Курсовая работа: Катионы второй аналитической группы

Некоторые общие реакции катионов второй аналитической группы представлены в таблице.

Реагент	Катионы
	Ag+	Pb2+	Hg22+
NaOH	Ag2O↓ - бурый, растворим в NH4OH	Pb(OH)2↓ - белый, растворим в щелочах	Hg2O↓ - черный
NH4OH	Ag2O↓ - бурый, растворим в избытке NH4OH	Pb(OH)2↓ - белый	Hg↓+NH2HgCl↓ - черный, растворим в «царской водке»
Na2CO3	Ag2CO3↓ - желтый, растворим в NH4OH	Pb2(OH)2CO3↓ - белый, растворим в щелочах	Hg2CO3↓ - желтый, разлагается
H2SO4	Ag2SO4↓ - белый (из концентрированных растворов), растворим в горячем воде	PbSO4↓ - белый, растворим в щелочах, в концентрированных H2SO4, HCl	Hg2SO4↓ - белый, растворим в «царской водке»
Na2HPO4	Ag3PO4 – желтый, растворим в NH4OH, HNO3	Pb3(PO4)2↓ - желтый, растворим в щелочах, HNO3	Hg2HPO4↓ - белый, растворим в HNO3
K2CrO4	Ag2CrO4↓ - кирпично-красный, растворим в NH4OH, HNO3	PbCrO4↓ - желтый, растворим в щелочах, HNO3	Hg2CrO4↓ - красный
Окислители	Pb2+	Hg2+
Восстановители	Ag	Pb	Hg
KI	AgI↓ - желтый, растворим в Na2S2O3, нерастворим в NH4OH	PbI2↓ - золотисто-желтые иглы, растворим в горячей воде, в избытке KI, в CH3COOH	Hg2I2↓ - зеленый; в избытке KI образуется [HgI4]2-+Hg

Частные реакции катионов серебра Ag +.

Реакция с хроматом калия. При этом образуется кирпично-красный осадок хромата серебра, растворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака:

2Ag++K2CrO4- =>Ag2CrO4↓+2K+

Выполнение реакции. В пробирку помещают 3-4 капли раствора соли серебра, добавляют 5-6 капель воды, проверяют pH по универсальной индикаторной бумаге (он должен быть 6,5-7,5) и добавляют 1-2 капли раствора K2CrO4/

Восстановление Ag + до металлического серебра (реакция серебряного зеркала). При действии формальдегида на аммиачный раствор соли серебра на стенках пробирки образуется тонкий блестящий слой серебра:

2[Ag(NH3)2]++HCHO+2H2O =>2Ag↓+3NH4++HCOO-+NH3↑

Ионы ртути мешают анализу и должны быть предварительно отделены.

Выполнение реакции. Пробирку промывают хромовой смесью и дистиллированной водой, затем помещают в нее по 3-4 капли раствора серебра и 20%-ного раствора NH4OH. Перемешивают, добавляют 5-6 капель 10%-ного раствора формальдегида и осторожно погружают пробирку в баню с горячей водой. Через несколько минут наблюдают образование на стенках пробирки блестящего зеркала металлического серебра.

Частные реакции катионов свинца Pb 2+

Реакция с хроматом калия. При этом образуется желтый осадок хромата свинца, растворимый в концентрированной щелочи, в HNO3. В отличие от хромата серебра нерастворим в NH4OH.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2-3 капли раствора соли свинца, добавляют 2-3 капли раствора K2CrO4 и наблюдают образование желтого осадка. Осадок отделяют, делят на три части, переносят в разные пробирки и проводят реакции со щелочью, HNO3, NH4OH.

Реакция с иодидом калия. При комнатной температуре образуется желтый осадок PbI2:

Pb2++2KI =>PbI2↓+2K+

Эта соль довольно хорошо растворима в воде, при 25°С растворимость составляет 1,3*10-3моль/л. При охлаждении горячего раствора PbI2 выпадает в форме красивых золотисто-желтых кристаллов.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 4-5 капель раствора соли свинца, добавляют 1-2 капли уксусной кислоты, 2-3 капли воды и нагревают до кипения, добавляя по капле воду, пока осадок не растворится. Содержимое пробирки медленно охлаждают, наблюдая образование кристаллов.

Реакция с дитизоном (дифенилтиокарбазоном):

- N = N - C - NH - NH -

S

Этот реактив в виде раствора в хлороформе образует с ионами Pb2+ ярко окрашенное комплексное соединение кирпично-красного цвета. Реакция высокочувствительна. Катионы Ag+ мешают определению Pb2+.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 4-5 капель раствора соли свинца, добавляют 2-3 капли раствора дитизона в хлороформе, взбалтывают и наблюдают окрашивание хлороформного слоя в красный цвет.

Частные реакции катионов ртути Hg 22+

Реакции с иодидом калия. При этом образуется зеленый осадок иодида ртути:

Hg22++2KI=>Hg2I2+2K+

С добавлением избытка реактива он растворяется, и образуется комплексное соединение и металлическая ртуть, выпадающая в форме черного осадка:

Hg2I2+2K=>K2[HgI4]+Hg↓

Выполнение реакции. В пробирку помещают 3-4 капли раствора соли Hg22+, добавляют 3-4 капли раствора KI и наблюдают образование осадка грязно-зеленого цвета. Добавляют еще 5-6 капель реактива и наблюдают растворение зеленого и появление черного осадка.

Восстановление Hg 22+ до металлической ртути. Многие восстановители, например SnCl2, Cu, восстанавливают ион Hg22+ до металлической ртути:

Hg22++Sn2+=>2Hg+Sn4+