Analiza katjona IV analitičke grupe

Ba2+, Sr2+, Ca2+

OPŠTE REAKCIJE KATJONA IV GRUPE� Soli dobro rastvorne u vodi:

� Nitrati� Halogenidi (sem fluorida)� Halogenidi (sem fluorida)

� Soli teško rastvorne u vodi:� Karbonati� Sulfati� Oksalati� Fosfati� Hromati i dihromati (obojeni)

OPŠTE KARAKTERISTIKE

� Ne reaguju s grupnim reagensima I, II i III analitičke grupe katjona

� Ne reaguju ni sa oksidacionim ni sa redukcionim sredstvimaredukcionim sredstvima

� Boje plamen gasne grejalice različitim bojama

USLOVI ZA TALOŽENJE IV GRUPE

� Da bi odvojili IV grupu od V:� Grupni reagens: (NH4)2CO3

� pH: 9,0 – 9,25 � Podešava se amonijačnim puferom!� Podešava se amonijačnim puferom!

� Temperatura: 70 oC

Podešavanje uslova� P(BaCO3) = 5,1·10-9

� P(SrCO3) = 1,1·10-10

� P(CaCO3) = 4,5·10-9

� Prvi se taloži SrCO3 a poslednji BaCO3� Prvi se taloži SrCO3 a poslednji BaCO3

� Potrebna koncentracija karbonata za taloženje IV grupe se podešava prema barijumu

� Kada je barijum istaložen kvantitativno (c≤10-6 moldm-3) znači da su i ostali joni IV grupe u talogu!

� Izračunavanje koncentracije karbonatnih jona potrebne za kvantitativno taloženje BaCO3

� Izračunavanje pH pri kojem postoji ta � Izračunavanje pH pri kojem postoji ta potrebna koncentracija karbonata

� pH≥9,0� Ne sme pH da bude previsoko jer se tada

povećava koncentracija OH-jona koja može da dovede do taloženja Mg(OH)2

� Da bi se počeo taložiti Mg(OH)2 iz rastvora u kojem je koncentracija Mg2+ -jona 0,01 moldm-3, pH treba da iznosi 9,6 i više

� Vodi se računa o dodatoj količini amonijaka � Vodi se računa o dodatoj količini amonijaka i amonijum-hlorida!

� Amonijum joni su dodati u toku analize II i III grupe katjona pa se pre početka rada IV grupe moraju ukloniti (uparavanje i blago žarenje do odlaska belog dima NH4Cl)

pH

� Praktično se taloženje izvodi u pH intervalu od 9,0 do 9,3

� Ako je pH manje od 9,0 – protonacija karbonata, gubi se grupni reagenskarbonata, gubi se grupni reagens

Temperatura

� Oko 70 oC� Dobijaju se krupniji kristali� Zagrevanjem se eventualno nastali

hidrogenkarbonat ponovo prevodi u hidrogenkarbonat ponovo prevodi u karbonat

� Rastvor ne sme da ključa! Razlaže se amonijum-karbonat

Tok analize katjona IV grupe

� Odstranjene amonijum soli� Podešen pH� Rastvor zagrejan do 70 oC� Dodat grupni reagens u malom višku

– stvara se beli talog karbonata katjona IV grupe

� Dobijeni talog se odvoji do rastvora u kome se nalaze katjoni V grupe

� Talog se rastvara u sirćetnoj kiselini

Odvajanje i dokazivanje barijuma

� Odvajanje od stroncijuma i kalcijuma zasniva se na tome da joni barijuma grade talog BaCrO4 koji je nerastvoran u sirćetnoj kiselini

� Nastali hidronijum joni bi rastvorili talog, pa se dodaje natrijum-acetat koji to sprečava

Odvajanje i dokazivanje stroncijuma

� Odvajanje stroncijuma od kalcijuma zasniva se na različitoj rastvorljivosti SrSO4 od CaSO4

� SrSO je manje rastvorljiv od CaSO� SrSO4 je manje rastvorljiv od CaSO4

� Dokazuje se dodatkom zasićenog rastvora (NH4)2SO4 kada nastaje beli talog stroncijum-sulfata

� Istovremeno, kalcijum gradi rastvorni kompleks sa sulfatima:

Dokazivanje kalcijuma

� Pošto je stroncijum odvojen, možemo dokazati kalcijum dodatkom amonijum-oksalata u baznoj sredini

� Stvara se beli talog kalcijum-oksalata� Stvara se beli talog kalcijum-oksalata

Dokazivanje katjona V grupe

� Nemaju grupni reagens� Sve soli su bele boje� U vodi su nerastvorni fosfati litijuma i

magnezijuma i perhlorat kalijuma

Mg2+, Li+, Na+, K+, NH4+

magnezijuma i perhlorat kalijuma � Mogu da smetaju jedan drugome, ali

se ipak pogodnim reakcijama dokazuju bez prethodnog odvajanja

Dokazivanje magnezijuma

� Sa natrijum-hidrogenfosfatom u prisustvu amonijaka gradi se beli talog

� Ukoliko je dodato previše amonijaka nagradiće se beli talog Mg(OH)2

� Ako je pH ≥ 10, taložiće se Li3PO4

Dokazivanje litijuma

� Boji plamen karmin-crvenom bojom

Dokazivanje natrijuma

� Boji plamen žuto

Dokazivanje kalijuma

� Boji plamen ljubičasto (gleda se kroz kobaltno staklo)

� Sa perhlornom kiselinom gradi beli talog

Dokazivanje amonijum jona

OH NH OH NH 23-

4 +↑→←++