Катионы элементов I б группы

К d-элементам IБ группы относятся Cu, Ag, Au. Электронную конфигурацию атомов этих элементов можно представить формулой:

ns¹ (n-1)d¹⁰, где n – номер периода, в котором находится данный элемент.

Элементы подгруппы меди проявляют степени окисления +1, +2, +3. Для меди наиболее характерна степень окисления +2, для серебра +1, а для золота +3.

РЕАКЦИИ катионов МЕДИ (Cu²⁺)

Аммоний гидроксид NH₄OH, взятый в небольших количествах, образует с растворами солей Cu²⁺ (имеет голубую окраску) осадок основной соли медь (II) гидроксосульфата (CuOH)₂SO₄ голубовато-зеленоватого цвета:

2 CuSO₄ + 2 NH₄OH → (CuOH)₂SO₄↓ + (NH₄)₂SO₄

Осадок легко растворяется в избытке NH₄OH с образованием комплексного катиона тетраамминмедь (II) интенсивно-синего цвета:

(CuOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6 NH₄OH → 2 [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 8 H₂O

ОПЫТ 1. Поместите в пробирку 3-5 капель раствора соли Cu²⁺ и прибавьте несколько капель раствора разбавленного NH₄OH до появления голубого осадка. Растворите осадок в избытке NH₄OH. Что наблюдается?

РЕАКЦИИ катионов СЕРЕБРА (Ag⁺)

Соляная кислота и растворы ее солей образуют с растворами солей серебра практически нерастворимый в воде белый творожистый осадок серебро хлорида AgCl, который хорошо растворяется в избытке раствора NH₄OH. При этом образуется растворимая в воде комплексная соль диамминсеребро (I) хлорид [Ag(NH₃)₂]Cl. При действии азотной кислоты или раствора калий иодида комплексный ион разрушается, и се­ребро хлорид выпадает в осадок. Эти свойства солей серебра используются для обнаружения катиона Ag⁺:

AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃

AgCl + 2 NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2 H₂O

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2 HNO₃ → AgCl↓ + 2 NH₄NO₃

[Ag(NH₃)₂]Cl + KI + 2 H₂O → AgI↓ + 2 NH₄OH + KCl

ОПЫТ 2. В пробирку поместите 2-3 капли раствора соли серебра и прибавьте 2-3 капли раствора HCl. Прозрачную жидкость слейте с осадка и растворите его в растворе аммиака. Разделите полученный раствор на две порции. К первой - прибавьте раствор HNO₃, а ко второй – раствор KI. Что наблюдается?

Катионы d-элементов II б группы

К d-элементам II Б группы относятся Zn, Cd и Hg. Электронную конфигурацию атомов этих элементов можно представить формулой:

ns² (n-1)d¹⁰, где n – номер периода, в котором находится данный элемент.

Элементы Zn, Cd имеют степень окисления +2, а Hg проявляет в своих соединениях степени окисления +1 и +2.

РЕАКЦИИ катионов ЦИНКА (Zn²⁺)

1. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, KOH) осаждают из водных растворов солей цинка осадок Zn(OH)₂ белого цвета, проявляющий амфотерные свойства. В избытке щелочи осадок растворяется с образованием бесцветного раствора комплексной соли натрий тетрагидроксоцинката Na₂[Zn(OH)₄]:

ZnCl₂ + 2 NaOH → Zn(OH)₂↓ + 2 NaCl

Zn(OH)₂ + 2 NaOH → Na₂[Zn(OH)₄]

ОПЫТ 3. В пробирку поместите 3-5 капель раствора соли цинка и добавьте 1-2 капли раствора NaOH до образования осадка. Испытайте растворимость осадка в HCl и в избытке NaOH. Что наблюдается?

2. Калий гексацианоферрат (II) образует с растворами солей цинка белый осадок калий-цинк гексацианоферрата (II) K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂:

3 ZnCl₂ + 2 K₄[Fe(CN)₆] → K₂Zn₃[Fe(CN)₆]₂↓ + 6 KCl

ОПЫТ 4. В пробирку поместите 3-5 капель раствора соли цинка и добавьте 2-3 капли раствора соли K₄[Fe(CN)₆]. Что наблюдается?

РЕАКЦИИ Катионов РТУТИ (Hg²⁺)

1. Растворы гидроксидов щелочных металлов (NaOH, KOH) осаждают из водных растворов солей ртути (II) желтый осадок оксида HgO, так как ртуть (II) гидроксид Hg(OH)₂ неустойчив:

Hg(NO₃)₂ + 2 NaOH → HgO↓ + 2 NaNO₃ + H₂O

ОПЫТ 5. В пробирку поместите 3-5 капель раствора соли ртути (II) (соли Hg²⁺ остро токсичны!) и добавьте 2-3 капли раствора NaOH. Что наблюдается?

2. Раствор калий иодида KI образует с растворами солей ртути (II) ярко-красный осадок ртуть (II) иодида HgI₂, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного иона тетраиодомеркурата (II) [HgI₄]²ˉ.

ОПЫТ 6. К 4-5 каплям раствора соли ртути (II) прибавьте сначала 1-2 капли раствора соли KI, а затем избыток его. Что наблюдается? Напишите уравнение реакции:

Hg(NO₃)₂ + 2 KI → HgI₂↓ + 2 KNO₃

HgI₂ + 2 KI → K₂[HgI₄]