5. Качественные реакции на ионы магния, кальция, стронция, бария

Катионы магния, кальция, бария и стронция относятся ко II аналитической группе, которая характеризуется наличием группового реагента (NH₄)₂CO₃, осаждающего любой из приведённых катионов из его раствора.

Реакции обнаружения катиона магния Mg²⁺

Групповой реагент. Карбонат аммония с раствором соли магния образует белый амфотерный осадок основной соли (MgOH)₂CO₃, растворимый в избытке NH₄Cl

2MgCl₂ + 2(NH₄)₂CO₃ + H₂O = (MgOH)₂CO_{3(осадок)} + CO_2(газ) + 4NH₄Cl,

2Mg²⁺ + 2CO₃^2- + H₂O = (MgOH)₂CO_{3(осадок)} + CO_2(газ)

Реакции обнаружения катиона бария Ba²⁺

Групповой реагент. Карбонат аммония осаждает катион бария из растворов его солей в виде белого аморфного постепенно кристаллизирующегося осадка BaСО₃

BaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = BaCO_{3(осадок)} + 2NH₄Cl,

Ba²⁺ + CO₃^2- = BaCO_{3(осадок).}

Осадок хорошо растворим в кислотах, в том числе и слабых.

Обнаружение.

Дихромат калия K₂Cr₂O₇ образует с раствором соли бария жёлтый осадок BaCrO₄, нерастворимый в уксусной кислоте, в отличие от хромата стронция:

2Ba²⁺ + Cr₂O₇^2- + H₂O = 2BaCrO_{4(осадок)} + 2H⁺.

Реакции обнаружения катиона кальция Ca²⁺

Групповой реагент.

Карбонат аммония осаждает из растворов солей кальция аморфный белый осадок CaCO₃, который при нагревании переходит в кристаллический:

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = CaCO_{3(осадок)} + 2NH₄Cl,

Ca²⁺ + CO₃^2- = CaCO_{3(осадок)}.

Осадок легко растворяется в минеральных и уксусной кислотах.

Обнаружение. Оксалат аммония образует с раствором соли кальция белый кристаллический осадок, растворимый в соляной, но не растворимый в уксусной кислоте.

CaCl₂ + (NH₄)₂C₂O₄ = CaC₂O_{4(осадок)} + 2NH₄Cl,

Ca²⁺ + C₂O₄^2- = CaC₂O₄.

Аналогичный осадок дают ионы бария и стронция, поэтому этой реакцией можно обнаружить кальций только при отсутствии этих двух ионов.

Реакции обнаружения катиона стронция Sr²⁺

Групповой реагент. Карбонат аммония при взаимодействии с растворами солей стронция осаждает карбонат стронция белого цвета, растворимый в уксусной, соляной и азотной кислотах:

SrCl₂ + (NH₄)₂CO₃ = SrCO_{3(осадок)} + 2NH₄Cl.

Обнаружение. Насыщенный раствор гипса образует с ионами Sr²⁺ белый осадок сульфата стронция:

Sr²⁺ + SO₄^2- = SrSO_{4(осадок)}.

Однако при действии гипсовой воды ион стронция даёт не обильный осадок, а только помутнение, появляющееся не сразу из-за образования пересыщенного раствора. Появление осадка ускоряется нагреванием.

6. Биологическая роль магния и кальция: содержание в организме, суточная потребность, локализация в органах и тканях, значение для организма

Биороль магния: Всего в организме человека содержится около 40г магния, из них более половины находится в костной ткани. Основная масса магния, находящегося вне костей, сосредоточена внутри клеток. Ионы магний 2+ являются вторыми по содержанию внутриклеточными катионами после ионов калия. Поэтому ионы магния играют важную роль в поддержании осмотического давления внутри клеток. В организме человека и животных ионы магния являются одними из основных активаторов ферментативных процессов. Ионы магния, введённые подкожно или в кровь, вызывают угнетение центральной нервной системы и приводят к наркотическому состоянию, понижению кровяного давления и т.д. Топография магния в организме человека следующая: дентин и эмаль зубов, кости скелета, поджелудочная железа, скелетные мышцы, почки, мозг, печень и сердце. Суточная потребность в магнии взрослого человека – около 10 мг на 1кг массы тела. Ионы магния тормозят выделение ацетилхолина, способствуют выделению холестерина из организма, стимулируют перистальтику кишок и желчеотделение, влияют на углеводно-фосфорный обмен и синтез белка. Ионы магния являются антагонистами ионов кальция.

Кальция: Это один из пяти (O, C, H, N, Ca) наиболее распространённых элементов в организме человека (1,5%). Основная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В составе плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при pH 7,40 форма фосфата кальция – гидроксифосфат кальция Ca₅(PO₄)₃OH. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1% его общего содержания в организме, очень важна из-за её воздействия на свёртываемость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердечную мышцу. Суточная потребность организма в кальции 0,8-0,9 г. Ионы кальция принимают участие в передаче нервных импульсов, сокращении мышц, регулировании работы сердца, свёртывании крови. Его уменьшение в организме сопровождается возбуждением нервной системы. Ионы кальция влияют на кислотно-основное равновесие, функцию эндокринных желёз. Находится в антагонизме с ионами калия, натрия и магния.