KVALITAN - virtuálne chemické lagoratóriumOddeľovanie / Katióny IV. triedy / Katióny / Teória

Oddeľovanie katiónov IV. triedy

Filtrát po III. triede okyslíme HCl a odparíme na polovičný objem, aby sme rozrušili prítomný sírnik amónny. Vylúčenú síru odfiltrujeme, roztok zalkalizujeme amoniakom a pridáme k nemu nadbytok uhličitanu amónneho. Obsah nádobky zahrievame dlhší čas pri 70°C, aby sa katióny IV. triedy celkom vyzrážali. Odfiltrovanú zrazeninu na filtri dokonalé premyjeme horúcou vodou a vo filtráte sa presvedčíme uhličitanom amónnym o úplnom vyzrážaní IV. triedy. Filtrát aj s prvým podielom premývacej vody odložíme na dokazovanie katiónov V. triedy.

Zrazeninu, ktorá obsahuje uhličitany bária, vápnika a stroncia, rozpustíme na filtri v horúcej zriedenej kyseline octovej a vo vzniknutom roztoku zisťujeme katióny IV. triedy.

Roztok rozdelíme na tri časti. Do jednej pridáme asi trojnásobné množstvo nasýtenej sadrovej vody. Za prítomnosti bária a stroncia sa roztok zakalí vzniknutými síranmi; keď je v roztoku bárium, zákal vznikne okamžite, kým za prítomnosti stroncia vznikne až po dlhšom čase. Keď roztok obsahuje iba vápnik, zákal vôbec nevznikne.

Keď reakcia so sadrovou vodou dopadne pozitívne, vyzrážame z druhej časti roztoku zriedenou kyselinou sírovou sírany bária a stroncia, ktoré odfiltrujeme. Vo filtráte zisťujeme vápnik tak, že do zahriateho filtrátu pridáme amoniak až do silno alkalickej reakcie a potom oxalát amónny. Za prítomnosti katiónu vápnika vznikne biela zrazenina oxalátu vápenatého.

Z ďalšej časti získaného roztoku zisťujeme báryum a stroncium takto:

Roztok zahrejeme a do horúceho pridáme dvojchróman draselný. Za prítomnosti bária vznikne žltá zrazenina chrómanu bárnatého. Prítomnosť bária potvrdíme okrem toho aj plameňovou skúškou. Soli bária farbia nesvietivý plameň na zeleno.

Zrazeninu odfiltrujeme, do filtrátu pridáme amoniak, potom kyselinu octovú, ako aj trochu dvojchrómanu draselného, čím sa presvedčíme, či sa bárium vyzrážalo dokonale. Do roztoku zbaveného bária pridáme sadrovú vodu alebo trochu zriedenej kyseliny sírovej, účinkom ktorých vznikne za prítomnosti stroncia biely zákal od síranu strontnatého. Prítomnosť stroncia potvrdíme ešte plameňovou skúškou, pri ktorej soli stroncia farbia plameň na intenzívne karmínovočerveno.

Katióny IV. triedy môžeme oddeľovať a identifikovať aj takto:

Vyzrážané uhličitany rozpustíme v zriedenej kyseline dusičnej a roztok odparíme na vodnom kúpeli do sucha. Malú časť zvyšku rozpustíme vo vode a sadrovou vodou skúsime; či je v roztoku bárium a stroncium.

Zvyšok vysušíme na porcelánovej miske pri 110°C a po vychladnutí k nemu pridáme malé množstvo alkoholu, v ktorom sa dusičnan vápenatý rozpustí, kým dusičnany bárya a stroncia ostanú nerozpustené. Zvyšok na filtri môžeme skúšať aj takto:

Malú časť zrazeniny rozpustíme vo vode a ku kvapke tohto roztoku pridáme jednu kvapku rodizonátu sodného. Za prítomnosti stroncia vznikne hnedá zrazenina, rozpustná v HCl. Keď sa vzniknutá hnedá zrazenina po pridaní HCl zmení na šarlátovočervenú, dokazuje to prítomnosť bária.

Vápnik zisťujeme v alkoholickom roztoku kyselinou sírovou alebo po vypudení alkoholu oxalátom amónnym. V obidvoch prípadoch vznikne biela zrazenina síranu, resp. oxalátu vápenatého.

Pripomienky k oddeľovaniu katiónov IV. triedy

Pred zrážaním katiónov IV.j triedy uhličitanom amónnym musíme najprv odstrániť amónne soli, pretože keby sme ich neodstránili, katióny IV. triedy by sa kvantitatívne nevyzrážali. Amónnych solí sa zbavíme alebo úplným odparením roztoku a vyžíhaním zvyšku, alebo povarením roztoku s koncentrovanou kyselinou dusičnou a odparením roztoku do sucha.

Aby stopy katiónov tejto triedy neunikli, skúsime malé množstvo filtrátu po III. triede zrážať zriedenou kyselinou sírovou, ktorá vyzráža bárium, a stroncium a filtrát po nich amoniakom a oxalátom amónnym, ktorý vylúči vápnik.

Ak sa alkoholický výluh po pridaní kyseliny sírovej len slabo zakalí, zákal môže pochádzať aj od stôp stroncia, ktoré prešli do roztoku. Aby sme aj v tomto prípade dokázali prítomnosť vápnika, zrazeninu rozpustíme v malom množstve vody, k roztoku pridáme trochu amoniaku a asi 1 g síranu amónneho a zahrejeme do varu. Usadeninu za horúca odfiltrujeme, filtrát mierne okyslíme kyselinou octovou a pridáme niekoľko kvapiek kyseliny oxálovej alebo oxalátu amónneho. Ak vznikne zrazenina, je v nej vápnik, lebo ostatné katióny, ktoré by sa za týchto okolností mohli zrážať, sú z roztoku odstránené v podobe síranov.

Oddelenie  fosforečnanového aniónu od katiónov IV. a V. triedy:

Kyselina fosforečná sa vyzráža molybdénanom amónnym za prítomnosti kyseliny dusičnej na malej miske, roztok sa potom odparí a zvyšok rozpustí v kyseline octovej alebo dusičnej. Do roztoku, prejdú katióny, takže sa dajú od zrazeniny kyseliny fosforečnej oddeliť filtráciou. Filtrát sa spracuje podľa predpokladaných katiónov.