Реакция с цинк-уранилацетатом.

А) Специфической реакцией на ион натрия является кристаллоскопическая реакция с цинк-уранилацетатом:

Na+ + Zn[(UO₂)₂(CH₃COO)₈] + CH3COOH → NaZn[(UO₂)₂(CH₃COO)₉]↓ + H+

Эта реакция является самой чувствительной из всех известных осадочных реакций на ион натрия. Кроме того, она специфична для натрия. Присутствие 10-20-кратных количеств любых катионов не мешает определению натрия. Предел обнаружения натрия — 0, 1 мкг.

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают каплю раствора, содержащего ионы натрия. Рядом помещают каплю раствора реагента и стеклянной палочкой соединяют капли. Дают постоять и рассматривают образовавшиеся кристаллы под микроскопом.

Б) Натрий цинкуранилацетат обладает яркой флуоресценцией зеленого цвета. При содержании натрия более 10 мкг свечение наблюдается сразу же после прибавления реагента, при меньших содержаниях натрия свечение становится заметным лишь через 1—4 мин. Флуоресценция обусловлена наличием иона уранила (UO₂) ²⁺, а интенсивность свечения зависит от агрегатного состояния его соединений. Так, цинк-уранилацетат в водном растворе очень слабо флуоресцирует, а в твердом состоянии обладает яркой желто-зеленой флуоресценцией. Поэтому реакцию на натрий лучше проводить капельным методом на предметном стекле, а не на фильтровальной бумаге. Адсорбируясь на ней, цинкуранилацетат начинает флуоресцировать, что мешает обнаружению натрия.

Предел обнаружения натрия – 0, 03 мкг. Реакция довольно селективна. Аналогичную реакцию дает лишь литий

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают к аплю раствора, содержащего ионы натрия, и каплю уксуснокислого раствора цинкуранилацетата. При облучении ультрафиолетовым светом (УФС-3 или УФС-6) наблюдают зеленое свечение.

3.2. Реакция с гексагидроксостибатом (V) калия, K[Sb(OH)₆]. Гексагидроксостибат (V) калия с ионами Na⁺ в нейтральной или слабощелочной среде (рН = 7 - 8) при охлаждении образует белый кристаллический осадок Na[Sb(OH)₆] - гексагидроксостибат (V) натрия:

Na⁺ + [Sb(OH)₆]^– ® Na[Sb(OH)₆] ¯

Осадок Na[Sb(OH)₆] растворим в горячей воде и частично в щелочах.

Выполнению реакции мешают ионы аммония. Соли аммония, подобно кислотам, выделяют аморфный осадок:

[Sb(OH)₆]^– + Н⁺ ® HSbO₃ ¯ + 3H₂O

Кроме того, выполнению реакции мешают ионы Li⁺ и Mg²⁺.

Выполнениереакции: возьмите в пробирку 5 - 6 капель раствора любой соли натрия и при помощи универсального индикатора определите рН среды. Если среда кислая (рН< 7), нейтрализуйте ее, прибавляя по каплям КОН. Если среда щелочная (рН> 7), прибавьте по каплям раствор уксусной кислоты (СН₃СООН) до нейтральной реакции (рН» 7). К этому раствору прилейте 2-3 капли раствора K[Sb(OH)₆]. Пробирку охладите под струей холодной водопроводной воды. Потирание стенок пробирки стеклянной палочкой ускоряет процесс выпадения белого кристаллического осадка соли Na[Sb(OH)₆].

Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

3.2. Окрашивание пламени - фармакопейная реакция. Соли натрия окрашивают пламя газовой горелки в желтый цвет. Эта проба весьма характерна. Нужно иметь в виду, что реакция окрашивания пламени летучими солями натрия очень чувствительна (открываемый минимум – 0, 00001 мкг натрия в пробе). В таких дозах натрий присутствует практически везде в пыли, воде (извлекается из стекла), поэтому о присутствии натрия в исследуемом препарате можно делать заключение лишь при наличии яркого и не исчезающего в течение нескольких секунд желтого окрашивания пламени.

