Лекция Катионы 2-ой аналитической группы Ag+, Hg22+

©stom.tilimen.org 2023
әкімшілігінің қараңыз

Лекция 5. Катионы 2-ой аналитической группы Ag+, Hg22+Pb2+

Общая характеристика катионов второй аналитической группы

К катионам второй аналитической группы относятся катионы, дающие осадки с соляной кислотой и ее солями, которые являются групповым реактивом. Этим свойством обладают катионы серебра, ртути (1), и свинца. Хлориды серебра и ртути (1) практически нерастворимы в воде, хлорид свинца плохо растворим. Поэтому при необходимости анализа смеси катионов добавлением соляной кислоты или ее солей осаждают катионы второй группы в виде хлоридов, отделяя их этой операцией от всех остальных групп катионов.

Катионы серебря, ртути (1) и свинца в водных растворах бесцветны. Степень окисления ионов серебра, ртути и свинца легко изменяется, так как они проявляют свойства окислителей.

Катионы 2-ой группы образуют при воздействии сероводорода в кислой среде остатки сульфидов, при воздействии солей фосфорной и угольной кислоты – осадки фосфатов и карбонатов.

Катионы серебра, ртути и свинца обладают слабоосновными свойствами, поэтому их соли с сильными кислотами в воде легко подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию.

При действии щелочей на растворы солей серебра и ртути (1) образуются гидроксиды, которые сразу же разлагаются на воду и оксиды серебра и ртути (1). Из растворов солей свинца при действии щелочей выпадает осадок гидроксида свинца (2), обладающий амфотерными свойствами. Катионы 2-ой группы образуют растворимые в воде нитраты и ацетаты.

Соединения серебра, ртути (1) и свинца имеют широкое применение в науке и технике. Соли серебра используются в фотографии, соли ртути (1) – в ветеринарии, соли свинца – в лакокрасочной промышленности.

Применение в медицине и фармации солей катионов 2-ой аналитической группы

Соединения катионов второй аналитической группы нашли широкое применение в медицине и фармации. Нитрат серебра в виде глазных капель используется при лечении глазных заболеваний, для профилактики заболеваний глаз у новорожденных, в кристаллическом виде – для прижиганий. Нитрат серебра находит широкое применение как реактив при анализе многих лекарственных препаратов. Широко применяют как вяжущие, антисептические средства препараты коллоидного серебра – колларгол и протаргол. Дихлорид ртути(1) в виде мазей применяют при заболеваниях глаз.

Ацетат свинца в виде водных растворов обладает вяжущими свойствами и применяется наружно для примочек и компрессов при воспалительных заболеваниях кожи и слизистых оболочек. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого как противовоспалительное, дезинфицирующее средство.

Соединения катионов 2-ой ан. группы , особенно ртути и свинца, обладают высокой токсичностью, поэтому при работе с ними надо соблюдать меры предосторожности – не касаться солей руками, тщательно мыть руки после окончания работы.


Действие группового реактива

Групповым реактивом на катионы 2-ой ан. группы являются соляная кислота и ее соли. При взаимодействии солей катионов второй группы с хлоридами образуются осадки, трудно растворимые в воде и кислотах:

Ag++Cl-→AgCl↓

Hg22++2Cl—→Hg2Cl2↓

Pb2++2Cl—→PbCl2↓

Осадок хлорида серебра чернеет на свету вследствие разложения и выделения металлического серебра. Осадок хлорида серебра растворяется в гидроксиде аммония с образованием растворимого в воде комплексного соединения – хлорида диаминсеребра (1) — [Ag(NH

3)2]Cl:

AgCl+2NH4OH→[Ag(NH3)2]Cl+2H2O

Хлорид диаминсеребра (1) 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 [HgNH2]Cl и металлическую ртуть, вследствие чего осадок чернеет:

Hg

2Cl2+2NH4OH→[Hg2NH2]Cl↓+NH4Cl+2H2O

[Hg2NH2]Cl→→[HgNH2]Cl↓+Hg↓

Осадок хлорида свинца (2) PbCl2 слаборастворим в холодной и растворим в горячей воде. Это свойство используют для отделения катионов Pb2+ от остальных катионов 2-ой группы.
Реакции катионов серебра Ag+


  1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

KI+AgNO3→AgI↓+KNO3

Образуется желтый осадок йодида серебра, нерастворимый в гидроксиде аммония, кислотах, но ратворимый в тиосульфате натрия с образованием комплексного соединения

Na[AgS2O3]:

AgI+Na2S2O3→Na[AgS2O3]+NaI



  1. Реакция с солями хромовой кислоты:

2AgNO3+K2CrO4→Ag2CrO4↓+2KNO3

Образуется красно-кирпичный осадок хромата серебра, растворимый в азотной кислоте и гидроксиде аммония.



