VI.2.4. Identificarea și separarea cationilor din grupa a IV a analitică.

Precipitarea cationilor din această grupă se bazează pe formarea de carbonați, în mediu amoniacal și în prezență de clorură de amoniu. Reactivul de grupă este carbonatul de amoniu (NH₄)₂CO₃, cu un pH < 9, creat prin adăugare de clorură de amoniu și amoniac, la o temperatură de 60-70 °C, cu concentrația reactivilor: [NH₄⁺] = 2N, NH₃ = 2N, (NH₄)₂CO₃ = 0,1M

Cationii care fac parte din această grupă sunt: Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺.

Tabel cu proprietățile chimice ale cationilor grupei analitice a IV-a:

👀 Experiment: Identificarea cationului de calciu (Ca²⁺) cu carbonat de amoniu

Materiale necesare:
Sticlă de ceas sau eprubetă, soluție de clorură de calciu, soluție de carbonat de amoniu, pipetă.

Descrierea experimentului:

• Pune pe sticla de ceas câteva picături de soluție de CaCl₂ și adaugă soluție de carbonat de amoniu până la precipitarea completă
• Ce observi ?

  Se formează un precipitat alb de carbonat de calciu.

Concluzia experimentului:

Carbonatul de amoniu precipită, din soluțiile sărurilor de calciu, un precipitat alb de carbonat de calciu.

Ca²⁺ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NH₄⁺

CaCl₂ + (NH₄)₂CO₃ → CaCO₃ ↓ + 2NH₄Cl

👀 Experiment: Identificarea cationului de bariu (Ba²⁺) cu acid sulfuric
🔥 Atenție! Acidul sulfuric este caustic!
🔥 Atenție! Clorura de bariu este toxică și periculoasă pentru mediu!

Materiale necesare:
Sticlă de ceas sau eprubetă, soluție de clorură de bariu, soluție de acid sulfuric, pipetă.

Descrierea experimentului:

• Pune pe sticla de ceas câteva picături de soluție de BaCl₂ și adaugă soluție de acid sulfuric diluat până la precipitarea completă. Adaugă peste precipitatul alb soluție de amoniac (hidroxid de amoniu) până la dizolvarea sa.
• Ce observi ?

  Se formează un precipitat alb de sulfat de bariu.

Concluzia experimentului:

Acidul sulfuric diluat și sulfații solubili, precipită, din soluțiile sărurilor de bariu, un precipitat alb cristalin de sulfat de bariu.

Ba²⁺ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2H⁺

BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ ↓ + 2HCl

Această reacție de recunoaștere a cationului de Ba²⁺ este și reacție de recunoaștere a anionului sulfat (din acidul sulfuric și sărurile sale-sulfați).