Частные реакции на катионы II аналитической группы

Общая характеристика

В периодической таблице Д.И.Менделеева элементы, образующие II группу катионов, находятся в главной подгруппе IV группы (свинец р – элемент) и побочной подгруппе I и II групп (серебро – и  ртуть  d –элементы).

2

Hg 2+

- сложный ион, образующий связь между атомами ртути

(-Hg - Hg), является условно одновалентным и имеет промежуточную степень окисления +1.

Соли этих катионов почти все плохо растворяются в воде. Хорошо растворимы только нитраты катионов этой группы, а также ацетаты серебра и свинца. Катионы Ag+, Pb2+, Hg22+ бесцветны.

Гидроксиды серебра и ртути (I) в обычных условиях неустойчивы и распадаются до оксидов и воды. Гидроксид свинца (II) является труднорастворимым слабым электролитом и обладает амфотерными свойствами.

Соли катионов второй группы подвергаются гидролизу и их растворы имеют кислую реакцию.

Ионы  Ag+,  Pb2+,  Hg22+        способны образовывать комплексные соединения. Ионы Ag+ образуют комплексные ионы с аммиаком, цианид  –  ионами,  сульфит  –  ионами  и  др. Благодаря  этой

способности можно переводить в раствор соли серебра (AgCl, AgBr и др.) в виде растворимых комплексных солей, что широко применяется в качественном анализе.

Все растворимые соединения свинца и ртути ядовиты.

Ионы Pb2+ не осаждаются полностью групповым реактивом, поэтому при анализе смеси катионов нескольких групп, свинец частично попадает в третью группу и осаждается серной кислотой.

Таблица 4

Продукты реакций катионов второй аналитической группы

Реактив	Ag +	Hg 2+ 2	Рb 2+
НСl	AgСl            белый осадок, растворим               в NH4ОН, Na2 S2O3	Hg2Сl2            белый осадок,         при действии                   NH3 чернеет	РbСl2         белый осадок, растворим                в горячей воде
КI	AgI          желтый осадок, растворим          в Na2S2O3	Hg2I2                        зеленый осадок, растворим в избытке КI	РbI2 золотисто- желтый осадок, растворим в избытке      КI, СH3СООН
К 2 CrО 4	Аg2CrО4 красно- бурый осадок, растворим в HNO3 , NH4OH	Hg2CrО4 красный осадок, растворим в HNO3	РbCrО4 желтый осадок, растворим   в NaOH, HNO3
NaOH	Аg2O             буро- черный осадок, растворим в HNO3, NH4OH	Hg2О             черный осадок, растворим в HNO3	Рb(ОН)2  белый осадок, растворим                в NaOH, HNO3
Восстановители	Аg          черный осадок	Hg черный осадок	Рb           черный осадок

Действие группового реагента

Групповым реагентом на катионы II аналитической группы является разбавленная соляная кислота. При взаимодействии солей катионов второй  аналитической группы с хлоридами образуются осадки, трудно растворимые в кислотах:

Ag+ + Сl- → AgCl↓ (фармакопейная реакция)

Hg22+ + 2Cl-  → Hg2Cl2↓ Pb2+ + 2Cl-  → PbCl2↓

При действии группового реагента катионы свинца осаждаются из водного раствора не полностью – частично они остаются в растворе. Константы растворимости этих трех хлоридов при комнатной температуре соответственно равны:

K

s

0  (AgCl) = 1,78∙10

0-10

Ks  (Hg2Cl2) = 1,3∙10

K

s

0  (PbCl2) = 1,6∙10-5

Осадок хлорида серебра чернеет на свету вследствие разложения  и  выделения  металлического  серебра. Осадок AgCl растворяется в NH4OH с образованием растворимого в воде комплексного соединения - хлорида диаминсеребра [Ag(NH3)2]Cl:

AgCl↓ + 2NH4OH → [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

Хлорид диаминсеребра легко разлагается          азотной кислотой до хлорида серебра, выпадающего в осадок:

[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 → AgCl↓ + 2NH4NO3

Хлорид серебра способен растворяться в избытке хлоридов с образованием комплексных соединений:

AgCl + NaCl → Na[AgCl2]

Монохлорид ртути Hg2Cl2 взаимодействует с раствором аммиака, образуя хлорид меркураммония [Hg(NH2)]Cl и металлическую ртуть, вследствие чего осадок чернеет:

Hg2Cl2 + 2NH4OH → [Hg2NH2]Cl↓ + NH4Cl + 2H2O [Hg2NH2]Cl → [Hg(NH2)]Cl↓ + Hg↓

Осадок  хлорида  свинца  (II)  PbCl2  слабо  растворим в холодной и горячей воде. Это свойство используют для отделения  катионов  Pb2+  от  остальных  катионов  II группы.

