Хлорид диаминсеребра (I)
AgCl + 2Na2S203 = Na3[Ag(S203)2] + NaCl
Дитиосульфатоаргентат (I) натрия
Степень окисления +2 наиболее характерна для меди. Cu(0H)2 – нерастворим в воде, обладает слабыми амфотерными свойствами, растворяется в концентрированных щелочах:
Cu(0H)2 + 2Na0H(к.) = Na2[Cu(0H)4]
тетрагидроксокупрат (II)
натрия
Растворы солей меди (II) окрашены в голубой цвет из-за образования аквакомплекса [Cu(H20)4]2+.
Соли Cu2+ часто образуют кристаллогидраты (CuS04·5H20, CuCl2·6H20), которые также имеют голубую окраску, из-за присутствия в них аквакомплекса:
CuS04 • 5Н20 — [Cu(H20)4]S04 • Н20
Безводные соли - бесцветны.
При взаимодействии солей меди (II) с аммиаком в растворе образуется ярко-синий раствор аммиачного комплекса, эта реакция может использоваться как качественная, для обнаружения меди:
Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+
Степень окисления +3 наиболее характерна для золота. Гидроксид золота (III) проявляет амфотерные свойства, растворяется в щелочах:
AuС13 + ЗК0Н = Аu(ОН)3↓ + ЗКС1,
Аu(0Н)3 + К0Н = К[Аu(0Н)4]
тетрагидроксоаурат (III) калия
Соединения меди, серебра и золота проявляют окислительные свойства, так как обладают положительным значением электродного потенциала, вследствие чего ионы этих металлов легко восстанавливаются:
2CuS04 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 2K2S04
2[Ag(NH3)2]0H + C5H6(0H)5 –C0H =
глюкоза
= 2Ag↓ + C5H6(0H)5 –C00H + 4NH3 + H20
H[AuCl4] + 3FeS04 = Au↓ + Fe2(S04)3 + FeCl3 + HC1
Опыт 1. Получение гидроксида меди (II)
В пять пробирок внесите по 2-3 капли раствора сульфата меди (II) и по 2 капли 2М раствора гидроксида натрия. Встряхните пробирки, отметьте цвет осадка. В первую пробирку добавьте 3-4 капли 1М раствора серной кислоты, во вторую пробирку – 8-10 капель 2М раствора гидроксида натрия, в третью – 8-10 капель концентрированного раствора гидроксида натрия, в четвертую – 4-5 капель концентрированного водного раствора аммиака. Содержимое пятой пробирки нагрейте до изменения окраски осадка.
П р и м е ч а н и е. В избытке концентрированного раствора щелочи гидроксид меди (II) растворяется с образованием купратов типа Na2[Cu(OH)4]. Однако последние весьма неустойчивы и при разбавлении раствора разлагаются с выделением Сu(ОН)2. Это показывает, что кислотные свойства гидроксида меди (II) выражены чрезвычайно слабо.
Напишите уравнения протекающих реакций. На основании проделанных
опытов сделайте вывод о химических свойствах гидроксида меди (II).
Опыт 2. Свойства солей меди (II)
2.1. Свойства кристаллогидратов и водных растворов. В сухую пробирку на кончике шпателя внесите небольшое количество кристаллогидрата сульфата меди (II) CuS04 • 5Н20. Нагрейте содержимое пробирки, держа ее горизонтально над пламенем спиртовки до исчезновения окраски кристаллов. После охлаждения пробирки внесите в нее 2-3 капли воды. Отметьте изменение окраски кристаллов соли при нагревании и растворении обезвоженной соли в воде.
Составьте координационную формулу кристаллогидрата и напишите протекающие реакции. Сделайте вывод, какой комплексный ион обуславливает голубую окраску кристаллогидратов и водных растворов солей меди (II).
2.2. Образование гидроксокарбоната меди (II). Внесите в пробирку 3 капли раствора сульфата меди (II) и добавьте по каплям раствор карбоната натрия до образования осадка гидроксокарбоната меди (II) (Cu0H)2C03 . Отметьте цвет осадка. Учитывая реакцию гидролиза, сделайте вывод об образовании гидроксокарбоната меди (II) в присутствии воды.
Налет гидроксокарбоната меди (II) часто образуется на поверхности медных изделий в присутствии воды, кислорода и углекислого газа. Напишите уравнение реакции.
