5.8.6. Взаимодействие металлов с растворами аммиака

Растворы аммиака, а также его пары взаимодействуют с металлами, которые образуют с аммиаком комплексные соединения (аммиакаты). Устойчивые аммиакатные комплексы образуют многие катионы металлов: Ag⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Pt²⁺ и некоторые другие.

Процесс идет двояко в зависимости от активности металла и его способности окисляться водой. В случае активных металлов могут последовательно протекать следующие реакции.

а) Удаление оксидной пленки с поверхности металла

ZnO + 4NH₃ + H₂O → [Zn(NH₃)₄](OH)₂

гидроксид тетрааминцинка

б) Окисление металла водой

Zn + 2H₂O → Zn(OH)₂ H₂

в) Растворение продукта окисления – гидроксида металла – в растворе аммиака в результате образования аммиакатного комплекса

Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄](OH)₂

Во втором случае окисление неактивного металла в аммиачном растворе идет только в присутствии более сильного окислителя, например – кислорода. В случае неактивных металлов могут последовательно протекать следующие реакции.

а) Удаление оксидной пленки с поверхности металла

CuO + 4NH₃ + H₂O → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

гидроксид тетрааминмеди(II)

б) Окисление металла кислородом

2Cu + O₂ + 2H₂O → 2Cu(OH)₂

в) Растворение продукта окисления – оксида металла – в растворе аммиака в результате образования аммиакатного комплекса

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

Таким образом, многие указанные реакции полезны и используются в практически важных процессах. Так взаимодействие активных металлов с солями менее активных металлов используют для получения чистых неактивных металлов (Cu, Ag, Au и другие). Например, для извлечения золота из растворов комплексных цианидов можно применять металлический цинк:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

дицианоаурат(I) тетрацианоцинкат

натрия натрия

С другой стороны, во избежание химического разрушения металлических конструкций следует избегать контакта металлов с растворами солей неактивных металлов, а также с растворами солей, обладающих кислотными и щелочными свойствами или способными давать комплексные соединения.

6. Экспериментальная часть

6.1. Общие рекомендации для подготовки к лабораторным занятиям

Выполнение лабораторных работ призвано способствовать более глубокому усвоению студентами теоретического курса, приобретению навыков в проведении химических экспериментов, умению обобщать полученные данные и кратко излагать их в виде отчета.

Необходимым условием успешного качественного усвоения пройденного материала является самостоятельное и сознательное выполнение лабораторных работ. При этом важной и существенной частью работы является домашняя подготовка по учебникам, методическим пособиям и руководствам.

С первых дней работы в лаборатории студент должен приучать себя к аккуратности и вниманию, отсутствие которых бывает причиной искажения результатов эксперимента, а также может привести к несчастным случаям.

При выполнении практических работ все наблюдения следует записывать в специальную тетрадь – лабораторный журнал – непосредственно после каждого опыта. Не следует делать записи в черновиках и на отдельных листочках бумаги, так как они могут легко затеряться. По окончании опытов необходимо составить отчет о выполненной работе. Отчет должен содержать:

- титульный лист (образец оформления титульного листа отчета смотри в приложении);

- цель работы;

- краткое изложение теории;

- приборы и реактивы;

- номер и название опыта;

- условия и особенности протекания реакции;

- схемы, иллюстрирующие проводимый эксперимент;

- полученные результаты, наблюдаемые эффекты;

- уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионной формах;

- объяснения и выводы.

Отчет может быть оформлен либо в описательной форме, либо в форме таблицы на двух развернутых страницах: