РЕАКЦИИ КАТИОНОВ II АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППЫ
Ко второй аналитической группе относятся катионы Ag+, Pb2+, [Hg2]2+ .
Эти элементы находятся в разных группах периодической системы Д.И. Менделеева. Они имеют либо законченные 18–электронные внешние слои, либо оболочки, содержащие 18+2 электронов в двух наружных слоях, что обуславливает одинаковое отношение их галогенид ионам.
Групповым реагентом на катионы II аналитической группы является 2моль/л раствор хлороводородной кислоты. Катионы Ag+, Pb2+, [Hg2]2+ при взаимодействии с ней образуют труднорастворимые в воде и в разбавленных кислотах осадки белого цвета:
Ag+ + Cl- → AgCl
Pb2+ + 2Cl- → PbCl2
[Hg2]2+ + 2Cl- → Hg2Cl2
Следует избегать избытка реагента и использования концентрированной хлороводородной кислоты, так как могут образовываться растворимые комплексные соединения:
AgCl + 2 HCl → H2[AgCl3]
PbCl2 + HCl → H[PbCl3]
Растворимость хлоридов различна. При 200 C: хлорид свинца – 11,0 г/л, хлорид серебра – 1,8·10-3 г/л, хлорид ртути (I) - 2,0·10-4 г/л. При увеличении температуры воды до 1000 С растворимость PbCl2 увеличивается в 3 раза, в то время как растворимость AgCl и Hg2Cl2 практически остается прежней. Это свойство используется для отделения катионов Pb2+ от катионов [Hg2]2+ и Ag+.
Хлорид ртути (I) при взаимодействии с раствором гидроксида аммония образует амидохлорид ртути (I), который неустойчив и разлагается на малорастворимый амидохлорид ртути (II) и металлическую ртуть, которая придает осадку черный цвет:
Hg2Cl2 + 2 NH4OH → [Hg2NH2]Cl + NH4Cl + 2H2 O
[Hg2NH2]Cl → [HgNH2]Cl + Hg
Это позволяет отделить катион [Hg2]2+ от катиона Ag+.
Хлорид серебра растворим под действием раствора гидроксида аммония с образованием комплексного соединения хлорида диамминсеребра (I):
AgCl + 2 NH4OH → [Ag(NH3)2]Cl + 2 H2O
Из выше изложенного следует, что наиболее растворимым является осадок хлорида свинца, вследствие чего он не полностью осаждается с этой группой катионов и частично остается в растворе.
Нитраты серебра, свинца и ртути (I) хорошо растворимы в воде. Растворимость сульфатов невелика и уменьшается в ряду Ag+ - [Hg2]2+ - Pb2+. Карбонаты и сульфиды плохо растворимы в воде. Гидроксид серебра неустойчив, ртути – не существует (только оксид), а гидроксид свинца амфотерен. Соли ртути (I) не устойчивы и склонны к реакциям диспропорционирования с выделением свободной ртути и образованием соответствующих соединений ртути (II).
Действие группового реагента HCl на катионы II аналитической группы (Ag+, Pb2+, [Hg2]2+).
Хлороводородная кислота образует со всеми катионами II группы малорастворимые осадки белого цвета. Реакция HCl с катионами Ag+ - ФАРМАКОПЕЙНАЯ. (Химизм реакции смотри выше, в общей характеристике группы).
Методика: Берут 3 пробирки. В первую помещают 3-4 капли раствора нитрата ртути (I), во вторую – 3-4 капли раствора нитрата серебра, в третью 3-4 капли раствора нитрата свинца. Во все три пробирки добавляют 3-4 капли 2моль/л раствора хлороводородной кислоты. Наблюдают образование белых осадков во всех трех пробирках. В первую и вторую пробирку добавляют (избыток) 6-8 капель раствора аммиака, в третью – 5 капель воды и нагревают.
Наблюдают за происходящими явлениями.
Аналитические реакции катиона (Ag+).
Внимание! Соли серебра ядовиты! Работать осторожно!
1. Реакция с иодидом калия.
Иодид калия с катионом Ag+ образует желтый осадок иодида серебра AgI, не растворимый в концентрированном растворе аммиака:
Ag+ + I- → AgI
Методика: Помещают в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра, добавляют 2-3 капли иодида калия или натрия. Наблюдают образование осадка желтого цвета.
