дмію; переконатися на досвіді, що сполуки ртуті (II) є окислювачами. Виконати вимоги до результатів дослідів, оформити звіт, вирішити задачу.
Теоретичне введення
Мідь, срібло, золото розташовані в побічної підгрупі I групи, відносяться до d-металів. Електронна структура зовнішнього енергетичного рівня атомів цих елементів виражається формулою (n - 1) d10ns1. Найбільш характерні ступені окислення: для міді +2, для срібла +1, для золота +3.
Мідь, а особливо, срібло і золото - малоактивні метали. В ряді напруг ці метали стоять після водню, тому не витісняють його з розбавлених кислот. Мідь і срібло розчинні в концентрованій H2SO4 при нагріванні, а також в азотній кислоті будь-якої концентрації. Золото досить легко розчиняється в суміші кислот.
Мідь утворює нерозчинні у воді оксиди: Cu2O - червоного кольору і CuO - чорного кольору. Гідроксиди міді CuOH і Cu (ОН) 2 - нерозчинні у воді речовини відповідно жовтого і блакитного кольору, легко розкладаються при нагріванні на оксид і воду. Cu (ОН) 2 поряд з основними властивостями в слабкому ступені проявляє кислотні властивості; він розчиняється в концентрованих розчинах лугів з утворенням мало міцних купріта Na2 [Cu (OH) 4], K2 [Cu (OH) 4].
Оксид срібла виходить тільки непрямим шляхом, при взаємодії солі срібла з лугом:
AgNO3 + 2NaOH=Ag2O? + 2NaNO3 + H2O.
Більшість сполук міді, срібла і золота є окислювачами.
Цинк, кадмій і ртуть утворюють побічну підгрупу II групи. Це
d-метали. Електронна структура зовнішнього енергетичного рівня атомів цих елементів може бути виражена формулою (n - 1) d10ns2. Цинк і кадмій проявляють ступінь окислення +2, ртуть +1 і +2.
У підгрупі цинку спостерігається різке падіння хімічної активності металів при переході зверху вниз. В ряді напруг цинк і кадмій коштують до водню, а ртуть - після. Цинк - хімічно активний метал, легко розчиняється в HCl і розведеної H2SO4 з виділенням водню. Внаслідок амфотерности його оксиду він розчиняється також в концентрованих розчинах лугів. Кадмій в лугах практично не розчиняється, а в кислотах - менш енергійно, ніж цинк. Ртуть розчинна тільки в кислотах-окислювачах - HNO3 і концентрованої H2SO4:
+ 2H2SO4 (конц.)=HgSO4 + SO2 + 2H2O; + 4HNO3 (конц.)=Hg (NO3) 2 + 2NO2 + 2H2O.
При дії розбавленої азотної кислоти на надлишок ртуті утворюється Hg2 (NO3) 2, де кожен атом ртуті має ступінь окислення +1:
Hg + 8HNO3 (разб.)=3Hg2 (NO3) 2 + 2NO + 4H2O.
У всіх з'єднаннях ртуті (I) атоми ртуті пов'язані між собою попарно, утворюючи двовалентні групи -Hg-Hg ?. Тому формулу нітрату ртуті (I) слід писати Hg2 (NO3) 2, а не HgNO3, також Hg2Cl2, а не HgCl. Дисоціація солей ртуті (I) йде з утворенням іонів Hg22 +. З'єднання Hg22 + залежно від умов можуть бути окислювачами і відновниками. Наприклад, у реакції Hg2Cl2 + Cl2=2HgCl2 Hg2Cl2 - відновник, а в реакції Hg2Cl2 + SnCl2=2Hg + SnCl4 Hg2Cl2? окислювач.
Всі метали підгрупи цинку стійкі на повітрі, так як на поверхні цинку і кадмію при звичайній температурі утворюється найтонша оксидна плівка, що захищає ці метали від подальшого окислення, а ртуть на повітрі при кімнатній температурі не окислюється. При нагріванні всі метали утворюють з киснем нерозчинні оксиди: ZnO - білого, CdO - коричневого, HgO - жовтого або червоного, Hg2O - чорного кольору.
Гідроксиди Zn і Cd нерозчинні у воді і виходять при взаємодії їх солей з розчинами лугів. Zn (OH) 2 має амфотерні властивості, а Cd (OH) 2, головним чином,? основними. Обидва ці гідроксиду легко розчиняються в надлишку NH4ОН з утворенням комплексних аммиакатов. При взаємодії розчинів солей ртуті з лугами утворюються оксиди, оскільки гідроксиди ртуті нестійкі і розкладаються в момент утворення.
Елементи підгруп міді і цинку виявляють схильність до комплексоутворення, координаційне число їх іонів одно 4.
Виконання роботи
Досвід 1. Одержання і властивості гідроксиду міді (II)
О четвертій пробірки налити по 1-2 мл розчину солі міді (II) і в усі додати розчин лугу до випадання осаду. Потім долити до розчинення опадів в першу - розчин HCl, в другу - розчин аміаку, в третю - концентрованої лугу. Вміст четвертої пробірки нагріти до кипіння і відзначити зміну забарвлення.
Вимоги до результатів досвіду
. Написати рівняння реакції одержання гідроксиду міді (II).
. Скласти рівняння реакцій розчинення гідроксиду міді (II) в:
а) HCl; ...
