Розділ 10. IV аналітична група катіонів

§ 57. Загальна характеристика групи

До IV аналітичної групи катіонів належать катіони міді, срібла, кадмію, ртуті, свинцю, вісмуту та інші, які тут не розглядаються (наприклад, та­лій і золото в нижчій формі валентності). Метали, що утворюють цю групу, розташовані в другій половині IV, V і VI великих періодів; Си і Ag у І, Cd і Hg у II, РЬ у IV і Ві у V групах періодичної системи елемеьтів Д. І. Менделєєва. За винятком міді, що має незавершену зовнішню оболон­ку, решта катіонів має або завершені 18-електронні зовнішні оболонки, або оболонки, які містять 18 + 2 електрони в двох зовнішніх шарах.

Характерним для катіонів IV групи є те, що утворювані ними сульфіди не розчиняються в розведених кислотах (крім азотної) і в полісу;;ьфіді амонію. Нерозчинність сульфідів цієї групи катіонів у розведених кислот х відрізняє їх від сульфідів катіонів III групи, а нерозчинність їх у полісуль-фіді амонію відрізняє IV групу від катіонів V аналітичної групи.

Величини добутків розчинності для сульфідів IV групи значно менші, ніж для сульфідів катіонів III групи. Вони настількі малі, що сульфіди цих металів випадають в осад навіть при дії H₂S, в розчині якого концент­рація іонів S~~ набагато менша, ніж при застосуванні (NH₄)₂S. Концентра­ція іонів S ~ достатня навіть тоді, коли розчин містить сильну кислоту і її іони пригнічують і без того незначну дисоціацію H₂S. Ось чому катіони IV групи осаджуються не тільки (NH₄)₂S, а й H₂S (на відміну від катіонів III групи) навіть з підкислених розчинів відповідних солей.

Груповим реактивом для катіонів IV групи є сірководень (H₂S) в кислому розчині (за таких умов осаджуються також іони V аналітичної групи).

IV аналітична група поділяється на дві підгрупи: підгрупу срібла і підгрупу міді. До підгрупи срібла належать іони Ag⁺, Pb²⁺, Hg!⁺. їх хло­риди (AgCl, PbCl₂ і Hg₂Cl₂) не розчиняються у воді. До підгрупи міді нале­жать іони Cu²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Bi³⁺, хлориди яких (на відміну від хлоридів підгрупи срібла) розчиняються у воді. Тому, якщо підкислити розчин су­міші солей катіонів IV групи соляною кислотою, катіони підгрупи срібла випадають в осад у висляді хлоридів, тоді як катіони підгрупи міді залишаються в розчині.

Проте внаслідок помітної розчинності РЬС1₂ у воді іони РЬ²⁺ повністю не осаджуються соляною кислотою. Тому вони при поділі IV аналітичної групи соляною кислотою на підгрупи потрапляють і в підгрупу срібла, і в підгрупу міді.

Срібло практично завжди перебуває в розчині у вигляді одновалентного катіона Ag⁺. Свинець, кадмій і вісмут перебувають в розчині у вигляді та­ких катіонів: Pb²⁺, Cd²⁺ і Ві³⁺. На відміну від них, мідь і ртуть утворюють два ряди іонів: Си⁺ і Hg.⁺ в солях міді (І), Си²⁺ і Hg²⁺ в солях міді (II).

212

Гідроксиди катіонів IV групи (крім срібла) є слабкими основами, тому внаслідок гідролізу розчини їх солей мають кислу реакцію.

Для катіонів IV групи характерна здатність утворювати комплексні сполуки.

Особливості роботи із сірководнем. У лабораторіях H₂S звичайно добувають дією соля­ної кислоти на сульфід заліза (ІІ). Реакція відбувається за рівнянням

FeS + 2HCI = FeCl₂ + H₂S.

Реакція виділення сірководню відбувається без нагрівання в апараті Кіппа або в ана­логічних автоматичних приладах. Сірководень під час виділення захоплює краплинки рі­дини, в якій міститься FeCl₂. Тому, щоб запобігти забрудненню досліджуваного розчину цією сіллю, сірководень пропускають крізь промивну склянку з водою для очищення його від сторонніх речовин.

Усі роботи із сірководнем і сульфідами проводять під тягою. Недодержування цього правила може призвести до отруєння.

При осадженні сірководнем активно діє лише та частина його, яка встигає розчинитись у рідині. Тому струмінь H₂S повинен бути таким, щоб бульбашки в промивній склянці мож­на було легко лічити.