 

Частные реакции на катионы II аналитической группы

Реакции катионов серебра  Ag+

1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

KI + AgNО3 → AgI↓ + KNО3

I-  + Ag+  → Ag I↓

Образуется желтый осадок йодида серебра AgI, нерас- творимый в гидроксиде аммония, кислотах, но раствори-

мый в тиосульфате натрия с образованием комплексного соединения Na[Ag (S2O3)]:

AgI↓ + Na2S2O3 → Na[AgS2O3] + NaI AgI↓ + S2O32-  → [AgS2O3]- + I-

2. Реакция с солями хромовой кислоты:

2AgNO3 + К2CrO4  → Ag2CrO4↓ + 2КNO3

2-

2Ag+ + СrО4

→ Ag2CrO4↓

Образуется кирпично  -  красный  осадок  хромата  серебра, растворимый в азотной кислоте и гидроксиде аммония.

3. Реакция с тиосульфатом натрия:

2AgNO3 + Na2S2О3 → Ag2S2О3↓ + 2NaNО3

2-

2Аg+ + S2О3

→ Ag2S2О3↓

Тиосульфат    натрия    Na2S2О3         образует с растворами солей серебра белый осадок, который быстро желтеет, затем буреет и переходит в черный осадок сульфида серебра:

Ag2S2О3↓ + Н2О → Ag2S↓ + H2SO4

Осадок Ag2S2О3  образуется при избытке ионов серебра и растворяется в избытке раствора тиосульфата натрия с образованием комплексных солей.

AgNO3 + Na2S2O3 → Na[AgS2O3] + NaNO3

4. С формальдегидом НСОН в аммиачной среде с образованием металлического серебра (реакция «серебряного зеркала») (фармакопейная реакция):

2Ag+  + HCOH + 3NH4OH → 2Ag↓ + HCOO- + 3NH4+ + 2H2O

2AgNO3  + HCOH + 3NH4OH → 2Ag↓ + HCOONH4 + 2NH4NO3 + 2H2O

2+        2+

Мешающие ионы: Hg 2

, Hg

Реакции катиона ртути Hg 22+

1. Йодид калия К I образует с растворами солей ртути (I) осадок Нg2I2 грязно- зеленого цвета, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного тетрайодомеркурат (II) – иона и черного осадка металлической ртути:

Hg2(NO3)2 + 2KI → Нg2I2↓ + 2KNO3 Hg22+ + 2I- → Нg2I2↓

Нg2I2 + 2КI → К2[НgI4] + Hg↓ Нg2I2  + 2I- → [НgI4]2-  + Hg↓

2. Хромат калия К 2 С rO 4 при нагревании осаждает из растворов солей ртути (I) кирпично-красный осадок Hg2СrO4:

Hg2(NO3)2 + К2СrO4 → Hg2СrO4↓ + KNO3 Hg22+ + СrO42- → Hg2СrO4↓

Осадок не растворяется в щелочах и разбавленной уксусной кислоте,  но растворяется в азотной кислоте.

3. В реакции с едкими щелочами образуется черный осадок Hg 2 O :

Hg2(NO3)2 + 2 NaOH → Hg2O↓ + 2NaNO3 + H2O

Hg22+ + 2OH-  → Hg2O↓ + H2O

 

Реакции обнаружения катиона свинца Р b 2+

1. Йодид калия КI образует с растворами солей свинца желтый осадок PbI2 (реакция «золотого дождя»):

Рb(NO3)2 + 2КI → РbI2↓ + 2KNO3 Рb2+ + 2I- → РbI2↓

Осадок растворяется при нагревании в воде и 2М растворе уксусной кислоты. При  медленном  охлаждении,  которое             благоприятствует          росту крупных кристаллов раствора, выпадают характерные золотистые чешуйки кристаллов РbI2.

2+        2+

+    3+    3+       2+

Мешающие ионы: Hg 2

, Hg

, Ag

, Fe

, Bi

, Cu

2. Серная кислота и растворимые сульфаты образуют с растворами солей свинца белый осадок сульфата свинца РbSO4:

Рb(NO3)2 + Н2SO4 → РbSO4↓ + 2НNO3

2-

Рb2+ + SO4

→ РbSO4↓

При нагревании в растворах щелочей осадок растворяется: РbSO4↓ + 4NaОН → Nа2[Рb(ОН)4] + Na2SO4

3. Хромат   калия  К 2 С rO 4 или   хромат  натрия N а 2 С rO 4   образуют  в растворах солей свинца желтый осадок РbСrО4, растворимый в щелочах: Рb(NO3)2 + K2CrO4 → РbCrO4↓ + 2KNO3

2-

Pb2+ + CrO4

→ PbCrO4↓

PbCrO4↓ + 4KОН → K2[Pb(OH)4] + K2CrO4

---

Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 469; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!