Выполнение реакции: чистую нихромовую проволоку опустите в насыщенный раствор соли натрия или в сухую соль натрия и затем внесите её в пламя горелки. Запишите наблюдения в тетрадь.

4. Открытие ионов бария

4.1. Реакция с серной кислотой - фармакопейная реакция. Серная кислота и растворимые сульфаты с ионами бария Ва²⁺ образуют белый кристаллический осадок, нерастворимый в минеральных кислотах:

Ba²⁺ + SO₄^2- ® ¯ BaSO₄

Выполнение реакции: поместите в пробирку 1-2 капли раствора соли бария и добавьте к нему 2-3 капли 1 М раствора H₂SO₄.

Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

4.2. Реакция с хроматом калия, K₂CrO₄ или дихроматом калия, K₂Cr₂O₇. Хромат калия с ионами бария Ва²⁺ при рН = 4-5 образует желтый осадок хромата бария ВаCrO₄:

Ba²⁺ + CrO₄^2- ® ¯ ВаCrO₄

Хромат бария растворим в сильный кислотах (кроме H₂SO₄), но нерастворим в уксусной кислоте. При проведении реакции в уксуснокислой среде определению иона бария не мешают ионы Ca²⁺, так как осадок CaCrO₄ не образуется.

Предел обнаружения бария — 0, 15 мг. Ионы Hg(I, II), Ag⁺, Pb²⁺, Bi³⁺ и Fe³⁺ мешают обнаружению бария, так как образуют окрашенные хроматы. Ионы Са²⁺ и Sr²⁺ при рН< 7 не образуют осадков с К₂Сr₂О₇ и не мешают обнаружению бария. Эта реакция используется для отделения Ва от Sr и Са. Предел обнаружения бария — 0, 08 мкг.

Выполнение реакции: смешайте в пробирке по 5 капель растворов хлорида бария и хромата калия. Полученный осадок разделите на две пробирки. В первую пробирку с осадком добавьте 2-3 мл 2 М раствора HCl, а в другую - 2-3 мл 2 М раствора СН₃СООН.

Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

4.3. Окрашивание пламени - фармакопейная реакция. Соли бария окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет.

Выполнение реакции: чистую нихромовую проволоку опустите в насыщенный раствор соли бария или в сухую соль и затем внесите её в пламя газовой горелки. Запишите наблюдения в тетрадь.

5. Открытие ионов кальция

Определение кальция по ГФXI осуществляют 2 методами.

5.1. Реакция с оксалатом аммония, (NH₄)₂C₂O₄. Весьма специфической реакцией на ион кальция является реакция образо- вания белого осадка оксалата кальция:

Ca²⁺ + (NH₄)₂C₂O₄ → CaC₂O₄↓ + 2NH₄⁺

Осадок оксалата кальция нерастворим в уксусной кислоте и растворе аммиака, но растворим в минеральных кислотах. Этой качественной реакции на ион кальция мешают лишь ионы бария и стронция. С помощью этой реакции можно открыть кальций в препаратах, растворимых в воде, таких, как кальция хлорид, кальция глюконат, кальция добезилат, кальция лактат и др. В препаратах, очень малорастворимых или практически нерастворимых в воде (бепаск, гипс жженый), открыть кальций непосредственно с помощью этой реакции нельзя. Это можно сделать только после предварительной обработки препарата и перевода кальция в раствор.