  1. Реакция с тиосульфатом натрия:

2AgNO3+ Na2S2O3→ Ag2S2O3↓+2NaNO
3

Образуется осадок белого цвета, растворимый в избытке реактива.



  1. Реакция восстановления до металлического серебра. В присутствии восстановителей (формальдегид, Mn2+, Sn2+) ионы серебра легко восстанавливаются до металлического серебра:

Ag2O+HCOH→2Ag↓+HCOOH

При проведении реакции с формальдегидом в пробирке на ее стенках образуется блестящий налет – реакция «серебряного зеркала»

Реакции катионов ртути Hg22+


  1. Реакция восстановления. Катион ртути способен восстанавливаться в присутствии восстановителей типа SnCl
    2    :

Hg2Cl2+SnCl2→2Hg↓+SnCl4

Образуется осадок черного цвета

Hg2(NO3)2+Cu→2Hg↓+Cu(NO3)2

Если раствор соли ртути нанести на медную монету, то раствор через 2-3 мин. Монета покроется серым слоем амальгамы меди, который после растирания кусочком шерсти становится блестящим.



  1. Реакция с едкими щелочами.

Hg
2(NO3)2+2NaOH→Hg2O↓+H2O+2NaNO3

Образуется черный осадок оксида ртути (1)



  1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

Hg2(NO3)2+2KI→Hg2I2↓+2KNO3

Образуется грязно-зеленый осадок йодида ртути (1), растворимый в избытке реактива с образованием тетрайодо (2) меркурата калия и черного осадка металлической ртути:

Hg2I2+2KI→K2[HgI4]+Hg↓


  1. Реакция с хроматом калия

Hg2(NO3)2+ K2CrO4→Hg2CrO
4↓+2KNO3

Образуется кирпично-красный осадок хромата ртути(1), растворимый в азотной кислоте.


Реакции катионов свинца Pb2+

  1. Реакция с солями йодистоводородной кислоты:

Pb(NO3)2+2KI→PbI2↓+2KNO3

Образуется осадок дийодида свинца желтого цвета, растворимый в избытке реактива с образованием тетрайодо (2) плюмбата калия:

PbI2+2KI→K2[PbI4]

Осадок дийодида свинца растворим в горячей воде и уксусной кислоте.



  1. Реакция с хроматом калия:

Pb(NO3)2+ K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3

Образуется желтый осадок хромата свинца, растворимый в азотной кислоте и щелочах.



  1. Реакция со щелочами:

Pb(NO3)2+NaOH→Pb(OH)2↓+NaNO3

Образуется белый осадок гидроксида свинца (2), растворимый в избытке реактива с образованием плюмбатов:

Pb(OH)2+NaOH→Na2PbO2+2H2O


  1. Реакция с родизонатом натрия:

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

Pb(NO3)2+ │ ║ → │ ║ Pb ↓+ 2NaNO

3

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

В нейтральной среде образуется фиолетовый осадок родизонатом свинца. В кислой среде рН=3 осадок приобретает красный цвет. Проведению реакции мешают другие катионы 2-ой группы, поэтому ее следует предварительно отделив катион свинца от остальных с помощью хорошей растворимости хлорида свинца (2) в горячей воде.



  1. Реакция с дитизоном. При добавлении к раствору соли свинца хлороформного раствора дитизона:

NH – HN – C6H5 C6H5 – NH – N – Pb – N – NH – C6H5

Pb(NO3)2+ 2S=C → C=S S=C +2HNO3

N=N – C6H5 C6H5 – N=N N=N – C6H5

Хлороформный слой окрашивается в красный цвет вследствие образования и экстракции из воды в хлороформ дитизона свинца. Проведению реакции мешают другие катионы, поэтому целесообразно отделить катионы свинца от остальных, используя хорошую растворимость в горячей воде хлорида свинца.