2. Реакция с бромидом калия.
Бромид калия с катионами Ag+ образует бледно- желтый осадок бромида серебра AgBr, который частично растворим в концентрированном растворе аммиака:
Ag+ + Br- → AgBr
Методика: Помещают в пробирку 2-3 капли нитрата серебра, добавляют 2-3 капли бромида калия. Наблюдают образование осадка бледно-желтого цвета.
3. Реакция с хроматом калия.
Хромат калия с катионами Ag+ в нейтральной или слабоуксусной среде образует осадок Ag2CrO4 кирпично –красного цвета:
Ag+ + CrO4 2- → Ag2CrO4
Осадок растворяется в концентрированном растворе аммиака, в аммиачной, сильнокислой средах осадок не образуется.
Ионы Pb2+, Ba 2+ и др. дающие осадки с CrO4 2- , мешают проведению данной реакции.
Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата серебра и добавляют 1-2 капли раствора хромата калия. Наблюдают за образованием осадка. Проверяют растворимость осадка в уксусной кислоте и концентрированном растворе аммиака.
Аналитические реакции катиона [Hg2]2+ .
Внимание! Все соли ртути ядовиты, требуют осторожного обращения!
Легко образуют амальгамы, не допускать попадания на золотые украшения!
1. Восстановление [Hg2]2+ до Hg хлоридом олова (П).
При действии на раствор соли ртути (I) раствором хлорида олова (II) вначале образуется белый осадок Hg2Cl2 , который при стоянии постепенно темнеет вследствие восстановления ионов [Hg2]2+ до металлической ртути
[Hg2]2+ + 2Cl- → Hg2Cl2
Hg2Cl2 + Sn2+ +2Cl- → 2Hg + Sn4+ + 4Cl-
Ионы ртути (II) мешают определению, так как дают аналогичный эффект.
Методика: В пробирку помещают 2- 3 капли раствора нитрата ртути (I), добавляют 2-3 капли раствора хлорида олова (II). Выделяется белый осадок, который постепенно темнеет.
2. Восстановление [Hg2]2+ ионов металлической медью.
Методика: На очищенную наждаком медную пластинку наносят каплю раствора нитрата ртути (I). Через некоторое время появляется серое пятно амальгамы, которое после удаления раствора и протирания поверхности фильтровальной бумагой остановится блестящим:
[Hg2]2+ + Cu → Cu2+ + 2 Hg
Соли ртути (II) дают аналогичный эффект.
3. Реакция с иодидом калия.
Иодид калия образует с катионами ртути (I) осадок Hg2I2:
[Hg2]2+ + 2I- → Hg2I2
Осадок растворим в избытке реактива с образованием тетраиодогидраргират (II) калия и черного осадка металлической ртути:
Hg2I2 + 2 I- → [Hg I4]2- + Hg
Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) и добавляют 2-3 капли раствора иодида калия. Выделяется грязно-зеленый осадок Hg2I2. К полученному осадку добавляют избыток реактива. Наблюдают за происходящими явлениями.
4. Реакция с хроматом калия.
Хромат калия K2CrO4 образуют с катионами [Hg2]2+ красный осадок хромата ртути (I), растворимый в азотной кислоте:
[Hg2]2+ + CrO4 2- → Hg2CrO4
Методика: в пробирку помещают 2-3 капли раствора нитрата ртути (I) Hg2(NO3)2. Добавляют 2-3 капли хромата калия. Выпадает осадок красного цвета.
5. Реакция с раствором гидроксида аммония.
Нитрат ртути (I) реагирует с раствором гидроксида аммония с образованием темного осадка смеси металлической ртути и [OHg2NH2]NO3
2 Hg22+ + NO3- + 4 NH3 + H2O → [OHg2NH2]NO3 + 2 Hg + 3 NH4+
Методика: К 2-3 каплям раствора нитрата ртути (I) помещают в пробирку, добавляют 6 капель раствора гидроксида аммония. Выпадает осадок черного цвета.
Аналитические реакции катиона Pb2+.
1. Реакция с серной кислотой или растворимыми сульфатами.
