Какое свойство используется для отделения pb от hg и ag

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(NH3)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:

Hg2Cl2+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+

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

Реакция с солями хромовой кислоты:

2AgNO3+K2CrO4→Ag2CrO4↓+2KNO3

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

Реакция с тиосульфатом натрия:

2AgNO3+ Na2S2O3→ Ag2S2O3↓+2NaNO3

Образуется осадок белого цвета, растворимый в избытке реактива.

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+

Реакция восстановления. Катион ртути способен восстанавливаться в присутствии восстановителей типа SnCl2:

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.

Реакция с едкими щелочами.

Hg2(NO3)2+2NaOH→Hg2O↓+H2O+2NaNO3

Образуется черный осадок оксида ртути (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↓

Реакция с хроматом калия

Hg2(NO3)2+ K2CrO4→Hg2CrO4↓+2KNO3

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

Реакции катионов свинца Pb2+

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.

Реакция с хроматом калия:

Pb(NO3)2+ K2CrO4→PbCrO4↓+2KNO3

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

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

Реакция с родизонатом натрия:

CO – CO – CO – Na CO – CO – CO

Pb(NO3)2+ │ ║ → │ ║ Pb ↓+ 2NaNO3

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.

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.

Источник

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 катионаAg+.

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 желтыйосадок 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 сCrO4 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 наносяткаплю 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

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

Источник

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

II аналитическая группа: Ag+, Hg2+ ,Pb2+

Групповой реагент (водный раствор хлороводородной кислоты) осаждает из водных растворов катионы второй аналитической группы в виде осадков малорастворимых в воде хлоридов серебра AgCl, ртути Hg2Cl2 и свинца PbCl2. Произведения растворимости этих трех хлоридов при комнатной температуре равны соответственно 1,78 10-10, 1,3 10-18, 1,6 10-5. Хлорид свинца заметно растворим в воде, особенно – при нагревании. Растворимость хлорида свинца в воде составляет (г/100 г воды): 0,99 при 25 °C и 2,62 при 80 °C. При действии группового реагента катионы свинца осаждаются из водного раствора неполностью – частично они остаются в растворе.

Ко второй аналитической группе катионов относятся ионы Ba2+, Sr2+ и Ca2+. Это S2-элементы второй группы периодической системы Д.И.Менделеева. Степень окисления у этих элементов постоянна и равна +2, они имеют устойчивые оболочки типа инертного газа. По сравнению с катионами S1-элементов их заряд больше, а радиусы меньше, что приводит к проявлению ими больших поляризующих свойств. Вследствие этого, катионы бария, стронция и кальция дают ряд малорастворимых соединений с многозарядными анионами — сульфатами, карбонатами, фосфатами и оксалатами.

В ходе анализа катионы второй группы должны быть отделены от катионов первой аналитической группы, так как катионы второй группы мешают определению магния. Наиболее приемлемо их осаждение в виде карбонатов, что дает возможность практически полного отделения катионов II группы от первой. При этом полученный осадок карбонатов легко растворяется даже в уксусной кислоте, а избыток осаждающих CO32–ионов может быть удален из раствора при его подкислении вследствие разложения угольной кислоты, чего невозможно достичь при использовании для осаждения сульфатных, оксалатных и фосфатных ионов.

Аналитические реакции катионов серебра Ag+

Катионы серебра образуют осадки со многими реагентами. Для открытия катионов Ag+ чаще всего используют осадительные реакции с анионами Cl- ,Br- ,I- ,CrO42-, а также окислительно-восстановительную реакцию, например, с формальдегидом HCHO (реакция «серебряного зеркала»).

Реакция с растворимыми хлоридами (фармакопейная), бромидами и йодидами. Катионы Ag+ при взаимодействии с растворимыми хлоридами, бромидами и йодидами образуют соответственно осадки: белый – хлорида серебра AgCl, желтоватый – бромида серебра AgBr и желтый – йодида серебра AgI:

Осадок хлорида серебра растворяется в концентрированном аммиаке с образованием комплекса [Ag(NH3)2]Cl:

При подкислении раствора этого комплекса снова выпадает осадок

AgCl:

При прибавлении к раствору комплекса раствора йодида калия KI образуется осадок йодида серебра AgI:

Осадок AgCl растворяется также в концентрированных растворах HO и хлоридов, в присутствии цианида калия KCN, тиосульфата натрия Na2S2O3 с образованием растворимых комплексов:

Осадок AgBr малорастворим, а AgI – нерастворим в концентрированном аммиаке.

Открытию катионов Ag+ реакцией с хлорид-ионами мешают катионы Cu+,Au+,Tl+,Pb2+, Hg2+, также образующие малорастворимые осадки хлоридов.

