Действие группового реактива H2SO4

Разбавленная серная кислота с катионами кальция, бария, стронция образует белые осадки сульфатов. Эти осадки практически нерастворимы в воде, в щелочах и кислотах. Но растворимость их в воде сильно отличается. Так, K_s (ВaSO₄) = 1· 10?¹⁰; K_s (CaSO₄) = 2,5· 10?⁵; K_s (SrSO₄) = 2,8· 10?⁷.

Из этого следует, что при действии серной кислоты на разбавленные растворы солей катионов данной группы, бария сульфат выпадает мгновенно, стронция сульфат — постепенно, сульфат же кальция образуется только при нагревании очень медленно, так как произведение концентраций ионов кальция и сульфат-ионов не достигает величины константы растворимости кальция сульфата (для понижения растворимости CaSO₄ необходимо добавить ацетон или спирт).

BaCl₂ + H₂SO₄ > BaSO₄v + 2 HCl.

Ba²⁺ + SO₄²? > BaSO₄v.

^{мелкокристаллический}

SrCl₂ + H₂SO₄ > SrSO₄v + 2 HCl.

Sr²⁺ + SO₄²? > SrSO₄v.

^{аморфный}

^ацетон

CaCl2 + H2SO4 CaSO4v + 2 HCl Ca2+ + SO42? > CaSO4v.

^{кристаллический}

В отличие от BaSO₄ и SrSO₄ растворимость кальция сульфата в значительной степени повышается в присутствии аммония сульфата. При этом образуется очень неустойчивая комплексная соль состава (NH₄)₂[Ca (SO₄)₂]:

CaSO₄ + (NH₄)₂SO₄ > (NH₄)₂[Ca (SO₄)₂].

Отсюда следует, что если осаждение смеси катионов Ba²⁺, Sr²⁺ и Ca²⁺ производить не серной кислотой, а избытком раствора (NH₄)₂SO₄, то осаждения ионов кальция не происходит, однако при нагревании осадок CaSO₄ образуется быстро.

Предел обнаружения бария — 0,08 мкг, кальция — 1 мкг.

Так как сульфаты бария, стронция не растворяются ни в кислотах, ни в щелочах, а между тем открытие (обнаружение) их ионов нужно проводить из раствора, необходимо уметь переводить сульфаты бария, стронция в такие состояния, которые могут быть в дальнейшем растворимы в кислоте. Этого можно достигнуть, переводя сульфаты в карбонаты.

ОПЫТ: берут три пробирки; в одну из них добавляют по 5 капель раствора соли бария, в другую — соли кальция, в третью — соли стронция. В каждую пробирку добавляют 1−2 капли 2 н. раствора серной кислоты. Наблюдают образование осадков. Осадок кальция сульфата выпадает только в присутствии спирта или ацетона.

Перевод сульфатов в карбонаты проводят следующим образом: к осадку, например, бария сульфата прибавляют насыщенный раствор натрия карбоната и кипятят, затем центрифугируют и центрифугат отбрасывают.

Такую обработку проводят 5−8 раз. После этого осадок растворяют в уксусной кислоте. Если осадок растворяется почти полностью, это говорит о том, что бария сульфат переведен в карбонат.

BaSO4 + (NH4)2CO3 (насыщ.) BaCO3+ (NH4)2SO4.

BaSO₄ + CO₃²? > BaCO₃ + SO₄^2·

Превращение BaSO₄ в BaCO₃ происходит, если выполняется условие: