Действие группового реагента

Групповой реагент — карбонат аммония (NH₄)₂C0₃ — образует с ионами Са²⁺, Sr²⁺ и Ва²⁺ карбонаты, практически нерастворимые в воде:

Эти осадки получились бы и при действии на раствор других карбонатов (Na₂C0₃, К₂С0₃), однако пользоваться ими для отделения катионов второй группы недопустимо, так как при этом мы ввели бы ионы Na⁺ или К⁺, не зная, присутствовали ли они в исходном растворе. Применение же карбоната аммония не повлечет за собой этой ошибки, так как ион NH| можно предварительно обнаружить дробным методом.

Групповой реагент (NH₄)₂C0₃ подвергается протолизу (гидролизу):

Это препятствует полному осаждению катионов второй группы, так как кислые соли Са (НС0₃)₂, Sr (HC0₃)₂ и Ва (НС0₃)₂ растворимы в воде. Для подавления протолиза карбоната аммония к раствору прибавляют раствор аммиака. При этом равновесие реакции протолиза смещается влево и ион НС0₃ превращается в ион-осадитель СО§~. Помимо того, карбонат аммония частично разлагается с образованием карбамината аммония, так же не осаждающего катионы второй группы:

Однако при нагревании раствора до 50—70 °С это равновесие смещается влево. Нагревание способствует превращению аморфного осадка карбонатов в кристаллический, легко отделяемый центрифугированием.

При действии карбоната аммония помимо катионов второй группы частично осаждается ион Mg²⁺ в виде основной соли:

Во избежание этого к раствору добавляют хлорид аммония, в котором карбонат гидроксомагния растворяется. Прибавление хлорида аммония предотвращает также выпадение осадка гидроксида магния, растворимого в избытке солей аммония. Однако большой избыток хлорида аммония недопустим: эта соль, подвергаясь гидролизу, создает кислую среду раствора и повышает растворимость карбонатов кальция, бария, стронция.

Итак, катионы второй группы осаждают карбонатом аммония (NH₄)₂C0₃ в присутствии NH₄OH и NH₄Cl при нагревании раствора до 50—70 °С.

К 2—3 каплям растворов хлоридов кальция и бария прибавляют по одной капле раствора аммиака, хлорида аммония и карбоната аммония, нагревают на водяной бане. Полученные осадки СаС0₃ и ВаС0₃ проверяют на растворимость в кислотах: разделив суспензию на две части, к одной из них добавляют 2—3 капли НС1, а к другой — СН₃СООН. Карбонаты катионов второй группы растворяются и в избытке солей аммония, выделяющих при гидролизе хлороводородную кислоту: к 1—2 каплям раствора хлорида кальция прибавляют равный объем реактива (NH₄)₂C0₃, а затем избыток хлорида аммония (5—6 капель) до растворения осадка.