Методика. В одну пробирку вносят 2-3 капли раствора NaCl, в другую – столько же капель раствора NaBr, в третью – столько же раствора KI. В каждую пробирку добавляют по 3-5 капель раствора нитрата серебра AgNO3 Наблюдается помутнение растворов и выпадение осадков AgCl, AgBr и AgI.

Испытывают растворимость осадков, прибавляя в каждую пробирку по 5-10 капель концентрированного аммиака. При этом осадок AgCl растворяется полностью, осадок AgBr – частично, осадок AgI – не растворяется.

Раствор [Ag(NH3)2]Cl из первой пробирки делят на две примерно равные части. В одну из них прибавляют несколько капель раствора HNO3, в другую – несколько капель раствора KI. Наблюдается выпадение осадков AgCl и AgI соответственно.

Реакция с хромат-ионами CrO42-. При взаимодействии катионов Ag+ c хромат-ионами в нейтральной среде (рН = 6,5-7,5) выделяется осадок хромата серебра Ag2CrO4 кирпично-красного цвета:

Осадок растворим в растворах кислот. В концентрированном аммиаке растворяется с образованием аммиачного комплекса серебра:

Если реакцию между Ag+ иCrO42- проводить в щелочной среде, то вместо хромата серебра выпадает осадок оксида серебра Ag2O. В уксуснокислой среде образуется дихромат серебра Ag2Cr2O7 красно-бурого цвета.

Мешают все катионы, образующие малорастворимые хроматы (Sr2+, Ba2+, Hg2+ ,Hg2+,Pb2+,Bi3+ идр.).

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата серебра AgNO3, прибавляют 1-2 капли раствора хромата калия K2CrO4 Выпадает кирпично-красный осадок.

Реакция с формальдегидом HCHO – реакция «серебряного зеркала» (фармакопейная). В присутствии в растворах восстановителей катионы Ag+ восстанавливаются до металлического серебра, которое, осаждаясь на стенках чистойпробирки, образует тонкую блестящую пленку – «серебряное зеркало». В качестве восстановителя часто применяют разбавленный раствор формальдегида в аммиачной среде при слабом нагревании (при сильном нагревании металлическое серебро выделяется в виде черно-бурого осадка). Вначале при реакции катионов Ag+ с

аммиаком образуется гидроксид серебра AgOH, переходящий в черно-бурый оксид серебра Ag2O, который растворяется в избытке аммиака с образованием аммиачного комплекса [Ag(NH3)2]+. Этот комплекс при взаимодействии с формальдегидом дает металлическое серебро. Реакцию можно описать схемой:

Мешают катионы ртути Hg2+,Hg22+.

Методика. Вчистую, тщательно промытую (раствором хромовой смеси, а затем дистиллированной водой) пробирку вносят 3-4 капли раствора AgNO3, прибавляют несколько капель раствора аммиака до растворения выпавшего осадка оксида серебра Ag2O, несколько капель разбавленного раствора формальдегида и слегка нагревают пробирку (избегать сильного нагревания!). Стенки пробирки покрываются тонкой блестящей зеркальной пленкой металлического серебра.

Другие реакции катионов серебра. При взаимодействии катионов Ag+ с сероводородом H2S или растворимыми сульфидами образуется черно-коричневый осадок сульфида серебра Ag2S; с щелочами – черный осадок оксида серебра Ag2O; с тиоцианатом калия KSCN и с другими растворимыми тиоцианатами – белый осадок тиоцианата серебра AgSCN, растворимый в избытке реагента; с тиосульфатом натрия Na2S2O3 – белый осадок тиосульфата серебра Ag2S2O3, растворимый в избытке реактива; с гидрофосфатом натрия Na2HPO4 – желтый осадок фосфата (ортофосфата) серебра Ag3PO4; с ферроцианидом K4[Fe(CN)6] и феррицианидом K3[Fe(CN)6] калия – белый осадок Ag4[Fe(CN)6] кирпично-красный осадок Ag3[Fe(CN)6] соответственно. С дитизоном катионы Ag+ образуют окрашенные комплексы. Известны и другие реакции катионов серебра.

Аналитические реакции катиона ртути(I) Hg2+

ВНИМАНИЕ! Соединения ртути очень токсичны! Работать осторожно!

Реакция с хлорид-ионами. Катионы Hg22+ при взаимодействии с хлорид-ионами Cl- в растворах образуют белый осадок каломели Hg2Cl2:

На свету осадок постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной металлической ртути:

Осадок не растворяется в разбавленной, но растворяется в концентрированной азотной кислоте:

При прибавлении к осадку каломели раствора аммиака он темнеет вследствие выделения тонкодисперсной металлической ртути:

Реакции образования каломели и ее взаимодействие с аммиаком используются при дробном открытии ртути(I).

