К третьей аналитической группе относят катионы Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Ra²⁺. Групповым реагентом является разбавленная серная кислота и ее растворимые соли, образующие с катионами данной группы сульфаты, нерастворимые в воде, кислотах и щелочах:

Ca²⁺ + SO₄^2– = CaSO₄↓,

Ba²⁺ + SO₄^2– = BaSO₄↓,

Sr²⁺ + SO₄^2– = SrSO₄↓.

В соответствии с величинами произведения растворимости (К_S) осадок сульфата бария образуется мгновенно, сульфата стронция – через некоторое время после смешивания реактивов, а сульфат кальция – только из концентрированных растворов. Для понижения растворимости CaSO₄ в водный раствор добавляют спирт или ацетон. Отделение катиона кальция от остальных катионов третьей группы основано на растворимости CaSO₄ в сульфате аммония:

CaSO₄ + (NH₄)₂SO₄ = (NH₄)₂[Ca(SO₄)₂].

Для перевода в растворимое состояние сульфаты бария, кальция и стронция (MSO₄) многократно обрабатывают при нагревании раствором Na₂CO₃ в фарфоровом тигле или сплавляют при температуре 600–800^оС с гидрокарбонатом натрия:

MSO₄ + Na₂CO₃ = MCO₃↓ + Na₂SO₄.

Образовавшиеся карбонаты катионов третьей аналитической группы растворимы в кислотах:

MCO₃ + 2H⁺ = M²⁺ + H₂O + CO₂↑.

Специфических реакций на катионы Ca²⁺, Ba²⁺, Sr²⁺ нет. Они характеризуются близкими химическими свойствами. Поэтому в систематическом анализе обнаружение катионов этой группы основано на различной растворимости образующихся в ходе анализа малорастворимых соединений (табл. 7.3). Например, различной растворимостью хроматов катионов третьей группы пользуются в качественном анализе для отделения ионов Ва²⁺ от ионов Sr²⁺ и Ca²⁺. Из оксалатов щелочноземельных металлов менее всего растворим CaC₂O₄. Поэтому оксалат-ион C₂O₄^2– является характерным реактивом на катион Ca²⁺.

Все катионы III аналитической группы устойчивы по отношению к окислителям и восстановителям.

Обзор действия основных реагентов на катионы третьей группы