Реакции ионов бария

1. Реакция с серной кислотой и ее солями:

а) BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2НС1

В результате реакции выпадает сульфат бария – белый кристаллический осадок, нерастворимый в минеральных кислотах даже при нагревании.

б) BaCl₂+ CaSO₄ (насыщенный раствор) = BaSO₄ + СаCl₂

(гипсовая вода)

в) BaCl₂ + SrSO₄ (насыщенный раствор) = BaSO₄ + SrCl₂

(стронциевая вода)

Реакции "б" и "в" идут, так как < < . Реакцию "в" дает лишь ионы бария, для которых она специфична.

2. Реакция с карбонатом аммония:

BaСl₂ + (NH₄)₂СО₃ = BaCO₃ + 2NH₄Cl

Карбонат бария – белый аморфный осадок, растворимый в минеральных кислотах, при нагревании – в уксусной кислоте.

3. Реакция с оксалатом аммония:

BaCl₂ + (NH₄)₂С₂O₄ = ВаС₂O₄ + 2NH₄Cl

ВаС₂O₄ – белый мелкокристаллический осадок, растворимый в минеральных кислотах, в отличие от СаС₂O₄ растворимый в СН₃СООН при нагревании.

4. Реакция с дихроматом калия:

2BaCl₂+K₂Cr₂O₇ + 2CH₃COONa + H₂O = 2BaCrO₄ + 2KCl + 2CH₃COOH+2NaCl

Хромат бария – желтый мелкокристаллический осадок, растворимый в сильных кислотах, но не растворимый в уксусной кислоте (в отличие от ионов стронция). В реакции выпадает хромат бария, а не дихромат поскольку в результате гидролиза дихромата калия имеет место равновесие:

Cr₂O₇^2– + Н₂O ↔ 2CrO₄^2– + 2Н⁺, а так как < ПР _ВаCr2O7, то выпадает хромат. Выделившуюся HCl связывают ацетатом натрия с образованием более слабой СН₃СООН, в которой хромат бария нерастворим.

Выполнение реакции: к 5–6 каплям исследуемого раствора прибавляют 5 капель раствора ацетата натрия и добавляют равный объем раствора хромата или дихромата калия. Пробирку желательно нагреть на водяной бане. В обоих случаях наблюдают образование осадка хромата бария.

Определение ионов бария в присутствии любых катионов.

К 1–2 мл исследуемого раствора прибавляют по каплям при взбалтывании концентрированный раствор NH₃ до рН ~ 8–9, затем вносят около 0,1 г порошкообразного цинка, нагревают до кипения, энергично взбалтывают и фильтруют. К фильтрату прибавляют концентрированную СН₃СООН до рН ~ 6, около 0,5 мл раствора дихромата калия и нагревают до кипения. В присутствии Ba²⁺ появляется желтый осадок хромата бария, нерастворимый в уксусной кислоте. Перешедшие при этом в раствор ионы Zn²⁺ определению не мешают.

Систематический ход анализа катионов I и II аналитических групп

В коническую пробирку, содержащую 15–20 капель исследуемого раствора (Ag⁺, Pb²⁺, Hg⁺, Ba²⁺, Ca²⁺), прибавляют 6–8 капель 2 М раствора HCl, тщательно перемешивают, проверяют полноту осаждения. Получают:

Осадок 1	Раствор 1
AgCl, Hg2Cl2, PbСl2. Определение ведут в соответствии с ходом анализа на катионы I группы.	Ba2+, Са2+ (Pb2+ если присутствовал в исследуемом растворе). К раствору добавляют 5–6 капель 2 М раствора H2SO4, выпадает осадок BaSO4, CaSO4, (PbSO4). Центрифугируют, осадок промывают водой и далее, в зависимости от наличия Pb2+, обрабатывают по схеме "а" или "б": а) ион Pb2+ присутствует. К осадку при нагревании на водяной бане добавляют 5–6 капель 15 %-ного раствора NaOH, центрифугируют. Центрифугат сливают, осадок промывают водой и продолжают обработку по пункту "б"; б) ион Pb2+ отсутствует. Осадок обрабатывают 10–15 каплями конц. раствора Na2CO3 при перемешивании и нагревании на водяной бане. Центрифугируют, раствор сливают, осадок снова 2– 3 раза обрабатывают раствором Na2CO3. При этом BaSO4 и CaSO4 частично переходят в ВаСО3 и СаСО3. Осадок промывают водой и растворяют в 6–8 каплях 2 М раствора СН3СООН уксусной кислоты при нагревании на водяной бане. Центрифугируют, осадок (сульфаты бария и кальция, не перешедшие в карбонаты) отбрасывают, центрифугат содержит ионы Ва2+ и Са2+. В отдельной порции раствора проверяют наличие Ва2+ с K2Cr2O7 в присутствии CH3COONa. Если Ва2+ есть, то ко всему раствору добавляют избыток дихромата калия (до оранжевой окраски раствора), нагревают на водяной бане и центрифугируют.
Осадок 2	Раствор 2
BaCrO4.	Са2+, СН3СОО–. Доказывают наличие Са2+ реакцией с (NH4)2C2O4. Осадок проверяют на растворимость в СН3СООН при кипячении.

Ионы Са²⁺ и Ва²⁺ можно также обнаружить и дробным путем (с.53, 54).

Контрольные вопросы

1. Какие ионы входят во вторую группу? Что является групповым реагентом?

2. Как можно растворить осадок сульфата бария?

3. Почему ион бария отделяют от иона кальция действием хромата кальция в уксуснокислой среде?

4. Почему ион свинца можно отнести и к первой, и ко второй группе катионов?

5. Какая реакция является наиболее характерной для обнаружения иона бария?

6. Почему при взаимодействии ионов бария с дихроматом калия в осадок выпадает не дихромат, а хромат бария?

7. Назовите наиболее характерную реакцию для обнаружения ионов кальция