Соединения цинка

Оксид цинка – ZnO – белый порошок, желтеющий при нагревании.

Химические свойства

С водой не реагирует, но обладает амфотерными свойствами: вступает в реакции как с кислотами, так и со щелочами:

ZnO + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂O

ZnO + 2NaOH + H₂O → Na₂[Zn(OH)₄]

Гидроксид цинка - Zn(OH)₂ – белый, рыхлый порошок, нерастворим в воде.

Гидроксид цинка выпадает в виде белого слизистого осадка из растворов его солей при осторожном добавлении раствора щелочи:

ZnCl₂ + 2NaOH → Zn(OH)₂↓ + 2NaCl

Химические свойства

1. Амфотерен. Под действием избытка раствора гидроксида натрия растворяется с образованием тетрагидроксоцинката натрия:

Zn(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]

При подкислении раствора снова выпадает осадок гидроксида:

Na₂[Zn(OH)₄] + 2HCl → Zn(OH)₂↓ + 2H₂O + 2NaCl

который при избытке кислоты переходит в соответствующую соль:

Zn(OH)₂ + 2HCl → ZnCl₂ + 2H₂O

2. При нагревании гидроксид цинка разлагается до оксида цинка:

Zn(OH)₂ → ZnO + H₂O (t)

Соли цинка

Растворимые соли цинка подвергаются гидролизу по катиону, так как они образованы слабым основанием:

Zn²⁺ + HOH ↔ ZnOH⁺ + H⁺

2ZnSO₄ + 2HOH ↔ (ZnOH)₂SO₄ + H₂SO₄

Химические свойства простых веществ кадмия и ртути в сравнении с цинком

В ряду Zn-Cd-Hg химическая активность понижается.

1. С кислородом

Цинк и кадмий сгорают в токе кислорода с образованием оксидов ЭО. Ртуть окисляется медленно:

2Hg + O₂ → 2HgO

2. C неметаллами

С серой и галогенами Zn, Cd реагируют только при нагревании, а ртуть – на холоде, это обусловлено ее агрегатным состоянием:

Hg + S → HgS

3. С водой

Zn и Cd не взаимодействуют с водой при обычных условиях, так как покрыты защитной оксидной пленкой. В растворах аммиака защитная пленка снимается:

Cd + 4NH₃ + 2H₂O → [Cd(NH₃)₄](OH)₂ + H₂↑

4. С кислотами

Zn вытесняет H₂ из кислот и щелочей, кадмий – только из кислот:

Cd + 2HCl → CdCl₂ + H₂↑

Zn + 2KOH + 2H₂O → K₂[Zn(OH)₄] + H₂↑

Ртуть не вытесняет H₂ из растворов кислот и щелочей.

Zn и Cd восстанавливают H₂SO₄ (конц.) до SO₂, а при нагревании - до H₂S:

4Zn + 5H₂SO₄ (к) → 4ZnSO₄ + H₂S↑ + 4H₂O

Cd + 2H₂SO₄ (к) → CdSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Ртуть хорошо растворяется в азотной кислоте:

Hg + 4HNO₃ (к) → Hg(NO₃)2 + 2NO↑ + 2H₂O

При избытке ртути происходит окисление до солей Hg (I):

6Hg + 8HNO₃ (к) → 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

Zn и Cd ведут себя по отношению к HNO₃ значительно активнее. Цинк, например, способен максимально восстанавливать очень разбавленную HNO₃:

4Zn + 10HNO₃ → 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

5. С металлами

Zn, Cd, Hg легко образуют сплавы как друг с другом, так и с другими металлами.

Сплавы ртути – амальгамы – обычно жидкие или тестообразные. Получают их, растирая металл с ртутью при нормальной температуре или небольшом нагревании.

HgO и Hg₂O – оксиды ртути, основные свойства которых выражены слабо.

Гидроксиды

Zn(OH)₂, Cd(OH)₂ – малорастворимые основания. Zn(OH)₂ – амфотерное соединение с преобладанием основных свойств.

С увеличением радиуса катиона от Zn²⁺ к Cd²⁺ основные свойства усиливаются. Оба гидроксида растворяются в аммиаке с образованием комплексов:

Zn(OH)₂ + 4NH₃ → [Zn(NH₃)₄](OH)₂

Гидроксиды ртути не получены в свободном виде, так как разлагаются с отщеплением воды из-за сильного поляризующего действия катионов ртути на OH^- - ионы:

Hg(NO₃)₂ + 2NaOH → HgO + H₂O + 2NaNO₃

Hg₂(NO₃)₂ + 2NaOH → Hg₂O + H₂O + 2NaNO₃