Аналитическая химия

Аналитические реакции катионов бария Ва²⁺. Катионы бария Ва²⁺ образуют с сульфат-ионами белый кристаллический осадок сульфата бария BaSO₄:
Ba²⁺ + SO₄^2– → BaSO₄.
Осадок нерастворим в щелочах и кислотах, за исключением концентри­рованной серной кислоты, в которой он заметно растворяется с образова­нием гидросульфата бария Ba(HSO₄)₂:
BaSO₄ + H₂SO₄ → Ba(HSO₄)₂.
При нагревании с растворами карбонатов (например, соды Na₂CO₃) сульфат бария превращается в малорастворимый в воде карбонат бария ВаСО₃, который растворяется в кислотах.
Предел обнаружения канонов бария данной реакцией составляет 10 мкг. Мешают катионы Са²⁺, Sr²⁺, Рb²⁺.
Методика. В пробирку вносят 2–3 капли раствора ВаСl₂, прибавляют по каплям раствор H₂SO₄. Выпадает белый мелкокристаллический осадок сульфата бария.
Реакция с дихромат-ионами. Катионы Ва²⁺ образуют с дихромат-ионами Сr₂O₇^2– в присутствии ацетат-ионов желтый осадок хромата бария ВаСrO₄:
2Ba²⁺ + Cr₂O₇^2– + 2CH₃COO^– + H₂O → 2BaCrO₄ + 2CH₃COOH.
Образование хромата бария ВаСrO₄, а не дихромата ВаСr₂О₇, в этой реакции объясняется тем, что хромат бария менее растворим в воде, чем дихромат бария.
В водных растворах дихроматов устанавливается равновесие:
Cr₂O₇^2– + H₂O = 2CrO₄^2– + 2H⁺.
В присутствии катионов Ва²⁺ образуется и выпадает в осадок малорастворимый хромат ВаСrO₄, тогда как дихромат ВаСr₂O₇ в осадок не выпадает вследствие его более высокой растворимости. В результате равновесие смещается вправо и в растворе накапливаются ионы водорода, что, однако, препятствует более глубокому смещению равновесия. Поэтому для нейтрализации ионов водорода в раствор вводят ацетат натрия CH₃COONa. Ацетат-ионы СН₃СООNa, образующиеся при электролитической диссоциации ацетата натрия, связывают ионы водорода в малодиссоциированную слабую уксусную кислоту СН₃ООН, вследствие чего равновесие образования хромат-ионов из дихромат-ионов смещается вправо. При этом возрастает полнота осаждения хромата бария.
Осадок хромата бария растворяется в сильных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте.
Мешают Ag⁺, Pb²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺ и другие катионы, дающие осадки хроматов. Катионы Са²⁺, Sr²⁺ не мешают открытию катионов бария.
Методика. В пробирку вносят 5 капель раствора ВаСl₂, прибавляют 5 капель раствора дихромата калия К₂Сr₂O₇ и 4–5 капель раствора ацетата натрия CH₃COONa. Выпадает желтый кристаллический осадок хромата бария.
Хромат бария образуется также при реакции катионов Ва²⁺ с хромат-ионами:
Ba²⁺ + CrO₄^2– → BaCrO₄.
Однако при реакции с дихромат-ионами в присутствии ацетат-ионов катионы бария осаждаются практически количественно.
Реакция с родизонатом натрия. Катионы Ва²⁺ реагируют с родизонатом натрия Na₂C₆O₆ в нейтральной среде с образованием красно-бурого осадка родизоната бария:
Ba²⁺ + Na₂C₆O₆ + 2Na⁺.
При прибавлении раствора хлороводородной кислоты красно-бурый осадок родизоната бария превращается в ярко-красный гидрородизонат бария Ba(HC₆O₆)₂.
Предел обнаружения 0,25 мкг. Мешают катионы Рb²⁺.
Реакцию проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Методика аналогична описанной для реакции катионов стронция с родизонатом натрия.
Окрашивание пламени газовой горелки. Соли и другие соединения бария окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет. Методика такая же, как и в других вышеописанных случаях.
Другие реакции катионов бария. Катионы Ва²⁺ образуют также осадки при реакциях: с растворимыми оксалатами – белый ВаС₂O₄ (растворяется в НСl, HNO₃, при нагревании – также и в СН₃СООН); с гидрофосфатом натрия Nа₂НРO₄ – белый ВаНРO₄ (растворяется в кислотах); с растворимыми карбонатами — белый ВаСO₃ (растворяется в кислотах); с сульфитами – белый BaSO₃ (растворяется в кислотах).
Катионы Ва²⁺ образуют окрашенные комплексы с некоторыми органическими реагентами, например, с 8-оксихинолином (желто-зеленый), с сульфоназо III (сине-зеленый) и др.