Занятия № 11, 12

Тема. Шестая аналитическая группа катионов (Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺).

Цель. На основе знаний химико–аналитических свойств катионов VI аналитической группы уметь выполнять качественные реакции этих катионов, обосновывать условия их проведения и применять для решения задач по анализу лекарственных препаратов.

Целевые задачи.

1. Проведение качественных реакций катионов VI аналитической группы (Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺).

2. Выполнение контрольно-аналитической задачи смеси катионов VI аналитической группы в растворе.

Актуальность. Теоретические знания и практические навыки необходимы при определении подлинности лекарственных препаратов и содержания катионов этой группы в многокомпонентных лекарственных формах.

Соединения меди, ртути (II), и кобальта применяют в медицинской практике. Меди сульфат CuSO₄• 5H₂O – назначают внутрь в виде растворов как рвотное средство и при отравлениях фосфором, наружно – как прижигающее и вяжущее средство в растворах, палочках. В малых дозах и растворах применяют для лечения анемии. Меди цитрат Cu₂C₆H₄O₈•5H₂O – применяют в виде мазей при глазных заболеваниях (трахоме, конъюнктивите).

Ртути дихлорид HgCl₂ или сулема обладает выраженными антибактериальными свойствами и применяется для дезинфекции белья, одежды, стен и для лечения кожных заболеваний. Ртути оксицианид Hg(CN)₂•H₂O – используется в растворах для промывания при лечении ряда глазных и урологических заболеваний. Ртути дииодид HgI₂ – иногда в виде микстуры применяют для лечения сифилиса. Ртути амидохлорид HgNH₂Cl – используют для приготовления антисептических и противовоспалительных мазей. Ртути оксид желтый HgO – применяют для приготовления глазных мазей.

Кобальт в виде комплексных соединений – препарат «Коамид» и «Цианкобаламин» назначаются для лечения заболеваний системы кровообразования, для улучшения синтеза гемоглобина и усвоения препаратов железа. В виде глюконата кобальт входит в состав железосодержащего препарата «Феркофен».

При определении их подлинности используют аналитические реакции на данные катионы, многие из которых являются фармакопейными.

Целевые виды деятельности.

Студент должен знать:

1. Типы комплексных соединений, используемых в аналитической химии, их характеристика.

2. Равновесие в растворах комплексных соединений. Константы нестойкости и образования комплексных соединений.

3. Комплексные соединения металлов с органическими реагентами. Функционально – аналитические, хромофорные и ауксохромные группы в органических реагентах.

4. Использование органических реагентов в анализе. Роль ученых в открытии реагентов.

5. Реакции, основанные на образовании комплексных соединений металлов.

6. Внутрикомплексные и хелатные комплексные соединения. Понятие о функционально-аналитических и аналитико-активных группах.

7. Критерии применения внутрикомплексных соединений в химическом анализе. Соблюдение условий обеспечения критериев.

8. Использование комплексных соединений с неорганическими и органическими лигандами в анализе.

9. Реакции с органическими реагентами без участия комплексных соединений металлов.

10. Общая характеристика VI аналитической группы катионов.

11. Аналитические реакции катионов: Cu²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺.

12. Систематический ход анализа катионов VI аналитической группы.

13. Применение соединений катионов VI аналитической группы в фармации и медицине.

Студент должен уметь:

1. Оформлять лабораторный журнал.

2. Писать уравнения качественных реакций на катионы VI аналитической группы в ионном и молекулярном виде.

3. Правильно выполнять химические реакции полумикрометодом.

4. Пользоваться микроскопом и проводить микрокристаллоскопические реакции.

5. Определять качественный состав смесей катионов VI аналитической группы.

Вопросы для самоподготовки.

1. Приведите примеры константы образования (константы устойчивости) и константы нестойкости.

2. Дайте характеристику способности металлов и лигандов к комплексообразованию.

3. Какие факторы влияют на возможность и полноту комплексообразования (рассмотрите на примерах).

4. Назовите функционально – аналитические группировки, какова их роль.

5. В чем состоит правило циклов Чугаева?

6. Назовите катионы VI аналитической группы. Какие ионы окрашены? Укажите цвет ионов растворов солей катионов VI аналитической группы.

7. Напишите уравнение реакций взаимодействия катионов VI аналитической группы с гидроксидом натрия. Назовите цвета образующихся осадков.

8. Напишите уравнения реакций взаимодействия катионов VI аналитической группы с групповым реагентом ( в недостатке и в избытке).Укажите цвета образующихся соединений.

9. Напишите уравнения реакций взаимодействия катионов VI аналитической группы с сульфид- ионом. Каков цвет образующихся соединений?

10. Объясните причину обесцвечивания раствора соли меди (II) при прибавлении к подкисленному раствору тиосульфата натрия. Напишите уравнение реакции.

Задание для самостоятельной работы.

1. По какому признаку катионы VI аналитической группы объединены? Как отделить катионы VI группы от катионов IV и V групп?

2. Назовите органические реактивы, применяемые для обнаружения катионов VI группы. К какому классу соединений принадлежат продукты их реакций с катионами VI группы?

3. Какую окраску имеют аммиакаты в водном растворе? Какой катион обнаруживают дробным методом в смеси катионов VI группы по реакции образования аммиаката.

4. Какие катионы VI группы восстанавливаются металлами до свободного состояния?

5. Какими реакциями можно перевести в раствор Cd(OH)₂, HgI₂, Cu(OH)₂, CuS? Напишите уравнения реакций.

6. Как окрашены сульфиды CdS и HgS?

7. Как отличить качественными реакциями Hg²⁺ от [Hg₂]²⁺; Cd²⁺ от Hg²⁺; Ni²⁺ от Fe²⁺? Напишите уравнения реакций.

8. Назовите основные этапы систематического хода анализа катионов VI группы.

9. Какие катионы VI группы образуют аммиакаты только в присутствии хлорида аммония? Какое применение находит это свойство в систематическом ходе анализа смеси катионов VI группы?

10. Как открыть ион Hg²⁺ в смеси катионов VI группы дробным методом?

11. Как проводят отделение и обнаружение катиона Cu²⁺, Co²⁺ в ходе анализа смеси катионов VI группы?

12. Чему равна равновесная концентрация ионов ртути (II) в 0,1моль/л раствора комплексного иона [HgBr₄]^2- с концентрацией бромид-ионов 0,5моль/л? К_нест. [HgBr₄]^2- = 1,0•10^-21.

13. Вычислить концентрацию ионов комплексообразователя и лиганда в 1моль/л растворе K₄[Fe(CN)₆]?

14. Вычислить концентрацию ионов комплексообразователя и лиганда в 1моль/л растворе K₂[PbI₄].