Методика. В пробирку вносят ~5 капель раствора нитрата ртути(I) Hg2(NO3)2 и прибавляют такое же количество раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок каломели. Осадок разделяют на две части. К одной части прибавляют концентрированную азотную кислоту – осадок растворяется. К другой части прибавляют несколько капель раствора аммиака – осадок чернеет.

Восстановление Hg2+ до металлической ртути хлоридом олова(П). Катионы ртути(I) при реакциях с восстановителями дают металлическую ртуть.

Так, при реакции Hg2+ с хлоридом олова(II) выделяющийся вначале белый осадок каломели Hg2Cl2 постепенно чернеет вследствие образования тонкодисперсной металлической ртути при восстановлении Hg2+ оловом(II):

Мешают катионы ртути(II) Hg2+, также восстанавливающиеся до металлической ртути.

Методика. В пробирку вносят ~2 капли раствора нитрата ртути(I) Hg2(NO3)^ прибавляют ~2 капли раствора хлорида олова(II). Выпадает белый осадок каломели, постепенно чернеющий за счет выделения металлической ртути.

Восстановление Hg2+ металлической медью. Катионы Hg2+ восстанавливаются металлической медью до металлической ртути, образующей с медью амальгаму меди:

Мешают катионы ртути(II) Hg2+, дающие такой же эффект.

При нагревании ртуть улетучивается (отличие от аналогичной реакции с солями серебра).

Методика. На свежеочищенную (промытую раствором аммиака и затем дистиллированной водой или протертую наждаком) медную поверхность (например, на медную монету) наносят каплю раствора Hg2(NO3)2 Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после протирания поверхности мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой становится блестящим.

Если медную монету полностью погрузить в раствор Hg2(NO3)2 затем, после извлечения из раствора, через некоторое время протереть мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой, то вся монета становится блестящей.

Реакция с водным раствором аммиака. Катионы Hg22+ реагируют с аммиаком в водном растворе с образованием черного осадка, представляющего собой смесь тонкодисперсной металлической ртути и соли, содержащей катион [OHg2NH2]NO3Если в качестве соединения ртути(1) использовать нитрат Hg2(NO3)2, то реакцию можно описать схемой:

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора нитрата ртути(I) Hg2(NO3)2 и прибавляют ~5 капель раствора аммиака. Выпадает черный осадок.

Реакция с йодидами. Катионы Hg22+ образуют при взаимодействии с йодид-ионами 1-зеленый осадок йодида ртути(1) Hg2I2, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного тетрайодомеркурат(II)-иона [HgI4]2- черного осадка тонкодисперсной металлической ртути:

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора Hg2(NO3)2 ипри-бавляют одну каплю раствора йодида калия KI. Выпадает осадок Hg2I2. Добавляют избыток (~5-10 капель) раствора KI. На дне пробирки под бесцветным раствором остается черный осадок металлической ртути.

Реакция с хромат-ионами. Катионы Hg2+ образуют с хромат-ионами CrO42- кирпично-красный осадок хромата ртути(I) Hg2CrO4:

Мешают все катионы, образующие малорастворимые хроматы (Sr2+, Ba2+,Pb2+ идр.).

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора Hg2(NO3)2,при-бавляют 1-2 капли раствора хромата калия K2CrO4Выпадает красный осадок хромата ртутив).

Реакция с щелочами. Щелочи (NaOH, KOH) выделяют из растворов, содержащих катионы Hg2+, черный осадок оксида ртутив) Hg2O:

Осадок растворяется в азотной и концентрированной уксусной кислотах.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора Hg2(NO3)2 ипри-бавляют 2-3 капли раствора NaOH или KOH. Выделяется черный осадок оксида ртути).

Другие реакции катионов ртути. Катионы Hg2+ образуют осадки при реакциях: с сульфид-ионами S2– черный HgS + Hg; с иодат-ионами IO3- – желтый Hg2(IO3)2; с оксалат-ионами C2O42- – белый Hg2C2O4; с фосфат-ионами – белый (Hg2)3(PO4)2; с карбонат-ионами – желтый Hg2CO3 (быстро темнеющий вследствие разложения по схеме: Hg2CO3 -> HgO + Hg + CO2); с K4[Fe(CN)6] и K3[Fe(CN)6] – соответственно бледно-желтый и желто-зеленый ферро- и феррицианиды ртути.

С дифенилкарбазидом катионы Hg224 образуют комплексы синего цвета.

Аналитические реакции катиона свинца Pb2+

ВНИМАНИЕ! Соединения свинца токсичны! Работать осторожно!

Известно значительное число реакций катионов свинца с различными соединениями, при которых образуются осадки или окрашенные продукты взаимодействия.

Реакция с хлорид-ионами. Катионы свинца образуют с хлорид-ионами (при рН<7) белый осадок хлорида свинца PbCl2:

Хлорид свинца заметно растворим в воде, особенно при нагревании, поэтому катионы Pb2+ осаждаются из растворов хлорид-ионами неполностью.