Анализ смеси катионов второй аналитической группы

Анализ смеси катионов начинают с их отделения от остальных катионов. Для этого к раствору, содержащему смесь солей катионов, добавляют раствор соляной кислоты. Образовавшийся осадок промывают раствором разбавленной (0,1н) соляной кислоты. Промытый осадок обрабатывают горячей дистиллированной водой. В полученном фильтрате открывают катион свинца реакциями с хроматом калия и йодидом калия. В случае обнаружения в фильтрате катиона свинца осадок на фильтре обрабатывают горячей водой до полного удаления хлорида свинца. Полноту удаления определяют по реакции на катион свинца.

Промытый осадок на фильтре может содержать соли катиона ртути(1) и серебра. Для определения солей ртути осадок обрабатывают концентрированным раствором гидроксида аммония. Моментальное почернение осадка указывает на присутствие в нем солей ртути(1). Соли катиона серебра растворяются в избытке раствора аммиака, образуя комплексное соединение, растворимое в воде. При добавлении к фильтрату концентрированной азотной кислоты происходит разложение комплекса и выпадает белый осадок хлорида серебра.

Каталог: uploads -> doc -> 0b4f
doc -> Баяндама Тақырыбы: «Қазақтың ұлттық ойындары»
doc -> Сабақтың тақырыбы: Бөлу Сабақтың мақсаты: Білімділік: Рационал сандарды бөлу ережесін есептер шығаруда тиімді
doc -> Сыныптан тыс сағат Тақырыбы : «Наурыз тойы» Ұлттық ойындар №3 9-10-11-сынып
doc -> Сабақтың тақырыбы Ішкі, сыртқы және аралас бездер Жалпы мақсаттары
doc -> Сабақ жоспары Мұғалім: Сабыргалиева Гулсім Сәлімқызы Сынып: 8 » а «
doc -> 1. Хлоропластары көп ұлпа a фотосинтездеуші ұлпа
doc -> ДСҰ- ның Саудадағы техникалық кедергілер жөніндегі комитеті 2015 жылдың 1-30 қараша аралығында жарияланған хабарламалар тізімі
0b4f -> Сабақтың мақсаты: Өсімдіктердің тыныс тіршілігімен танысып олардың жіктелуін, жүйеленуін оқып үйрену


жүктеу/скачать 86.3 Kb.


Достарыңызбен бөлісу:

Реакции обнаружения катионов II аналитической группы Общая характеристика группы

Из солей этих катионов хорошо растворимыми в воде являются лишь нитраты. Оксиды и гидроксиды трудно растворимы. Cеребра (I) гидроксид неустойчив: в момент образования большая часть молекул разлагается по схеме:

2 AgOH ↔ Ag2O↓ + H2O

Серебра (I) гидроксид – сильное основание и поэтому растворимые его соли (например, нитрат) гидролизу практически не подвергается, т. к. является солью сильного основания и сильной кислоты.

Свинца (II) гидроксид – слабое основание, проявляющее амфотерные свойства. Отсюда следует, что свинца (II) нитрат гидролизу подвергается, и раствор этой соли имеет кислую реакцию.

Соляная кислота с ионами серебра, свинца, ртути (I) образует трудно растворимые осадки хлоридов. Так как остальные катионы, изучаемые нами, не дают нерастворимых хлоридов, соляная кислота может быть использована в качестве группового реактива на катионы II группы.

Химический анализ катионов II группы имеет большое значение в определении качества изделий из стекла, пищевых продуктов и т.д., поэтому при изучении реакций катионов II группы и при проведении анализа смеси катионов этой группы, следует быть очень внимательными и вдумчиво относиться к условиям проведения тех или иных реакций.

РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ КАТИОНОВ СВИНЦА (Pb2+)

1. Калия иодид KI – дает с ионами свинца осадок ярко-желтого цвета:

Pb(NO3)2 + 2 KI → PbI2↓ + 2 KNO3

Pb2+ + 2 I‾ → PbI2↓

Осадок растворим в горячей воде в уксусной среде. После охлаждения выпадают красивые золотистые кристаллы свинца (II) иодида. Предел обнаружения свинца – 100 мкг.

Реакция неселективна: Ag+, Hg22+, Cu2+, Fe3+ взаимодействуют с KI. Поэтому для обнаружения свинца предварительно выделяют осадок хлоридов свинца, серебра и ртути (I). При обработке этого осадка горячей водой растворяется только свинца хлорид. К полученному водному раствору после охлаждения прибавляют калия иодид и наблюдают выпадение желтого осадка.

