Общая характеристика катионов II аналитической 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.

Действие группового реактива hCl

Разбавленная соляная кислота дает с катионами II группы белые осадки хлоридов. Свинца (II) хлорид – осадок кристаллический, серебра хлорид – аморфный, ртути (I) хлорид – похож на суспензию.

AgNO₃ + HCl → AgCl ↓ + HNO₃

Ag⁺ + Cl‾ → AgCl ↓

Pb(NO₃)₂ + 2 HCl → PbCl₂↓ + 2 HNO₃

Pb²⁺ + 2Cl‾ → PbCl₂ ↓

Hg₂(NO₃)₂ + 2 HCl → Hg₂Cl₂↓ + 2 HNO₃

Hg₂²⁺ + 2Cl‾ → Hg₂Cl₂ ↓

ОПЫТ: берут три пробирки, в одну из них вносят 5 капель соли серебра, а в другую такое же количество соли свинца, в третью – соли ртути (I) и прибавляют в каждую из пробирок 1-2 капли 2 н. раствора соляной кислоты. Наблюдают выпадение осадков.

Работа с осадками:

Необходимо внимательно изучить внешний вид и свойства осадков:

а) осадок свинца (II) хлорида растворим в горячей воде. Этим свойством пользуются для отделения катиона свинца от катиона серебра (серебра хлорид растворяется в горячей воде незначительно).

Нужно иметь в виду, что свинца (II) хлорид в значительной мере растворим и в холодной воде, и поэтому групповой реактив HCl не полностью осаждает ионы свинца.

ОПЫТ: к осадку PbCl₂ добавляют 10-15 капель дистиллированной воды и нагревают до полного растворения. При охлаждении кристаллы свинца (II) хлорида снова выпадают.

б) осадок серебра хлорида нерастворим в разбавленных кислотах (HNO₃, H₂SO₄), но растворим в растворе NH₄OH с образованием комплексной соли

AgCl + 2 NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2 H₂O

Комплексную соль серебра (аммиакат серебра) можно разрушить:

1) действием азотной кислоты:

[Ag(NН₃)₂]Cl + 2 HNO₃ → AgCl ↓ + 2 NH₄NO₃

[Ag(NН₃)₂]⁺ + 2H⁺ → AgCl ↓ + 2 NH₄⁺

2) действием калия иодида (избытком):

[Ag(NН₃)₂]Cl + KI + 2 H₂O → AgI ↓ + KCl + 2 NH₄OH

[Ag(NН₃)₂]⁺ + I‾ + 2 H₂O → AgI ↓ + 2 NH₄OH

В первом случае выпадает осадок белого цвета, во втором случае – осадок бледно-желтого цвета.

Реакцию растворения хлорида в избытке аммония гидроксида с последующим разрушением комплексного аммиаката серебра одним из указанных способов используют в качестве реакции обнаружения иона серебра.

Опыт: к полученному осадку серебра хлорида прибавляют 2 н. раствор NH₄OH до растворения осадка, затем делят раствор на 2 порции. К одной части раствора прибавляют 2 н.раствор азотной кислоты, а к другой – калия иодид в избытке. Наблюдают выпадение осадков.

в) осадок ртути (I) хлорида Hg₂Cl₂ растворяется только "царской водке" (3 капли HNO₃ конц. + 9 капель HCl конц.) медленно, в течение 3-х минут, окисляясь при этом в Hg(NO₃)₂ или HgCl₂.

С раствором аммиака ртути (I) хлорид взаимодействует с образованием хлорида димеркураммония, который, вследствие чрезвычайной неустойчивости, немедленно разлагается на трудно растворимый меркураммоний и металлическую ртуть. Последняя при этом выделяется в мелко раздробленном состоянии, придавая осадку черную окраску:

Hg₂Cl₂ + 2 NH₄OH → [NH₂Hg₂]Cl↓ + NH₄Cl + 2 H₂O

[NH₂Hg₂]Cl → [NH₂Hg]Cl↓ + Hg↓

ОПЫТ: осадок Hg₂Cl₂ белого цвета обработать 3 каплями концентрированного аммиака. Осадок приобретает черную окраску. Эта реакция характерна для ионов одновалентной ртути и служит для их обнаружения.