Серная кислота или растворимые сульфаты осаждают катионы свинца в виде белого осадка сульфата свинца. Осадок растворяется при нагревании в растворах гидроксидов щелочных металлов с образованием гидроксокомплексов:
Pb2+ + SO42- → PbSO4
PbSO4 + 4 NaOH → Na2[Pb(OH)4] + Na2SO4
Сульфат свинца так же растворим в 30 % растворе ацетата аммония:
PbSO4 + CH3COO- → [PbCH3COO]+ + SO42-
Методика: В пробирку помещают 5 капель раствора нитрата свинца, добавляют равный объем раствора сульфата натрия или сульфата калия, выпадает белый осадок. Разделяют осадок на 2 части. К одной добавляют гидроксид натрия или калия, к другой – 30 % раствор ацетата аммония. Осадок в обоих случаях растворяется.
2. Реакция с хроматом калия.
Хромат калия с катионами свинца образует желтый кристаллический осадок PbCrO4, растворимый в гидроксидах щелочных металлов, но не растворимый в уксусной кислоте:
Pb2+ + CrO42- → PbCrO4
PbCrO4 + 4OH- → [Pb(OH)4]2- + CrO4 2-
Методика: В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли свинца, добавляют 3 капли раствора хромата калия. Выпадает желтый кристаллический осадок. Проверяют его растворимость в уксусной кислоте и гидроксиде натрия или калия.
3. Реакция с иодидом калия или натрия, реакция «золотого дождя», (ФАРМАКОПЕЙНАЯ).
Иодид натрия или калия с катионами свинца образует кристаллический осадок PbI2 желтого цвета, растворимый в избытке реактива с образованием комплексного соединения тетраиодоплюмбат (II) калия:
Pb2+ + 2 I- → PbI2
PbI2 + 2I- → [PbI4]2-
Иодид свинца растворим в горячей воде и в уксусной кислоте. Растворимость осадка в горячей воде используют как дополнительную реакцию обнаружения катионов свинца, так как при охлаждении раствора осадок иодида свинца выпадает в виде золотистых чешуек. Реакция специфична.
Методика: В пробирку помещают 3-5 капель раствора соли нитрата свинца, добавляют 3 капли раствора иодида калия или натрия. Выпадает осадок желтого цвета. Прибавляет несколько капель воды и нагревают. Осадок растворяется. Быстро охлаждают пробирку под струей водопроводной холодной воды. Вновь выделяется осадок в виде блестящих золотистых кристаллов.
Аналитические реакции катионов II группы
Реагенты
| Ag+
| [Hg2]2+
| Pb2+
| HCl
или хлориды
| AgCl
Белый осадок, растворимый в избытке NH3·H2O
| Hg2Cl2
Белый осадок
| PbCl2
Белый осадок, растворимый в горячей воде
| H2SO4
или сульфаты
| Ag2SO4
Белый осадок, из конц. растворов
| Hg2SO4
Белый осадок, из конц. растворов
| PbSO4
Белый осадок, растворимый в избытке щелочи
| NaOH
| Ag2O
Бурый осадок
| Hg2O
Черный осадок
| Pb(OH)2
Белый осадок, растворимый в избытке реактива
| NH3
водный раствор
| Ag2O
Бурый осадок, раств. в избытке
реактива
| Hg + HgNH2Cl
Черный осадок
| Pb(OH)2
Белый осадок
| KI
| AgI
Желтый осадок
| Hg2I2
Желто-зеленый осадок
Hg
черный осадок HgI2
красный осадок
| PbI2
Золотисто-желтый осадок
| Растворимы в избытке KI
| K2Cr2O7 +
CH3COOH
| Ag2Cr2O4
Кирпично-красный осадок, растворимый в NH3·H2O
| Hg2CrO4
Красный осадок
| PbCrO4
Желтый осадок
| H2S или
Na2S
| Ag2S
Черный осадок
| Hg2S
Черный осадок
HgS + Hg
черный черный
осадок осадок
| PbS
Черный осадок
| Восстановители, сильные
| Ag
Черный осадок
| Hg
Черный осадок
| Pb
Черный осадок
|
Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 6204 | Нарушение авторских прав
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|