2. Серная кислота и растворимые сульфаты образуют с ионами свинца белый кристаллический осадок свинца (II) сульфата. Осадок растворим при нагревании в едких щелочах с образованием натрия тетрагидроксоплюмбата (II):

Pb(NO3)2 + H2SO4 → PbSO4↓ + 2 HNO3

Pb2+ + SO42‾ → PbSO4↓

t

PbSO4 + 4 NaOH → Na2[Pb(OH)4] + Na2SO4

PbSO4 + 4 OH‾ → [Pb(OH)4]2‾ + SO42‾

Осадок растворим также в растворе аммония ацетата при нагревании.

3. При добавлении калия дихромата или калия хромата к нейтральному или уксуснокислому раствору соли свинца образуется осадок ярко-желтого цвета PbCrO4:

2 Pb(NO3)2 + K2Cr2O7 + 2 CH3COONa + H2O →

2 PbCrO4↓ + 2 CH3COOH + 2 KNO3 + 2 NaNO3

2 Pb2++ Cr2O72‾ + 2 CH3COO‾ + H2O → 2 PbCrO4↓ + 2 CH3COOH

Осадок PbCrO4 малорастворим в разбавленных HNO3 или HCl; практически нерастворим в аммиаке, уксусной кислоте, ацетате и тартрате аммония. Растворяется в NaOH и концентрированной HNO3. Например:

PbCrO4↓ + 4 NaOH → Na2[Pb(OH)4] + Na2CrO4

Эта реакция позволяет отличить PbCrO4 и BaCrO4, который не растворяется в NaOH.

Предел обнаружения свинца – 20 мкг. Мешают Ba (II), Sr (II), Bi (III), Hg (II), Ag (I), образующие с хромат-ионами окрашенные осадки.

Реакции обнаружения катионов ртути (I) (Hg22+)

1. Наиболее характерной, достаточно чувствительной и в то же время, по существу, специфической реакцией на катионы одновалентной ртути является рассмотренное выше взаимодействие ртути (I) хлорида с раствором аммиака (образование черного осадка, состоящего из смеси хлорида меркураммония и металлической ртути). Этой реакцией, как правило, и пользуются в аналитических лабораториях для открытия катионов Hg22+.

2. Характерной реакцией для катиона Hg22+ является также взаимодействие их с калия иодидом, при которой образуется темно-зеленый осадок Hg2I2. Однако в присутствии катионов Ag+ и Pb2+ открывать ионы Hg22+ этой реакцией нельзя, так как они с калия иодидом образуют осадки AgI и PbI2, желтый цвет которых будет маскировать окраску осадка ртути (I) иодида. Из катионов других групп открытию Hg22+ этой реакцией мешают Cu2+ и при значительных концентрациях – Bi3+ и Fe3+. При наличии примеси катиона Hg2+ с недостатком KI сначала образуется осадок HgI2 морковного цвета, а при добавлении избытка калия иодида HgI2 растворяется, а в осадок выпадает Hg2I2 темно-зеленого цвета, растворимый в избытке реактива c образованием черного осадка металлической ртути:

Hg2(NO3)2 + 2 KI → Hg2I2↓ + 2 KNO3

Hg22+ + 2 I‾ → Hg2I2↓

Hg2I2 + 2 KI → K2[HgI4] + Hg↓

Hg2I2 + 2 I‾ → [HgI4]2‾ + Hg↓

Таким образом, если в растворе отсутствуют катионы Ag+, Pb2+, Cu2+ и в значительных концентрациях Bi3+ и Fe3+, то калия иодид будет специфическим реактивом на катионы одновалентной ртути, так как все остальные катионы не будут мешать открытию Hg22+ этим реактивом.

3. Металлическая медь восстанавливает ртуть из ее солей в виде металлической ртути (осадок черного цвета). Эту реакцию рекомендуют проводить капельным методом. При очень малых концентрациях Hg22+ пятно получается светло-серого цвета, так как на поверхности медной пластинки образуется амальгама меди.

Cu + Hg2(NO3)2 → 2 Hg↓ + Cu(NO3)2

Cu + Hg22+→ 2 Hg↓ + Cu2+

4. Калия хромат дает при нагревании с солями ртути (I) кирпично-красный осадок Hg2CrO4, растворимый в азотной кислоте.

