5.2. Лабораторна робота № 2.

Реакції катіонів Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺.

Водні розчини солей Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ безбарвні, але утворюють забарвлені сполуки. У водних розчинах розчинні солі Pb²⁺, Hg₂²⁺ піддаються значному гідролізу і дають кислу реакцію. Малорозчинні солі катіонів Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ : сульфіди, фосфати, карбонати й тощо, розчинні солі ці катіони утворюють з аніонами F^-, NO₃^-, ClO₄^-.

Груповим реагентом на катіони Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ є хлоридна кислота . Іони Ag⁺, Рb²⁺, Hg₂²⁺ утворюють з іонами малорозчинені хлориди, тобто їх можна виділити у вигляду осаду хлоридною кислотою з суміші катіонів всіх аналітичних груп. Умови реакції: розведена хлоридна кислота, стехіометрична кількість HCl, понижена температура.

5.2.1. Реакції катіону аргентуму Ag⁺.

5.2.1.1. З іоном Cl^- іон Ag⁺ утворює білий творожистий осад :

.

Хлорид аргентуму розкладається на світлі з утворенням вільного аргентуму і осад стає фіолетовим або чорніє. не розчинюється в розведених нітратної і сульфатної кислотах, але легко переходить у розчин під дією аміаку, утворюючи безбарвний комплексний іон [Ag(NH₃)₂]⁺(цим користуються для відокремлення іону Ag⁺ від іонів Pb²⁺, Hg₂²⁺):

При кристалізації з аміачних розчинів утворюються дрібні характерні кристали [Ag(NH₃)₂]Cl.

При додаванні нітратної кислоти аміачний комплекс руйнується, і хлорид аргентуму знову випадає в осад:

.

Ця реакція є характерною реакцією для виявлення іону Ag⁺.

Виконання: а) До 2 крапель розчину солі аргентуму AgNO₃ додати 1-2 краплі 2н розчину NaCl. Спостерігається поява білого творожистого осаду . Розділити осад на дві пробірки. У першу додати 1-2 краплі концентрованого розчину NH₄OН до повного розчинення осаду, а потім HNO₃. Спостерігається знову поява осаду . У другу пробірку додати 2-3 краплі НNО_з.

5.2.1.2. З сірководнем H₂S і сульфідами амонію чи натрію Ag⁺ іони утворюють чорний осад сульфіду срібла:

,

2 Ag⁺ + (NH₄)₂S Ag₂S + 2NH⁺₄.

Осад розчиняється в азотній кислоті:

.

Виконання. До 1-2 крапель розчину AgNO₃ додати 2-3 краплі дистильованої води і 1-2 краплі Na₂S. Перевірити розчинність осаду, що утворився, у HNO₃ при нагріванні.

5.2.1.3. З йодидом калію KI іон Ag⁺ утворює жовтий осад аргентуму йодиду:

Ag⁺ + I^- AgI .

Осад розчиняється в надлишку KI:

KI + AgI K[AgI₂].

І не розчиняється в амоніаку. Реакції заважають Pb²⁺, Hg²⁺₂, Hg²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺.

5.2.2. Реакції катіону плюмбуму Pb²⁺

5.2.2.1. З NaCl іони Рb²⁺ утворюють білий осад хлориду плюмбуму:

.

Осад , на відміну від , розчиняється в гарячій воді, що дозволяє відокремити іони Pb²⁺ від Ag⁺.

Виконання. До 2 крапель розчину солі плюмбуму, наприклад Pb(NO₃)₂, додати 1-2 краплі 2н розчину NaCl. Спостерігається утворення білого осаду . Додати 3-4 краплі дистильованої води і нагріти розчин з осадом до кипіння. Спостерігати розчинення осаду.

5.2.2.2. З сірководнем H₂S і сульфідами амоніаку чи натрію іони Pb²⁺ утворюють чорний осад сульфіду плюмбуму, розчинений у HNO₃.

Виконання. До 1-2 крапель розчину солі плюмбуму додати 2-3 краплі дистильованої води і 1-2 краплі розчину сульфіду амоніаку, чи натрію. Перевірити розчинність осаду, що утворився, у HNO₃ при нагріванні.

5.2.2.3. З їдкими лугами NaOH або KOH, а також NH₄OH іони Рb²⁺ утворюють білий осад гідроксиду:

.

Гідроксид плюмбуму виявляє амфотерні властивості і тому розчинюється як у кислотах, так і в надлишку лугів:

Виконання. До 5-6 крапель розчину солі плюмбуму додати 2-3 краплі NaOH. Випробувати розчинність отриманого осаду в надлишку NaOH та у HNO₃ або CH₃СООН.

5.2.2.4. З йодидом калію KJ іони Pb²⁺ утворюють жовтий осад йодиду плюмбуму:

.

При перекристалізації з розведеного розчину оцтової кислоти РbJ₂ випадає у виді чудових золотавих кристалів. У надлишку реактиву йодид свинцю розчинюється з утворенням комплексної сполуки:

.

Виконання. До 2 крапель розчину солі Pb²⁺ додати 5 крапель розчину KJ. До отриманого осаду додати 5 крапель дистильованої води, 3 краплі CH₃COOH i нагріти. Спостерігається розчинення осаду:

PbI₂ + CH₃COOH Pb(CH₃COO)I + HI.

Занурити пробірку в холодну воду. Спостерігається через якийсь час поява золотавих кристалів.

5.2.2.5. З дикалій хроматом K₂CrO₄, або дикалій дихроматом K₂Cr₂O₇ іон Pb²⁺ утворює жовтий дрібнокристалічний осад PbCrO₄. При використанні дикалій дихромату до аналізованого розчину додають кілька крапель розчину натрій ацетату:

2Pb(NO₃)₂ + K₂Cr₂O₇ + 2CH₃COONa +H₂O 2PbCrO₄ +2CH₃COOH + +2KNO₃ +2NaNO₃.

Осад не розчинений у амоніаку, CH₃COOH, малорозчинений у розбавлених нитратній і хлоридній кислотах. Розчиняється у NaOH і концентрованій HNO₃:

PbCrO₄ + 4NaOH Na₂Pb(OH)₄ + Na₂CrO₄.

Ця реакція дозволяє відрізнити PbCrO₄ від ВаCrO₄, який не розчиняється у NaOH.

Виконання: До 2-3 крапель аналізуємого розчину додають2-3 краплі CH₃COONa , 2-3 краплі CH₃COOH і 2-3 краплі K₂Cr₂O₇. Перевіряють осад на розчинність у NaOH, додаючи до осаду 2-3 краплини 2н NaOH.