cation nhãm II: Ca2+, Ba2+
Môc tiªu
1. Tr×nh bµy vµ gi¶i thÝch ®−îc ph¶n øng cña thuèc thö nhãm víi c¸c cation nhãm II.
2. ViÕt mét sè ph¶n øng ®Æc tr−ng cña c¸c cation nhãm II.
3. Gi¶i thÝch ®−îc c¸c b−íc ph©n tÝch theo s¬ ®å 2 (ë Bµi 5, phÇn ph©n tÝch cation
nhãm II).
1. TÝnh chÊt chung
C¸c cation Ca2+, Ba2+ dÔ dµng t¹o kÕt tña bÒn v÷ng víi acid H2SO4
lo·ng, nªn acid nµy lµ thuèc thö nhãm ®Ó t¸ch cation kim lo¹i kiÒm thæ ra
khái c¸c cation kh¸c. Tuy nhiªn, c¸c kÕt tña sulfat nµy khã tan hoÆc kh«ng
tan trong acid hoÆc kiÒm, nªn cÇn chuyÓn chóng thµnh tña carbonat. Sau
®ã hßa tan tña carbonat b»ng CH3COOH råi nhËn biÕt tõng cation nhãm II
nhê c¸c ph¶n øng ®Æc tr−ng cña chóng.
2. C¸c ph¶n øng ph©n tÝch ®Æc tr−ng cña cation nhãm II
2.1. Víi H2SO4 lo·ng
Ba2+ + H2SO4 = BaSO4 ↓ tinh thÓ tr¾ng + 2H+
Sr2+ + H2SO4 = SrSO4 ↓ tinh thÓ tr¾ng + 2H+
Ca2+ + H2SO4 = CaSO4 ↓ tr¾ng + 2H+
Cã thÓ chuyÓn c¸c tña sulfat MeSO4 (Me2+ = Ba2+ Sr2+ Ca2+) vÒ d¹ng
tña carbonat b»ng c¸ch ®un nãng víi dung dÞch Na2CO3 b·o hßa nhiÒu lÇn:
MeSO4↓ Me2+ + SO42-
+ CO32-
MeCO3 ↓
2.2. Víi Na2CO3 hay K2CO3, (NH4)2CO3:
Na2CO3 + MeCl2 = MeCO3 ↓ + 2NaCl
63
C¸c muèi carbonat nµy Ýt tan trong n−íc, nh−ng tan trong c¸c acid
HCl, HNO3, CH3COOH:
MeCO3 + 2HCl = MeCl2 + H2O + CO2↑
Do CO32- kÕt tña ®−îc nhiÒu cation nhãm kh¸c, nªn kh«ng dïng nã ®Ó
t¸ch c¸c cation kim lo¹i kiÒm thæ ra khái c¸c nhãm kh¸c.
2.3. Víi K2CrO4
Ba2+ + CrO42- = BaCrO4 ↓ tinh thÓ vµng
Sr2+ + CrO42- = SrCrO4 ↓ tinh thÓ vµng
KÕt tña xuÊt hiÖn phô thuéc nhiÒu vµo pH cña dung dÞch v× lu«n tån
t¹i c©n b»ng:
Cr2O72- + H2O 2CrO42- + 2H+
§á cam Vµng
BaCrO4 kh«ng tan trong kiÒm, nªn ®©y lµ c¬ së ®Ó t¸ch Ba2+ ra khái Pb2+.
2.4. Víi amoni oxalat (NH4)2C2O4
Me2+ + (NH4)2C2O4 = MeC2O4↓ tinh thÓ tr¾ng + 2NH4+
C¸c MeC2O4 tan trong HCl, HNO3; riªng BaC2O4 vµ SrC2O4 tan c¶
trong CH3COOH, cßn CaC2O4 kh«ng tan.
2.5. Víi Na2HPO4
Me2+ + Na2HPO4 = MeHPO4↓ tr¾ng + 2Na+
MeHPO4 tan trong HCl, HNO3 vµ CH3COOH.
B¶ng 9: Tãm t¾t c¸c ph¶n øng ®Æc tr−ng cña cation nhãm II
Cation
Thuèc thö Ba2+ Sr2+ Ca2+
H2SO4 lo·ng BaSO4↓ tr¾ng SrSO4↓ tr¾ng
CaSO4↓ tr¾ng tan nhiÒu
trong n−íc
Na2CO3BaCO3↓ tr¾ng SrCO3↓ tr¾ng CaCO3↓ tr¾ng
K2CrO4
- M«i tr−êng trung tÝnh
- M«i tr−êng acid
BaCrO4↓ vµng
BaCrO4↓ vµng
SrCrO4↓ vµng
--
--
--
(NH4)2C2O4BaC2O4 ↓ tr¾ng SrC2O4 ↓ tr¾ng CaC2O4 ↓ tr¾ng
Na2HPO4BaHPO4 ↓ tr¾ng SrHPO4 ↓ tr¾ng CaHPO4 ↓ tr¾ng
Thö mµu ngän löa Mµu vµng lôc Mµu ®á m¹nh Mµu ®á g¹ch
64
3. S¬ ®å ph©n tÝch
S¬ ®å 2*: S¬ ®å lý thuyÕt ph©n tÝch cation nhãm II: Ca2+, Ba2+ vµ
nhãm III: Al3+, Zn2+ (Xem ë môc 3, bµi 5 tiÕp sau)
bµi tËp (bµi 4)
4.1. H·y hoµn thµnh c¸c ph−¬ng tr×nh ph¶n øng sau:
1) BaCl2 + H2SO4 → ... +....
2) Ba(NO3)2 + K2CrO4 → ... +....
3) CaCl2 + Na2CO3 → ... +....
4) Ca(NO3)2 + (NH4)2C2O4 → ... +....
4.2. H·y gi¶i thÝch v× sao cã thÓ dïng Na2CO3 b·o hßa ®Ó chuyÓn kÕt
tña BaSO4, CaSO4 thµnh kÕt tña BaCO3, CaCO3 ?
4.3. H·y gi¶i thÝch v× sao cã thÓ dïng (NH4)2C2O4 ®Ó nhËn biÕt sù cã
mÆt cña ion Ca2+ trong dung dÞch?
4.4. H·y gi¶i thÝch v× sao cã thÓ dïng K2CrO4 trong m«i tr−êng kiÒm
®Ó nhËn biÕt sù cã mÆt cña ion Ba2+ trong dung dÞch?
65