Ситуационные задачи по обнаружению катионов в исследуемом растворе

По результатам качественного анализа, приведенным в табл. 13.1, определите, какой катион содержится в каж­дом из предложенных растворов.

При обработке результатов анализа выясните, какую цель преследуют аналитические пробы и какой вывод сле­дует сделать на основании внешнего эффекта каждой пробы.

Для предполагаемого катиона запишите в ионной форме уравнения реакций, которые обусловили наблюдавшиеся при выполнении аналитических проб внешние эффекты.

ЭТАЛОН РЕШЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ

ЗАДАЧА

При качественном анализе бесцветного раствора, предназна­ченного для внутривенного введения, получены следующие ре­зультаты аналитических проб.

1. При действии соляной кислоты - осадка нет.

2. При действии серной кислоты образуется белый осадок.

3. При действии гидроксида натрия наблюдается появление мутного раствора, что свидетельствует о том, что образующееся соединение мало растворяется в воде.

4. Добавление избытка раствора гидроксида натрия внешний эффект не изменяет.

5. Добавление раствора аммиака к анализируемому раствору дает внешний эффект, сходный с внешними эффектами в аналити­ческих пробах 3 и 4.

6. При приливании дихромата калия в присутствии ацетата на­трия не наблюдается выпадение желтого осадка.

7. Насыщенный раствор гипса CaSO₄ • 2H₂O не вызывает по­мутнения раствора.

8. Оксалат аммония (NH₄)₂C₂O₄ дает белый мелкокристалличе­ский осадок. Этот осадок растворяется в минеральных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте даже при кипячении.

Ответ

Для решения задачи следует обратиться к табл. 6.3. «Кислотно-основная классификация катионов». Согласно результатам проб 1 и 2, в растворе содержится катион третьей аналитической группы. В эту аналитическую группу входят катионы Ва²⁺, Са²⁺ и Sr²⁺. Внеш­ние эффекты проб 6 и 7 говорят об отсутствии катионов Ва²⁺ и Sr²⁺. Белый мелкокристаллический осадок, образовавшийся в пробе 8, может быть только оксапатом кальция, так как этот осадок в отли­чие от оксалата бария не растворяется в уксусной кислоте даже при кипячении. Значит, исследуемый раствор содержит соль Са²⁺.

Запишем уравнения реакций. Проба 2: Са²⁺ + SO^2-₄ = CaSO₄↓.

Проба 8: Са²⁺ + С₂О^2-₄ = СаС₂О₄↓.

белый