جزوه آزمایشگاه شیمی عمومی ۲ : تجزیه کیفی و شناسایی کاتیون های گروه (IV&V)

نام آزمایش: تجزیه کیفی کاتیون های گروه  و

وسایل لازم:۴ لوله آزمایش – همزن شیشه ای – سانتریفوژ – حمام بن ماری – کاغذ متر – نمونه آزمایش – آمونیوم هیدروژن فسفات۱ مولار – آمونیاک ۱۰ و ۱۵مولار – آب مقطر -  اسید استیک ۶ مولار -  پتاسیم کرومات ۱ مولار – اسید کلرید ریک ۱۲ مولار -  آمونیوم اگزالات ۲۵/۰ مولار – زرد تیتان – سود ۶ مولار – استات مضاعف اورانیل – کبالتی نیتریت سدیم منیزیم

هدف آزمایش: هدف از این آزمایش تجزیه ، تشخیص ، شناسایی و جداسازی کاتیون های گروه  و از بین سایر کاتیون ها،آشنایی با ترکیبات کاتیون های گروه  و  ، بررسی اینکه این کاتیون ها در چه محلولهایی و تحت چه شرایطی حل شده یا رسوب میکنند و ... میباشد.

آزمایشگاه تجزیه کیفی

مقدمه

کاتیون های گروه

کاتیون های گروه  شامل  هستندکه هم در اثر واکنش با آمونیوم کربنات رسوب میدهد و با واکنش با آمونیوم فسفات . اما ما در این آزمایش از رسوب فسفات این کاتیون ها استفاده خواهیم کرد.

واکنش های تعادلی کاتیون های گروه  به شرح زیر است

خواص کاتیون های گروه

باریم

اغلب نمک های باریم در آب و در اسیدهای رقیق محلول هستند به جز سولفات باریم  که میتوان از این ویژگی جهت شناسایی باریم استفاده کرد.نمک های باریم اغلب سقید بوده و محلول آنها بیرنگ است. بسیاری از نمکهای باریم بصورت آبدار متبلور میشوند.باریم به سادگی تشکیل یون کمپلکس نمیدهد.

واکنش های

۱.با یون سولفید: در محلول اسیدی یا بازی سولفید باریم رسوب نمیکند.اگر  در آب حل شود بعلت آبکافت یون سولفید ، یک محلول بازی بسیار قوی بدست می آید. در هر صورت غالبا  رسوب نمیکند چون نسبتا محلول است.

۲.با سدیم کربنات: افزودن این معرف به محلول های حاوی کاتیون باریم باعث تشکیل رسوب  سفید رنگ میشود. این رسوب در اسید های رقیق محلول است و حتی در استیک اسید رقیق هم حل میشود اما در بازهای قوی و آمونیاک محلول نیست.

سفید

۳.با یون سولفات : افزودن سولفات محلول به محلول حاوی این کاتیون باعث تشکیل رسوب سنگین و ریز سفید  میشود که میتوان گفت تقریبا در تمام معرف ها نا محلول است

سفید

۴.با آمونیوم هیدروژن فسفات : با افزودن این معرف به محلول رسوب  که یک رسوب خیلی کم محلول است ، تشکیل میشود

۵.با پتاسیم کرومات: حضور این معرف در نمونه مورد آزمایش باعث تشکیل رسوب زرد  میشود. این رسوب در اسید های رقیق محلول است ولی در بازها حل نمیشود.

زرد

6. آزمایش شعله: نمکهای باریم در شعله چراغ بونزن رنگ سبز – زرد از خود نشان میدهد.

* یون باریم با معرف هایی نظیر سدیم هیدروکسید و آمونیاک وارد واکنش نمیشود

کلسیم

نمک های کلسیم مثل نمک های باریم در آب و اسید های رقیق محلول هستند. کلسیم هیدروکسید کم محلول تر از باریم هیدروکسید است.اغلب نمک های کلسیم سفید بوده . بصورت آبدار متبلور میشوند. کلسیم به ندرت یون کمپلکس تشکیل میدهد.

واکنش های

۱.با سود:با افزودن این معرف به محلول حاوی کلسیم ،   رسوب میکند.این رسوب در اسید های بسیار رقیق حل میشود.