Опыт 3. Окислительные свойства соединений меди (II)
В пробирку внесите 6 капель сульфата меди (II) и добавьте 4 капли раствора иодида калия. Отметьте цвет образующегося осадка иодида меди (I). После отстаивания осадка раствор перенесите длинной пипеткой в чистую пробирку, добавьте 5-8 капель воды (для разбавления) и 1 каплю раствора крахмала. Образование какого вещества доказывает изменение окраски раствора?
Составьте уравнения: а) взаимодействия сульфата меди (II) с иодидом калия; б) взаимодействия иода с сульфитом натрия в присутствии воды. Сделайте вывод, какую функцию выполняют в окислительно-восстановительных реакциях катионы меди (II) и почему.
Опыт 4. Получение и свойства аммиакатов меди (II)
В пробирку внесите 4 капли раствора сульфата меди (II) и 1 каплю 1М раствора гидроксида аммония. Отметьте цвет осадка гидроксосульфата меди (II). К содержимому пробирки прибавьте по каплям (при встряхивании) избыток 1М раствора NH40H до полного растворения осадка. Отметьте цвета полученных растворов аммиакатов меди (II) [Cu(NH3)4]S04 и [Cu(NH3)4](0H)2 Содержимое пробирки нагрейте до изменения окраски.
Напишите уравнения реакций образования и термического разложения комплексных соединений. Укажите названия полученных комплексного соединения, ион-комплексообразователь, лиганды, координационное число. Опишите отношение аммиакатов к нагреванию.
Опыт 5*. Синтез люминофора, активированного медью
Люминофорами называют вещества, которые обладают способностью под действием внешних факторов (a- и β - частиц, света, электрического тока и др.) светиться — люминесцировать. К ним относятся соединения ряда d-элементов, в частности их сульфиды. Сущность явления состоит в возбуждении электронов люминесцирующего вещества под действием постороннего энергетического воздействия и последующем их возврате на низкие энергетические уровни, сопровождающемся излучением света. Люминесцентные свойства увеличиваются при добавлении активаторов. Люминофоры применяют для изготовления светящихся красок, покрытия экранов для рентгеновских лучей, телевизоров и др. Все люминофоры являются полупроводниками.
Для синтеза люминофора использовать 5г кристаллического сульфида цинка ZnS (x. ч. марки «для люминофоров»), раствор сульфата меди (II), содержащий 4-10-4 г/мл ионов Сu2+, и раствор хлорида натрия, содержащий 4-10-2 г/мл NaCl.
Рассчитать объемы растворов сульфата меди и хлорида натрия, если на 1г ZnS должно быть добавлено 2-10-4г меди, а хлорид натрия должен составлять 2% (масс.) от навески ZnS.
Отвесить на техно-химических весах 5г сульфида цинка в предварительно взвешенной фарфоровой чашке. Рассчитанные объемы растворов отмерить мерными цилиндрами или бюретками (для каждого раствора использовать отдельный мерный цилиндр или бюретку) и перенести в чашку с сульфидом цинка.
* --- исследовательская работа
Тщательно перемешать смесь стеклянной палочкой до получения сметанообразной массы. Полученную однородную массу поставить в сушильный шкаф при 105—120°С, накрыв фарфоровую чашку фильтровальной бумагой. Через каждые 10 мин вынимать чашку и вначале перемешивать массу палочкой, затем растирать пестиком.
Сушка считается оконченной, когда масса превратится в порошок, пылящий при постукивании стеклянной палочкой. Полученный порошок растереть пестиком в ступке и перенести небольшими порциями в фарфоровый тигель, уплотняя каждую перенесенную порцию легким постукиванием тигля о стол.
Пользуясь тигельными щипцами, поместить тигель в горячую муфельную печь при 750—800°С и держать в ней 30 мин, после чего тигель вынуть и охладить в эксикаторе. Полученный спекшийся королек является люминофором. Убедиться в этом следующим образом. Не вынимая королек из тигля, удалить с его поверхности корочку и подержать 2—3 мин на солнечном свету или поднести к зажженной электрической лампе. Затем быстро перенести тигель с корольком в затемненное помещение или в коробку, оклеенную внутри черной бумагой. Наблюдать свечение королька и уменьшение интенсивности свечения во времени. Повторить освещение люминофора и вновь наблюдать усиление его люминесцентных свойств. Проверить тем же способом отсутствие свечения исходного сульфида цинка, не активированного медью. В других условиях, например, в спинтарископе, экран которого покрыт чистым ZnS, под влиянием а-лучей наблюдаются резкие вспышки света — сцинтилляции, позволяющие вести счет отдельных а-частиц.
