствии смеси NH 4 Cl + NH 3 .
4. Для осаждения карбонатов нужно применять свежеприготовленный раствор
( NH 4 ) 2 CO3 . Для достижения полноты осаждения необходимо добавлять реактив в
избытке и давать осадку немного постоять (≈15 мин).
7
Реакции Ca++ - ионов
Реакция с оксалатом аммония.
Поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли кальция, например CaCl2 , и
добавьте 1-2 капли уксусной кислоты, чтобы реакция была кислой. Среду реакции проверьте
при помощи индикатора – метилового оранжевого или красного (в последнем случае цвет
должен стать оранжевый). Добавьте несколько капель раствора оксалата аммония. При этом из
концентрированного раствора сразу, а из разбавленного постепенно выпадает белый
мелкокристаллический осадок CaC2 O4 . В присутствии NH 3 оксалат кальция осаждается
количественно:
CaCl2  ( NH 4 ) 2 C2 O4 
  CaC2 O4  2 NH 4 Cl
или в ионной форме:

Ca    C 2 O4 
  CaC2 O4
Условия проведения реакции.
1. Начинать осаждение лучше в растворе, подкисленном уксусной кислотой; оканчивать в
слабоаммичной среде.
2. Нагревание способствует осаждению, поэтому раствор нагревают до температуры
кипения.
3. Для получения крупнокристаллического осадка реактив прибавляют по каплям; после
выделения осадка и подщелачивания аммиаком добавляют избыток осадителя.
4. Ионы бария должны быть предварительно удалены, так как они также образуют с
( NH 4 ) 2 C2O4 малорастворимые осадки.
5. Катионы Ι аналитической группы не мешают обнаружению Ca   - ионов в виде
CaC2 O4 .
6. Сильные окислители, окисляющие оксалат-ионы, должны отсутствовать.
Микрокристаллоскопическая реакция с серной кислотой.
Поместите каплю раствора хлорида кальция на предметное стекло,
затем прибавьте каплю разбавленной H 2 SO4 и слегка упарьте
смесь на крышке водяной бани. При этом образуются красивые
характерные пучки игл – кристаллы гипса CaSO4  2H 2 O , легко
различаемые под микроскопом.
Реакция окрашивания пламени.
Летучие соли кальция окрашивают бесцветное пламя в кирпичнокрасный цвет.
Реакции Ba++ - ионов
Реакция с хроматом (или бихроматом) калия.
Поместите в пробирку 1-2 капли раствора какой-либо соли бария, например BaCl 2 , и прибавьте
несколько капель раствора K 2CrO4 или K 2 CrO7 . Нагрейте пробирку на пламени горелки. При
этом выпадает жёлтый кристаллический осадок:
BaCl 2  K 2 CrO4 
 BaCrO4  2KCl
или в ионной форме:
8
Ba    CrO4


  BaCrO 4
2 BaCl 2  K 2 CrO7  H 2 O   2 BaCrO 4  2 KCl  2 HCl
или в ионной форме:

Ba   CrO7  H 2 O   2BaCrO4  2H 
Условия проведения реакции.
1. Реакцию следует проводить в нейтральной или слабокислой среде.
2. При осаждении Ba   - ионов в кислой среде раствором бихромата калия следует
добавлять ацетат натрия.
3. При осаждении Ba   - ионов в нейтральной среде раствором хроматом калия добавляют
уксусную кислоту, которая не действует на осадок BaCrO4 , но препятствует выделению
в осадок SrCrO4 . Лучше всего осаждение вести раствором хромата калия в кислой
смеси, состоящей из CH 3COOH и CH 3COONa .
4. Осаждение ведут при нагревании, способствующем выделению в осадок BaCrO4 .
5. Катионы серебра, свинца, ртути, висмута, кадмия, олова, кобальта, никеля и др., дающие
с хромат ионами осадки, должны отсутствовать.

6. Вещества, восстанавливающие CrO 4 - ионы до трёхвалентного хрома, должны быть
предварительно удалены.
Капельная реакция с родизонатом натрия.
На фильтровальную бумагу поместите каплю нейтрального анализируемого раствора Ba   и
затем каплю водного раствора родизоната натрия. Образуется красно-бурый осадок родизоната
бария:
Na  0  C  CO  CO
/ 0  C  CO  CO

Ba +

  Ba
+ 2 Na 
Na  0  C  CO  CO
\ 0  C  CO  CO
Родизонат бария на холоду в соляной кислоте превращается в ярко-красный гидрородизонат
бария:
2C 6 O6 Ba  2 HCl 
(C 6 O6 H ) 2 Ba  BaCl 2
Реакция окрашивания пламени.
Бесцветное пламя окрашивается летучими солями бария в жёлто-зелёный цвет.
Реакция с серной кислотой или сульфатом аммония.
Поместите в пробирку 1 каплю растворимой в воде соли бария и прибавьте 1-2 капли
разбавленной серной кислоты или реактивного раствора сульфата аммония. При этом выпадает
белый кристаллический осадок сульфата бария BaSO4 .
9
Лабораторная работа 3
Анализ смеси катионов Ι+ΙΙ аналитических групп
Предварительные испытания.
(Проводят с отдельными пробами анализируемого раствора.)
Перед тем, как приступить к систематическому ходу анализа, сначала при помощи какогонибудь индикатора установите характер среды, затем обязательно проведите следующие
предварительные испытания.