Осадок хлорида свинца растворяется в горячей воде; при охлаждении раствора из него снова выпадает хлорид свинца, но уже в форме игл.

Из разбавленных щелочных растворов выпадает осадок гидроксида свинца; из концентрированных щелочных растворов осадок хлорида свинца не выпадает.

Методика. В пробирку вносят 3-4 капли раствора нитрата свинца Pb(NO3)2, прибавляют 3-4 капли раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок хлорида свинца.

К полученной смеси приливают ~1,5 мл дистиллированной воды и нагревают до растворения осадка. При охлаждении раствора из него снова выпадает осадок хлорида свинца в виде игл.

Реакция с йодид-ионами (фармакопейная). Катионы свинца при взаимодействии в растворах с йодид-ионами I- образуют желтый осадок йодида свинца, растворимый в избытке реактива с образованием тетрайодоплюмбат(II)-ионов [PbI4]2-.

Pb2+ + 2I- -> PbI2 PbI2 + 2I- -> [PbI4]2-

Осадок йодида свинца растворяется при нагревании в воде, в растворе уксусной кислоты. При охлаждении раствора из него снова выпадают красивые золотисто-желтые кристаллы йодида свинца (реакция «золотого дождя»). Мешают катионы Cu2+,Ag+, Hg22+ ,Hg2+,Bi3+,Fe3+.

Методика. В пробирку вносят 3-5 капель раствора нитрата свинца Pb(NO3)2, прибавляют 3 капли раствора йодида калия KI. Выпадает желтый осадок йодида свинца.

К смеси прибавляют несколько капель воды, подкисленной уксусной кислотой, и нагревают до полного растворения осадка. При медленном охлаждении пробирки (ее погружают в холодную воду или оставляют остывать на воздухе) выпадают красивые блестящие золотисто-желтые чешуйчатые кристаллы йодида свинца.

Реакция с хромат-ионами и дихромат-ионами. Катионы свинца образуют с хромат-ионами CrO42- и дихромат-ионами Cr2O72- в уксуснокислой среде желтый кристаллический осадок хромата свинца PbCrO4:

Осадок хромата свинца не растворяется в уксусной и разбавленной азотной кислотах, в водном аммиаке, но растворяется в щелочах с образованием комплексов [Pb(OH)4]2-:

Мешают катионы, образующие нерастворимые хроматы (Ba2+,Hg2+, Bi3+ идр.).

Методика. В пробирку вносят 2-3 капли раствора Pb(NO3)2,2-3 капли раствора ацетата натрия и ~3 капли раствора хромата K2CrO4 или дихромата K2Cr2O7 калия. Выпадает желтый кристаллический осадок хромата свинца.

Реакция с сульфат-ионами. Катионы Pb2+ при взаимодействии в растворе с сульфат-ионами SO42- образуют белый осадок сульфата свинца PbSO4:

Осадок растворяется при нагревании в щелочах (в отличие от осадков сульфатов кальция, стронция и бария):

Растворяется также в концентрированной серной кислоте:

Растворяется в 30 % растворе ацетата аммония:

Открытию катионов свинца в виде сульфата свинца мешают катионы, образующие малорастворимые сульфаты (Ca2+,Sr2+,Ba2+, Hg2+ и др.).

Методика. В пробирку вносят 5 капель раствора Pb(NO3)2,прибав-ляют столько же капель раствора сульфата натрия или калия. Выпадает белый осадок сульфата свинца. Осадок делят на две части, помещая их в две разные пробирки. К одной части прибавляют раствор щелочи, к другой – 30 % раствор ацетата аммония. Осадок растворяется в обоих случаях.

Реакция сродизонатом натрия Na2C6O6. Катионы свинца образуют с органическим реагентом – родизонатом натрия

окрашенный комплекс синего цвета (по-видимому, состава Pb3(C6O6)2(OH)2), который в слабокислой среде (рН = 2,8; тартратный буферный раствор) изменяет окраску на красную.

Реакция высокочувствительна: определяемый минимум равен 0,1 мкг, предельная концентрация – 2 10-6 г/мл, предельное разбавление – 5 105 мл/г. Позволяет открывать катионы свинца даже при очень низких концентрациях.

Реакцию обычно проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Мешают катионы Ag+,Cd2+,Sr2+,Ba2+,Tl+, Sn(II).

Методика. На лист фильтровальной бумаги наносят каплю раствора Pb(NO3)2 и каплю свежеприготовленного 0,2 % раствора родизоната натрия. Образуется синее пятно или кольцо. На пятно наносят каплю тартратного буферного раствора. Цвет пятна изменяется на красный.

Тартратный буферный раствор при рН = 2,8 готовят из расчета того, чтобы 1 мл раствора содержал 0,019 г гидротартрата нат