Опыт 6. Получение и свойства хлорида серебра
В две пробирки внесите по 3 капли раствора нитрата серебра и по 1 капле раствора хлорида натрия. Отметьте цвет осадка. В первую пробирку добавьте по каплям 2М раствор аммиака, а во вторую - раствор тиосульфата натрия до полного растворения осадка в обеих пробирках.
Напишите уравнения реакций получения хлорида серебра и его растворения, вследствие образования комплексных соединений. Укажите названия полученных комплексных соединений, ион-комплексообразователь, лиганды, координационное число.
Опыт 7. Получение и свойства гидроксида и оксида серебра (I)
В пробирку внесите 3 капли раствора нитрата серебра и 3 капли 2М раствора гидроксида натрия. Отметьте цвет полученного осадка. К содержимому пробирки добавьте по каплям при постоянном встряхивании 2 М раствор аммиака до полного растворения осадка и образования комплексного соединения гидроксида диаминсеребра (I). Полученный раствор оставьте для следующего опыта.
Напишите уравнения реакций получения оксида серебра (I) и его растворения с образованием комплексного соединения. Сделайте вывод об устойчивости гидроксида серебра (I) и образовании оксида серебра (I) в обменных реакциях.
Опыт 8. Окислительные свойства соединений серебра
8.1. К полученному в предыдущем опыте раствору гидроксида диаминсеребра (I) прибавьте такой же объем раствора глюкозы и поставьте
пробирку в стакан с водой, нагретой до температуры 60-70°С. Через 8-10 минут наблюдайте происходящие изменения. Объясните образование блестящей зеркальной поверхности на стенках пробирки.
Составьте уравнение протекающей окислительно-восстановительной реакции. В выводе отметьте, какие функции выполняют в реакции соединения серебра и глюкоза. Чем можно объяснить окислительные свойства соединений серебра?
8.2. Взаимодействие оксида серебра с хлоридом олова (II) в щелочной среде. Внести в пробирку 2–3 капли раствора хлорида олова (II) и добавить по каплям 2M раствор гидроксида натрия до растворения выпавшего вначале осадка гидроксида олова (II). К полученному щелочному раствору Na2[Sn(OH)4] прибавить 1–2 капли нитрата серебра. Наблюдать выпадение черного порошка металлического серебра.
Образование серебра может быть доказано тем, что выпавший осадок не растворяется при добавлении 5-6 капель 2M раствора аммиака в отличие от оксида серебра. Проверить опытным путем.
Запишите уравнения протекающих реакций:
а) образования тетрагидроксостанната (II) натрия из хлорида олова (II);
б) взаимодействия нитрата серебра со щелочью;
в) взаимодействия тетрагидроксостанната (II) натрия с оксидом серебра с образованием гексагидроксостанната (IV) натрия и элементного серебра, учитывая, что в реакции принимает участие вода;
г) общее уравнение реакции взаимодействия хлорида олова (II) с оксидом серебра в присутствии щелочи.
Опыт 9. Малорастворимые и комплексные соединения серебра
9.1. Получение амминокомплексов серебра (I). В четыре пробирки внести по 2 капли раствора нитрата серебра. В одну пробирку добавить 2 капли хлорида калия, во вторую — бромида калия, в третью — иодида калия, в четвертую — хромата калия К2Сr04. Отметить цвета выпавших осадков. Добавить во все четыре пробирки по 3 капли 25%-ного раствора аммиака. Осадки каких веществ практически полностью растворились в аммиаке? Одинаково ли активно идет взаимодействие хлорида, бромида и иодида серебра с аммиаком?
Написать в молекулярном и ионном виде уравнения реакций:
а) образования малорастворимых солей серебра;
б) растворения хлорида, бромида и хромата серебра в аммиаке с образованием комплексных соединений, учитывая, что координационное число Ag+- иона равно 2.
На основании своих наблюдений и значений произведений растворимости галогенидов серебра объяснить различие их растворимости в аммиаке.