Осадок растворим в сильных кислотах, но нерастворим в уксусной кислоте:

2ВаC₂O₄+ 2СН₃COOН = Ва(НC₂O₄)₂+ Ва(СН₃COO)₂

Предел обнаружения кальция — 20 мкг. Мешают ионы Ва²⁺ и Sr²⁺, дающие с (NH₄)₂C₂O₄ аналогичные осадки. Отличительной особенностью осадков ВаС₂О₄ и SrC₂O₄ является их растворимость в уксусной кислоте:

Выполнение реакции: поместите в пробирку 1-2 капли раствора соли кальция, 3-4 капли раствора (NH₄)₂C₂O₄ и 1-2 капли 2 М раствора аммиака. Полученный осадок разделите на две части. В первую пробирку с осадком добавьте 2-3 мл 2 М раствора HCl, а в другую - 2-3 мл 2 М раствора СН₃СООН.

Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

5.2. Окрашивание пламени - фармакопейная реакция. Второй метод открытия кальция основан на реакции окрашивания пламени. С помощью реакции окрашивания пламени можно открыть кальций во всех соединениях, как растворимых в воде, так и нерастворимых. Обязательным условием проведения этой пробы является смачивание препарата раствором хлористоводородной кислоты. Смысл этой операции заключается в том, чтобы перевести ту или иную соль кальция в хлорид кальция, который летуч и поэтому окрашивает бесцветное пламя в характерный кирпично-красный цвет.

Выполнение реакции: чистую нихромовую проволоку опустите в насыщенный раствор хлорида кальция или в сухую соль и затем внесите её в пламя газовой горелки. Запишите наблюдения в тетрадь.

5.3. Реакция с серной кислотой (предложена в ГФX). Серная кислота и растворимые сульфаты в концентрированных растворах образуют с катионом кальция Са²⁺ кристаллы гипса CaSO₄× 2Н₂О белого цвета, имеющие игольчатую форму:

Сa²⁺ + SO₄^2- + 2 Н₂О ® СaSO₄ • 2Н₂О¯

Эта микрокристаллоскопическая реакция основана на образовании характерных игольчатых кристаллов сульфата кальция CaSO₄•2H₂O (рис. 1, 2).

Рисунок 1. Кристаллы CaS04•2H2O, образующиеся в концентрированных растворах	Рис. 2. Кристаллы СаSО4•2Н2О, образующиеся в разбавленныхрастворах

Предел обнаружения кальция – 1 мкг. Мешают ионы Рb²⁺, Ва²⁺ и Sr²⁺, если они присутствуют в 10-кратном избытке по отношению к кальцию.

Выполнение реакции: поместите на предметное стекло 1 каплю раствора соли кальция, прибавьте к нему 1 каплю 1 М раствора H₂SO₄ и 1 каплю С₂Н₅ОН для уменьшения растворимости. Осторожно нагрейте предметное стекло на водяной бане до появления белых кристаллов гипса.

Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

5.4. Гексацианоферрат (II) калия при рН> 7 в присутствии NH4Cl взаимодействует с ионами кальция с образованием белого кристаллического осадка состава K_n(NH₄)_mCaFe(CN)₆ ¯, где n и m в зависимости от условий могут меняться от 0 до 2:

СаСl₂+ K₄Fe(CN)₆+ NH₄Cl = KNH₄CaFe(CN)₆¯ + 3КСl.

Предел обнаружения кальция — 50 мкг. Осадок нерастворим в уксусной кислоте. Это позволяет отличить его от SrCO₃, который может образоваться в присутствии ионов CO₃^2–, содержащихся в щелочных растворах. Ионы Ва²⁺ и Mg²⁺ мешают реакции обнаружения кальция.

Выполнение реакции. На часовом стекле перемешивают каплю исследуемого раствора с 2—3 каплями раствора реагента, затем добавляют 1–2 капли раствора NH₄Cl, каплю этанола и снова перемешивают. Помутнение или появление кристаллического осадка указывает на присутствие кальция. Удобнее пользоваться черной капельной пластинкой или часовое стекло помещать на черную бумагу.

