Общие реакции катионов I группы

Лабораторная работа №1

Техника безопасности

Комплексообразование

Гидролиз солей

Свойства гидроксидов

Сильные щёлочи с катионами первой группы образуют нерастворимые в воде гидроксид Pb(OH)₂ и оксиды Ag₂O и Hg₂O. Гидроксид свинца, имеющий амфотерные свойства, при избытке щёлочи легко переходит в раствор с образованием соответствующего плюмбита.

1) 2AgNO₃ + 2NaOH ® Ag₂O¯ + 2NaNO₃ + H₂O;

бурый

2) Hg₂(NO₃)₂ + 2NaOH ® Hg₂O¯ + 2NaNO₃ +H₂O;

чёрный

3) Pb(NO₃)₂ + 2NaOH ® 2NaNO₃ + Pb(OH)₂¯

при избытке NaОН

Pb(NO₃)₂ + 4NaOH ® Na₂PbO₂ + 2NaNO₃ + 2H₂O

или Pb(NO₃)₂ + 4NaOH ® Na₂[Pb(OH)₄] + 2NaNO₃.

Соли серебра и сильных кислот имеют нейтральную реакцию - гидролизу не подвергаются.

Соли ртути (I) и свинца в результате гидролиза по катиону имеют кислую реакцию:

Pb²⁺ + H₂O «PbOH⁺ + H⁺ рН=4

Особенно сильно подвергаются гидролизу соли ртути:

Hg₂²⁺ + H₂O «Hg₂O + 2H⁺ рН=2

Ион серебра легко вступает в комплексообразование с различными лигандами.

В ходе анализа при действии избытка раствора аммиака на нитрат, хлорид или оксид серебра образуется комплекс – аммиакат серебра. Например:

AgCl ↓ + 2NH₄OH ® [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

Ag₂O + 4NH₄OH ®2[Ag(NH₃)₂](OH) + 3H₂O

Хлорид диаминсеребра устойчив только в аммиачной среде и разлагается с выпадением белого осадка AgCl при подкислении азотной кислотой:

[Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H⁺ ® AgCl¯ + 2NH₄⁺

Эти реакции используют в анализе для отделения иона серебра из сложной смеси катионов и открытия его.

При взаимодействии хлорида диаминсеребра с KI образуется желтоватый осадок AgI. Так как произведение растворимости AgI очень маленькой величины (ПР=1·10^-16), то в присутствии иона I^- аммиакатный комплекс разлагается по реакции:

[Ag(NH₃)₂]Cl + KI ® AgI¯ + KCl + 2NH₃

жёлтый

Свинец является р-элементом и образует комплекс с гидроксид-ионом в сильнощелочной среде.

Ртуть (I) образует комплекс с ионом иода и аммиаком. При этом происходят реакции диспропорционирования - образуются комплексы ртути (II) и выпадает металлическая ртуть в виде чёрного осадка:

Hg₂²⁺ + 4I^- ® [HgI₄]^2- + Hg⁰¯

Hg₂Cl₂ + 2NH₄OH ® [Hg₂NH₂]Cl¯ + 2H₂O + NH₄Cl

[Hg₂NH₂]Cl¯ ® [HgNH₂]Cl¯ + Hg¯

белый чёрный

Все растворы катионов первой группы бесцветны.

Соединения ртути и свинца (особенно ртути) сильно ядовиты.Ядовиты также и пары металлической ртути. В процессе работы все растворы, содержащие соединения ртути, сливать в специальный слив. После работы тщательно мыть руки с мылом. Не принимать пищу в лаборатории.

«Изучение свойств катионов I аналитической группы и анализ их смеси»

Цель работы: изучение свойств солей, гидроксидов ионов Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺; знакомство с методами разделения и обнаружения.

Пользуясь таблицей 2, проделать реакции с каждым катионом первой группы. Уравнения всех реакций записать в тетрадь, отмечая цвет раствора и осадка. Для выполнения каждой реакции в пробирку брать 1-3 капли раствора соли данного катиона и столько же капель реактива. Если необходим избыток реактива, то его надо приливать вдвое больше.

Таблица 2

Соли серебра и ртути сливать в отдельные сливные ёмкости.

Реактив	Условия проведения реакций	Катионы
Ag^+	Pb^2+	Hg2^2+
1.* HCl 2н -групповой реактив	-	AgCl¯ белый творожистый (ПР=1,8∙10^-10)	PbCl2¯ белый (ПР=2∙10^-5)	Hg2Cl2¯ белый (ПР=1,3∙10^-18)
2. NH4OH	избыток	[Ag(NH3)2]^+ + Cl^- комплексная соль раствор	Pb(OH)2¯ белый	[HgNH2]Cl↓ + Hg¯ белый чёрный
3. NaOH	недостаток	Ag2O¯ Бурый	Pb(OH)2¯ белый	Hg2O¯ чёрный
4. NaOH	избыток	Ag2O¯ Бурый	Na2[Pb(OH)4] комплексная соль раствор	Hg2O¯ чёрный
5. K2CrO4 или K2Cr2O7	2-3 капли	Ag2CrO4¯ или Ag2Cr2O7¯ кирпично-красный	PbCrO4¯ жёлтый осадок, растворяется в NaOH, HNO3	HgCrO4¯ красный осадок, растворяется в HNO3
6. KI	2-3 капли	AgI¯ желтоватый, растворяется в Na2S2O3	PbI2¯ жёлтый растворяется в горячей воде, СН3СООН	Hg2I2¯ зелёный
7. H2SO4 2H	2 капли	Ag2SO4¯ белый, растворяется в горячей воде (ПР=7,7·10^-5)	PbSO4¯ белый (ПР=1,8·10^-8)	Hg2SO4¯ белый (ПР=6,2·10^-7)

* К осадкам хлоридов, полученным по пункту 1, добавить избыток раствора аммиака (пункт 2). Только AgCl перейдёт в раствор по реакции

AgCl + 2NH₄OH «[Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

избыток

Раствор аммиаката серебра [Ag(NH₃)₂]⁺ оставить для обнаружения иона серебра.

Дата добавления: 2015-06-04