Одержання металів. Цинк та кадмій добувають відновленням їх оксидів вуглецем:
ZnO + C = Zn + CO,
ртуть добувають випалюванням кіноварі:
HgS + O2 = Hg + SO2.
Сполуки. У сполуках Цинк та Кадмій виявляє тільки один ступінь окиснення +2, сполуки Цинку білого кольору. Іон Сd2+ – безбарвний. Гідраргірум виявляє ступені окиснення +2 та +1.
Оксиди:
Оксид цинку виявляє амфотерний характер, розчиняючись як у кислотах, так і в розчинах лугів: ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O
ZnO + 2NaOH + H2O → Na2[Zn(OH)4].
Оксид кадмію СdО (коричневого кольору) виявляє основний характер і розчиняється тільки в кислотах: CdO + 2HCl → CdCl2 + H2O (CdO + 2H+ → Cd2+ + H2O)
Оксид гідраргіруму(II) HgО: червоний кристалічний чи жовтий аморфний порошок; погано розчинний у воді, розчин має слабко лужну реакцію; виявляє основний характер. Одержання HgО:
|
3000 C |
|
2Hg + O2 |
¬––® |
2HgO |
|
4000 C |
|
Hg2(NO3)2 2HgO + 2NO2
2Hg(NO3)2 2HgO + 4NO2 + O2
Hg 2+ + 2OH- HgO + H2O
HgО легко відновлюється; при нагріванні розкладається на ртуть і кисень. Реагує з кислотами з утворенням солей і води.
Гідроксиди:
Гідроксид цинку виявляє амфотерні властивості. Він нерозчинний у воді, але розчиняється в кислотах і лугах: Zn(OH)2 + 2HCl → ZnCl2 + 2H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]
При нагріванні комплексний тетрагідроксицинкат-аніон дегідратується:
[Zn(OH)4]2- ZnO22- + 2H2O
Гідроксид кадмію Сd(ОН)2 (білого кольору) виявляє основний характер, розчиняючися тільки в кислотах: Cd(OH)2 + 2HCl → CdCl2 + 2H2O (Cd(OH)2 + 2H+ → Cd 2+ + 2H2O)
Солі:
Іон Zn2+ є енергійним комплексоутворювачем (координаційне число 4). На відміну від гідроксиду алюмінію, гідроксид цинку розчиняється у водному розчині аміаку:
Zn(OH)2 + 2NH3→ [Zn(NH3)4](OH)2
Cd2+ є хорошим комплексоутворювачем (координаційне число 4). Гідроксид кадмію розчиняється у водному розчині аміаку: Cd(OH)2 + 4NH3 → [Cd(NH3)4](OH)2
Для сполук Цинку характерне утворення катіонних та аніонних комплексів з координаційним числом 4, в тому числі і гідроксокомплексів:
Zn(OH)2 + 2KOH = K2[Zn(OH)4],
Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4] (OH)2,
Zn(CN)2 + 2KCN = K2[Zn(CN)4].
Кадмій і Гідраргірум утворюють виключно аніонні комплекси з координаційним числом 4:
Cd(CN)2 + 2KCN = K2[Cd(CN)4]
HgІ2 + 2KІ = K2[HgІ4].
HgS (кіновар) – яскраво-червоний нерозчинний у воді порошок – утворюється по реакціям Hg + S → HgS; Hg2+ + S2-→ HgS
Галогеніди ртуті(II) одержують по реакціям Hg + Br2 → HgBr2
При взаємодії HgI2 + 2KI → K2[HgI4] утворюється комплексна сіль –реактив Несслера, який використовується в якості дуже чутливого аналітичного реагенту для виявлення іона NH4+:
2[Hg4]2-
+ NH4+
+ 4OH- →
[
]+(коричневий
осад) I-→
+ 7I-
+ 3H2O
Сульфат та нітрат гідраргіруму(II) одержують розчиненням Hg чи HgО у концентрованих сірчаній чи азотній кислотах відповідно.
Hg + 2H2SO4(гаряча,конц.) HgSO4 + SO2 + 2H2O
HgО + H2SO4 HgSO4 + H2O
3Hg + 8HNO3(конц.) 3Hg(NO3)2 + 2NO + 4H2O
HgО + 2HNO3 Hg(NO3)2 + H2O
Більш активні метали легко витісняють ртуть з її солей: Cu+Hg(NO3)2 → Cu(NO3)2+Hg
Нітрат гідраргіруму(II) розкладається з утворенням металу: Hg(NO3)2 Hg+2NO2+O2.
Якісні реакції на елементи. При дії лугів на солі цинку випадає білий осад Zn(OH)2, розчинний у надлишку лугів та аміаку: Zn2+ + 2OH– = Zn(OH)2,
Zn(OH)2 + 2KOH = K2[Zn(OH)4],
Zn(OH)2 + 4NH3 = [Zn(NH3)4] (OH)2.
При дії сульфідів на солі кадмію випадає оранжевий осад СdS, розчинний у кислотах:
Cd2+ + S2– = CdS.
При дії сірководню на солі Гідраргіруму(І) та Гідраргіруму(II) випадають чорні осади HgS та Hg2S, нерозчинні в кислотах: Hg22+ + H2S = Hg2S + H+,
Hg2+ + H2S = HgS + 2H+.
При дії на солі Гідраргіруму йодиду калію KІ випадають осади HgІ2 (червоний, розчинний в надлишку KІ) та Hg2І2 (жовтого кольору).
Використання. Цинк використовують як відновник у гідрометалургії (Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4), для анодного покриття чорних металів, як протектор, а також для одержання сплавів (ЦАМ, латуні). Оксид цинку ZnO – білий пігмент. Сульфатом цинку просочують деревину для захисту від грибків. Сполуки цинку застосовують як фунгіциди у сільському господарстві та медицині. Кадмій іде на анодне покриття чорних металів.
Ртуть використовують у термометрах, випрямлячах високої потужності. Солі Гідраргіруму застосовують у сільському господарстві для протравлювання посівного насіння. Нерозчинні солі є основою мазей для лікування шкірних хвороб, раніше їх використовували для лікування сифілісу. Природний мінерал кіновар – червона фарба. Сполуки Гідраргіруму токсичні. Ртуть з багатьма металами дає сплави (амальгами) (екзотермічне утворення). Пари і сполуки надзвичайно отруйні (накопичуються в організмі).