Реакции иона бария

3.1.12 Реакция с сульфатами

К 2 – 3 каплям раствора соли бария прибавляют столько же серной кислоты или раствора сульфата натрия. Образуется белый мелкокристаллический осадок:

Ва²⁺ + SO₄^2- = ВаSO₄

Осадок нерастворим в разбавленных сильных кислотах, кроме концентрированной Н₂SО₄. Для растворения ВаSO₄его сначала переводят в ВаСO₃.

3.1.13 Реакция с оксалатом аммония

К 3 – 4 каплям раствора ВаСl₂ добавляют 3 – 4 капли раствора (NH₄)₂С₂О₄. Выпадает белый осадок, растворимый в НСl, НNО₃, а при нагревании и в уксусной кислоте.

Ва²⁺ + С₂О₄^2- = ВаС₂О₄

3.1.14 Реакция с хроматами

В две пробирки помещают по 3 – 4 капли раствора ВаСl₂, добавляют 3 – 4 капли раствора К₂CrO₄, нагрейте на водяной бане. Образуется осадок желтого цвета. Проверяют растворимость его в НСl и СН₃СООН.

Осадок образуется и при действии дихромата калия К₂Cr₂О₇. Для этого в три пробирки помещают по 4 – 5 капель раствора ВаСl₂, прибавляют по 4 – 5 капель раствора дихромата калия К₂Cr₂О₇ и ацетата натрия СН₃СООNа, нагревают.

В растворах ионы Cr₂О₇^2- находятся в равновесии с ионами CrО₄^2-

Cr₂О₇^2- + Н₂О  2CrO₄^2- + 2Н⁺

При этом концентрация CrO₄^2- оказывается достаточной, чтобы при введении Ва²⁺ произведение растворимости хромата бария было превышено раньше, чем будет достигнуто произведение растворимости ВаCr₂О₇. Поэтому в осадок выпадает менее растворимая соль:

2CrО₄^2- + 2Ва²⁺ = 2ВаCrО₄

Суммарное уравнение имеет вид:

Cr₂О₇^2- + 2Ва²⁺ + Н₂О = 2ВаCrО₄ + Н⁺

Однако осаждение Ва²⁺ при этом не может быть полным: образующаяся одновременно кислота НСl растворяет хромат калия и реакция идет в обратном направлении. Для полного осаждения Ва²⁺ к раствору помимо дихромата калия прибавляют ацетат натрия. Благодаря этому сильная кислота заменяется слабой, в которой хромат бария нерастворим:

НСl + СН₃СООNа = СН₃СООН + NаСl

Практически берут некоторый избыток ацетата натрия, чтобы с уксусной кислотой он образовал ацетатную буферную смесь, поддерживающую рН  4–5, при котором происходит полное осаждение хромата бария. Эта реакция служит как для обнаружения, так и для отделения Ва²⁺ от Са⁺ и Sr²⁺, не дающих осадков с дихроматом калия.

3.1.15 Реакция с карбонатом аммония

К 3 – 4 каплям раствора ВаСl₂ добавляют 3 – 4 капли раствора (NH₄)₂СО₃. Образуется белый осадок ВаСО₃, растворимый в НСl, НNО₃ и СН₃СООН. Составьте уравнения реакций.

3.1.16 Реакция с гипсовой водой

К 4 – 5 каплям раствора ВаCl₂ добавляют столько же гипсовой воды – насыщенный раствор СаSO₄·2Н₂О. Образуется белый кристаллический осадок ВаSО₄.

ВаCl₂ + СаSO₄ = ВаSО₄↓+ СаCl₂

3.1.17 Реакция на окрашивание пламени

В пламя спиртовки внесите несколько кристалликов ВаСl₂. Бесцветное пламя окрашивается в желто-зеленый цвет.

3.2 Анализ смеси катионов третьей группы

Систематический анализ. К 15 каплям анализируемого горячего раствора прибавляют 2 М СН₃СООNа (рН 5–6) и по каплям – раствор К₂Cr₂O₇ до появления оранжевой окраски, смесь перемешивают стеклянной палочкой, нагревают до кипения и центрифугируют. Осадок отбрасывают, в центрифугате проверяют полноту осаждения Ва²⁺, прибавляя 1 каплю раствора СН₃СООNа и 1 – 2 капли раствора К₂Cr₂O₇.

К центрифугату приливают насыщенный раствор Nа₂СО₃, до рН 10 и нагревают 7 – 10 минут на кипящей водяной бане. Нагревание способствует полноте осаждения Са²⁺ и Sr²⁺ в виде карбонатов. Карбонаты отделяют центрифугированием и центрифугат отбрасывают. Осадок промывают горячей водой до белого цвета осадка на фильтре. Осадок растворяют в горячей 2 М СН₃ООН, прибавляя ее по каплям. В полученном растворе открывают Sr²⁺, прибавляя к 3 – 4 каплям его 5 – 6 капель насыщенного раствора СаSО₄ и нагревая до кипения. Появления белого осадка или мути после охлаждения смеси указывает на присутствие Sr²⁺, если же осадок или муть образуются в момент приливания СаSO₄, то возможно, что выпадает из раствора недоосажденный Ва²⁺ в виде ВаSО₄.

После обнаружения Sr²⁺ их нужно отделить от Са²⁺. Для этого к раствору, содержащему Sr²⁺, Са²⁺ и избыток СН₃СООН, прибавляют равный объем насыщенного раствора (NН₄)₂SО₄, выдерживают на кипящей водяной бане 10 минут и центрифугируют. Осадок SrSО₄ отбрасывают. Центрифугат, содержащий ионы Са²⁺, анализируют. Для этого его делят на две части. В одной части проводят обнаружение реакцией с (NН₄)₂С₂О₄ в присутствии 2 М СН₃СООН. Ко второй части прибавляют 2 – 3 капли 4 М NН₄Cl, конц. NН₃ (рН > 10), К₄[Fe(CN)₆] и нагревают. Образование белых осадков говорит о присутствии ионов Са²⁺.