6. Открытие ионов магния

6.1. Реакция с гидрофосфатом натрия, Na₂HPO₄ . В основе метода открытия магния лежит реакция образования кристаллического магний-аммоний фосфата:

Mg₂₊+ PO_43–+ NH₄₊ → MgNH₄PO₄↓

Характерным признаком, позволяющим идентифицировать магний, является именно кристаллический осадок белого цвета. Дело в том, что из имеющихся реактивов и иона магния при тех или иных нарушениях методики могут образоваться еще два белых, но аморфных, т.е. не характерных, осадка, а именно гидроксид магния и фосфат магния. С целью предотвращения образования этих аморфных осадков к реакционной смеси добавляют хлорид аммония. Как известно, гидроксид магния растворяется в растворе хлорида аммонияи, следовательно, в его присутствии образоваться не может.

Важным моментом этого метода является поддержание необходимого значения рН реакционной массы. Оптимальным является значение рН 8-9. В кислой среде осадок магний-аммоний фосфата не образуется, а в сильнощелочной среде при рН > 10 вместо MgNH₄PO₄выпадает малохарактерный осадок фосфата магния (Mg₃(PO₄)₂). В связи с этим, из трёх фосфорнокислых солей NaH₂PO₄, Na₂HPO₄и Na₃PO₄), каждую из которых можно использовать для этой реакции, более надежно использовать гидрофосфат натрия, поскольку при его применении сильнощелочная среда не получится даже в том случае, если аммиака добавлено больше, чем необходимо, возможность чего имеется при использовании фосфата натрия в соответствии с методикой ГФXI.

Реакция образования магний-аммоний фосфата является характерной кристаллоскопической пробой на магний, в связи с чем используется не только в фармакопейном, но и в токсикологическом анализе.

Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли магния, добавьте 2-3 капли раствора HCl (2 М) и 2-3 капли раствора Na₂HPO₄. Затем добавьте в пробирку 1 каплю раствора фенолфталеина и по каплям раствор аммиака (2 М), перемешивая содержимое пробирки стеклянной палочкой, до появления розовой окраски фенолфталеина (рН» 9). В присутствии иона Mg²⁺ выпадает белый кристаллический осадок.

Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

6.2 Реакция с 8-оксихинолином, (C₉H₆NOH). Ионы Mg²⁺ в аммиачной среде (рН = 9-10) с 8-оксихинолином образуют зеленовато-желтый осадок оксихинолята магния Mg(C₉H₆NO)₂:

Mg²⁺ + 2 C₉H₆NOH → Mg(C₉H₆NO)₂ + 2 H⁺

Выполнение реакции: поместите в пробирку 2-3 капли раствора соли магния, 3-4 капли аммиачного буферного раствора и 3-4 капли раствора 8-оксихинолина. Перемешайте смесь палочкой.

Запишите наблюдения и уравнение реакции в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

6.3. Реакция с растворами щелочей. Ионы Mg²⁺ с раствором NaOH или KOH образуют белый аморфный осадок Mg(OH)₂, нерастворимый в избытке щелочи, но растворимый в концентрированном растворе NH₄Cl:

¯ Mg(OH)₂ + 2 NH₄⁺ → Mg²⁺ + 2 NH₃ + 2 H₂O

Выполнение реакции: поместите в пробирку 4-5 капель раствора соли магния и прибавьте к нему 4-5 капель раствора NaOH (2 М), а затем 5-7 капель раствора NH₄Cl.

Запишите наблюдения и уравнения реакций в молекулярном и ионно-молекулярном виде.

7. Открытие ионов стронция

7.1. Гипсовая вода (насыщенный водный раствор CaSO₄•2H₂O) образует с ионами стронция белый кристаллический осадок:

SrCl₂ + CaSO₄ = SrSO₄ ¯ + CaCl₂

Выполнение реакции. К нескольким каплям раствора, содержащего ионы стронция, добавляют равный объем гипсовой воды и, потирая стеклянной палочкой по стенкам пробирки, нагревают в водяной бане 10 мин. Образуется муть.

7.2. Окрашивание пламени. Летучие соли стронция SrCl₂, Sr(NO₃)₂ окрашивают пламя газовой горелки в карминово-красный цвет.