1. Обнаружение NH 4 - ионов. Отдельную пробу анализируемого раствора (1-2 капли)

нагрейте с несколькими каплями раствора NaOH - в присутствии NH 4 - ионов
выделяется аммиак, при этом смоченная водой красная лакмусовая бумага, внесенная в
пары кипящего раствора, синеет.
2. Осаждение карбонатов (первая проба). Отдельную пробу анализируемого раствора (2-3
капли) нагрейте с раствором х.ч. Na2 CO3 до исчезновения запаха аммиака. Если при
этом выпадает осадок, то это свидетельствует о наличии катионов ΙΙ группы или магния.
Выпавший осадок отцентрифугируйте. При этом в раствор (а) переходят ионы калия.
3. Обнаружение K  - ионов. К раствору (а) прилейте несколько капель уксусной кислоты
до кислой реакции и 5 капель реактива Na3 Co( NO2 ) 6 . Если в исследуемом растворе
присутствуют K  - ионы, то при этом выпадет жёлтый кристаллический осадок
K 2 NaCo(NO2 ) 6  .
4. Повторное осаждение карбонатов (вторая проба). Снова возьмите 2-3 капли
анализируемого раствора и нагрейте теперь уже с раствором х.ч. K 2 CO3 (вместо
первоначально взятого во втором опыте Na2 CO3 ) до исчезновения запаха аммиака.
Выпавший осадок отцентрифугируйте. При этом в центрифугат (раствор б) переходят
ионы натрия.
5. Обнаружение Na  - ионов. Раствор (б) нейтрализуйте несколькими каплями уксусной
кислоты и установите присутствие Na  - ионов при помощи ацетата уранила.
Систематический ход анализа
1. Отделение катионов второй аналитической группы от первой. К 10-20 каплям
исследуемого раствора прибавьте 2-3 капли раствора NH 4 Cl и 5 капель водного
раствора NH 3 до щелочной реакции. Полученную смесь нагрейте до 60-700С на водяной
бане, добавьте 10-20 капель раствора ( NH 4 ) 2 CO3 до полного осаждения (проба на
полноту осаждения!). Снова нагрейте и центрифугируйте. При этом образуются
о с а д о к 1: BaCO3 , CaCO3 и р а с т в о р 1: Mg  , Na  , K  , NH 4 .
2. Растворение карбонатов катионов второй аналитической группы. Осадок 1
промойте водой и растворите при нагревании в нескольких каплях хлористоводородной
или уксусной кислоты.
10
3. Обнаружение и отделение Ba   - ионов. Ba   - ионы обнаружьте в отдельной пробе
раствора 2 по образованию на фарфоровой пластинке жёлтого кристаллического осадка
BaCrO4 , получаемого при действии K 2 CrO7  CH 3COONa на испытуемый раствор. В
присутствии ионов бария для их отделения от остальных катионов ΙΙ группы
используйте оставшуюся часть раствора 2. Для отделения Ba   - ионов к оставшемуся
раствору 2 прибавьте 1-2 капли раствора ацетата натрия; смесь нагрейте почти до
кипения на водяной бане и прибавьте 3 капли раствора K 2 CrO7 (проверка на полноту
осаждения). Жёлтый осадок BaCrO4 отделите центрифугированием. Раствор 3 слейте
путём декантации.
4. Осаждение CaCO3 . К раствору 3, полученному после предыдущей операции, прибавьте
раствор Na2 CO3 или K 2 CO3 и нагрейте. При этом образуется осадок 3а, состоящий из
CaCO3 . Повторное осаждение карбонатов кальция проводится с целью отделения
избытка K 2CrO4 или K 2 CrO7 .
5. Растворение CaCO3 . Осадок 3а промойте водой и затем растворите при нагревании в 5
каплях уксусной кислоты.
6. Анализ смеси катионов первой аналитической группы.
Центрифугат (раствор 1), полученный после отделения карбонатов катионов ΙΙ группы,
анализируйте, как указано при анализе катионов Ι аналитической группы.
11
Предварительные испытания
Нагревание в щелочной среде (запах, посинение лакмусовой бумаги)
Реактив Несслера (кирпично-красное окрашивание)
NH4+
Исследуемый раствор
+ буфер (NH3+NH4Cl) + (NH4)2CO3
для отделения Mg2+
от Ba2+, Ca2+
Проверка на полноту осаждения
(NH4)2CO3
t 0C 70 0C
pH ~9.0
центрифуг.
раствор 1
Mg2+, K+, Na+, NH4+
I гр. кат
Na2CO3
NaOH, t0C
K+
осадок 2
MgCO3↓
Mg(OH)2↓
CH3COOH
или HCl
Mg2+
Na2HPO4
75-1000C
>7.0
NH3 6н
II гр. кат
промывка
водой
(K2CO3)
KOH, t0C
Mg2+
центрифуг.
осадок 1
BaCO3, CaCO3
Na+ Mg2+
раствор 2
K+
+CH3COOH pH<7.0
Na3[Co(NO2)6]
жёлт.крист.осадок
H2O
(вылить)
центрифуг.
раствор 3
Na+
UO2(CH3COO)2+
CH3COOH
осадок 3
Mg(OH)2↓
или MgCO3
+ CH3COOH, HCl
K2CrO4
K2Cr2O7
CH3COONa
t0
Ba 2+
CH3COONa*UO2(CH3COO)2
жёлт. крист.
октаэдр,
тетраэдр
осадок 4
BaCrO4↓
жёлтый
NH4Cl
Анализ смеси
катионов I и IIгрупп
осадок BaCO3↓
(чистый) CaCO3↓
раствор 4
Ba2+, Ca2+
+HCl
MgNH4PO4↓
белый
осадок
центрифуг.
раствор 6
+H2SO4
BaSO4↓
белый
осадок
родизонат
Na, HCl
малиновокрасный
центрифуг.
раствор 5
Ca 2+
+ H2SO4
2H2O*CaSO4↓
гипс
(звёздочки)
пламя
жёлто-зел.
пламя
кирпичнокрасное
+ (NH4)2C2O4
+ CH3COOH
CaC2O4↓
белый
12