Hg2(NO3)2 + K2CrO4 → Hg2CrO4↓ + 2 KNO3

Hg22+ + CrO42‾ → Hg2CrO4↓

Реакции обнаружения катионов серебра (Ag+)

1. Калия иодид KI – дает с ионами серебра осадок бледно-желтого цвета:

AgNO3 + KI → AgI↓ + KNO3

Ag+ + I‾ → AgI↓

Осадок нерастворим в растворе аммиака, кислотах. Открытию катиона Ag+ данной реакцией мешают катионы Hg22+, Pb2+, Cu2+, Fe3+.

2. Калия хромат при взаимодействии с солями серебра образует кирпично-красный осадок Ag2CrO4, растворимый в азотной кислоте и NH4OH, но нерастворимый в уксусной кислоте: Ag2(NO3)2 + K2CrO4 → Ag2CrO4↓ + 2 KNO3

2 Ag+ + CrO42‾ → Ag2CrO4↓

Характерные реакции ионов серебра (Ag⁺)

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  • Идентификатор страницы
    97276
    • Джеймс П. Бирк
    • Университет штата Аризона 9{-}(водн.) <=> Ag2O(т) + h3O(ж)}\]

      Оксид серебра(I) не растворяется в избытке \(\ce{NaOH}\).

      Эта страница под названием «Характерные реакции ионов серебра (Ag⁺) распространяется под лицензией CC BY-NC-SA 4.0, ее автор, ремикс и/или куратор — Джеймс П. Бирк.

      1. Наверх
        • Была ли эта статья полезной?
        1. Тип изделия
          Раздел или Страница
          Автор
          Джеймс Бирк
          Лицензия
          CC BY-NC-SA
          Версия лицензии
          4,0
          Показать страницу TOC
          № на стр.
        2. Теги
          1. Серебро

        Тест серебряного зеркала | Выставочная химия

        Увлекательный тест для различения альдозных и кетозных сахаров

        Бернхард Кристиан Готфрид Толленс (1841-1918) был немецким химиком, чье имя было известно благодаря тесту с серебряным зеркалом с использованием реактива Толленса. Он разработал этот тест, чтобы различать альдозные и кетозные сахара.

        Реактив Толленса представляет собой щелочной раствор аммиачного нитрата серебра и используется для определения альдегидов. Ионы серебра в присутствии гидроксид-ионов выходят из раствора в виде коричневого осадка оксида серебра(I) Ag 2 O(s). Этот осадок растворяется в водном аммиаке с образованием иона диамминсеребра(I) [Ag(NH 3 ) 2 ] + . Кетоны не реагируют с реактивом Толленса.

        2Ag + (водн.) + 2OH — (водн.) Ag 2 O(т) + H 2 O(л) 

        Ag 2 O(т) + 4NH 3 (водн.) + H 2 O(л)   2[Ag(NH 3 ) 2 ] + (водн.) + 2OH — (водн.)

        Практические инструкции и информация по технике безопасности для этого эксперимента были заменены обновленной версией на веб-сайте Learn Chemistry.

        Учебные цели

        Добавление аммиака в раствор нитрата серебра делает ион серебра менее восприимчивым к восстановлению, что позволяет производить серебро более контролируемым образом.

        AG + + E — → AG E ° = +0,799 V

        AG (NH 3 ) 2 + + E — → AG + 2NH 3 + E — → AG + 2NH 3 907 3 9076 3 + E — → AG + 2NH 3

      3 + E — → AG + 2NH 3 . 0,373 В 

      Полууравнения показывают, что аммиак образует комплекс с ионом серебра, восстановить который труднее, чем ион серебра. Это связано с тем, что ионы серебра образуют более устойчивые комплексы с NH 3 , чем с водой.

      Если нитрат серебра используется без аммиака, ион серебра восстанавливается так быстро, что появляется коллоидное металлическое серебро. Раствор станет черной мутной жидкостью.

      Основные условия необходимы, поскольку глюкоза легче окисляется в основных условиях: Benedict’s и Fehling’s будут тестировать на альдегиды, но не будут идентифицировать отдельные соединения. Все они основаны на том, что альдегиды подвержены окислению, тогда как кетоны не окисляются легко.

      Если требуется идентификация, то неизвестное соединение необходимо ввести в реакцию с реактивом Брейди (2,4-динитрофенилгидразин, растворенный в подкисленном метаноле). Ярко-оранжевый или желтый осадок укажет на присутствие альдегида или кетона.

      Если осадок очистить перекристаллизацией, можно измерить температуру плавления кристаллов и сравнить с таблицами температур плавления 2,4-динитрофенилгидразонов всех распространенных альдегидов и кетонов, чтобы идентифицировать загадочное соединение.