Вторая аналитическая группа объединяет катионы Ag+, Hg22+, Pb2+, Cu+, Au+, Тl+, образующие малорастворимые соединения с хлороводородной кислотой и ее солями. Водные растворы солей этих катионов и анионов сильных кислот имеют кислую реакцию вследствие кислотно-основного взаимодействия с молекулами растворителя. При их взаимодействии с разбавленной хлороводородной кислотой или ее солями образуются хлориды, малорастворимые в холодной воде и кислотах:
Ag+ + Cl– = AgCl↓,
Pb2+ + 2Cl– = PbCl2↓,
Hg22+ + 2Cl– = Hg2Cl2↓.
Следует избегать использования концентрированного раствора HCl или его избытка, т.к. могут образоваться растворимые комплексные соединения:
AgCl + 2HCl = H2[AgCl3],
PbCl2 + HCl = H[PbCl3].
Растворимость хлоридов различна. Так, растворимость хлорида свинца в горячей воде увеличивается в три раза, в то время как растворимость хлорида серебра и хлорида ртути практически остается прежней. Это свойство используется для отделения катиона Pb2+ от катионов Hg22+, Ag+.
Осадок AgCl растворяется в NH4OH с образованием растворимого в воде комплексного соединения – хлорида диаминосеребра:
AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+ + Cl– + 2H2O.
Хлорид ртути взаимодействует с гидроксидом аммония, образуя хлорид меркураммония [Hg(NH2)]Cl и металлическую ртуть, вследствие чего осадок чернеет:
Hg2Cl2 + 2NH4OH = [Hg(NH2)]Cl↓ + Hg↓ + NH4Cl + 2H2O.
Все катионы второй группы являются ярко выраженными комплексообразователями. Но в большей степени этим свойством обладает катион Ag+. С трудно поляризуемыми анионами (NO3–, NO2–, CH3COO–, ClO3–, ClO4–) катионы II группы образуют растворимые в воде соединения, а с поляризующимися анионами (Cl–, Br–, I–, CN–, SO42–, CrO42– и т.д.) – малополярные ковалентные соединения, нерастворимые в воде. Их растворимость понижается с увеличением поляризуемости аниона (например, растворимость галогенидов серебра при переходе от AgCl к AgI понижается).
В реакциях окисления-восстановления соединения Ag+, Hg22+ и Pb2+ проявляют себя как окислители и как восстановители. Ионы Ag+, Hg22+, Pb2+ восстанавливаются до элементарного состояния, а ионы Hg22+ и Pb2+ могут быть окислены до Hg2+ и Pb4+ (табл. 7.2).
Обзор действия основных реагентов на катионы второй группы.
Т а б л и ц а 7.2
Действие основных реагентов на катионы второй группы
|
Реактив |
Ag+ |
Hg22+ |
Pb2+ |
|
HCl |
AgCl – белый осадок, растворим в NH4OH, Na2S2O3 |
Hg2Cl2 – белый осадок, чернеет в NH4ОН |
PbCl2 – белый осадок, значительно растворим в горячей воде |
|
KI |
AgI – бледно-желтый осадок, растворим в Na2S2O3 |
Hg2I2 – зеленый осадок, в избытке KI образует HgI42– и Hg↓ |
PbI2 – желтый осадок, растворим в избытке CH3COOH, KI |
|
K2CrO4 |
Ag2CrO4 – кирпично-красный осадок, растворим в HNO3, NH4OH |
Hg2CrO4 – красный осадок, растворим в HNO3 |
PbCrO4 – желтый осадок, растворим в NaOH, HNO3 |
|
Дитизон + CHCl3 |
Желтое окрашивание (рН 7) |
– |
Красное окрашивание (рН≥7) |
|
NaOH |
Ag2O – коричневый осадок, растворим в HNO3, NH4OH |
Hg2O – черный осадок, растворим в HNO3 |
Pb(OH)2 – белый осадок, растворим в NaOH, HNO3 |
|
H2SO4 |
Ag2SO4 – растворим в горячей воде |
Hg2SO4 – растворим в царской водке |
PbSO4 – растворим в конц. H2SO4, HCl, NaOH, CH3COONH4 |
|
Восстано-вители |
Ag – черный осадок |
Hg – черный осадок |
Pb – черный осадок |