Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь  


Аналитическая классификация катионов и периодическая система Д.И. Менделеева




Аналитическая классификация катионов. Ионы делятся на аналитические группы. Классификация катионов по аналитическим группам основана на растворимости некоторых образуемых ими солей.

Согласно классификации, предложенной Н.А. Меншуткиным, все ионы металлов (катионы) делятся на две большие группы:

а) ионы, осаждаемые сероводородом или сульфидом аммония;

б) ионы, не осаждаемые указанными реактивами.

Ионы металлов, сульфиды которых растворимы в воде, подразделяют в свою очередь на ионы, осаждаемые и не осаждаемые карбонатом аммония.

Таким образом, сероводород, сульфид аммония и карбонат аммония являются общими, или групповыми реактивами, способными к взаимодействию с группой ионов.

Много лет прошло с тех пор, как Н.А. Меншуткин предложил свою классификацию. За этот период другие ученые не раз предлагали различные системы классификации катионов. Однако до сих пор наиболее распространенной и общепринятой является классификация, основанная на принципах, предложенных Н.А. Меншуткиным.

Согласно этой классификации, катионы подразделяются на следующие пять аналитических групп:



I аналитическая группа катионов – катионы натрия, калия, аммония, магния и др.;

II аналитическая группа катионов – катионы серебра, ртути, свинца и др.;

III аналитическая группа катионов – катионы кальция, стронция, бария и др.

IV аналитическая группа катионов – катионы цинка, алюминия, олова и др.

V аналитическая группа катионов – катионы магния, марганца, железа и др.

VI аналитическая группа катионов – катионы никеля, кобальта, кадмия и др.

Периодическая система Д.И. Менделеева. При разделении катионов на аналитические группы казалось бы естественным распределить их по группам периодической системы элементов Д.И.Менделеева. Однако такое деление менее удобно, чем размещение катионов по аналитическим группам, основанное на различии растворимости хлоридов, сульфидов, гидроксидов и карбонатов различных элементов. Но если разделить катионы по группам в соответствии с положением элементов в периодической системе возможно, то разместить по этому признаку анионы оказалось бы невозможно, так как один и тот же элемент, относящийся к группе неметаллов, дает по нескольку анионов, характеризующихся различными свойствами, как, например, аниона сернистой, серной, сероводородной, тиосерных кислот и т.п.

Некоторые элементы, относящиеся к металлам, образуют не одни, а несколько типов ионов (в том числе и анионов), отличающихся различными свойствами, например Cr2+, Cr3+, CrO42-, Cr2O72-, Mn2+, Mn3+. В периодической системе элементы делятся на группы в зависимости от их порядковых номеров, т.е. зарядов их ядер. В аналитической химии принято разделение ионов по аналитическим группам. Распределение ионов по аналитическим группам основано на отношении их к действию различных реактивов. Между аналитической классификацией ионов и периодической системой Менделеева существует определенная связь. Но аналитическая классификация ионов в принципе отличается от распределения химических элементов по группам периодической системы Менделеева.

катион аналитический реакция ртуть


Характеристика II аналитической группы катионов Ag +, Pb 2+ и Hg 22+

 

Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag+, Pb2+ и Hg22+, образующие с хлороводородной кислотой и ее солями нерастворимые осадки хлоридов.

Катионы этой группы бесцветны. При взаимодействии с нитрат- и нитрит-ионами образуют растворимые соли. При взаимодействии с сульфат-, сульфид-, фосфат-, хромат-, карбонат-, бромид- и йодид-ионом образуют осадки, т.е. в воде растворимы нитраты и нитриты серебра, свинца и ртути, остальные соли этих металлов в воде не растворяются. При действии щелочей Ag+ и Hg2+ образуют гидроксиды, которые сразу разлагаются на воду и оксиды серебра и ртути; Pb2+ образует осадок гидроксида свинца. При действии восстановителей указанные катионы могут восстанавливаться до металла.

Групповым реактивом является соляная кислота, при действии которой выпадают белые осадки хлоридов:

 

Ag++Cl- =>AgCl

Pb2++2Cl- =>PbCl2

Hg22++2Cl- =>HgCl2

 

Все они нерастворимы в азотной кислоте. Растворимость хлоридов в воде различна. При 20°С растворимость AgCl составляет 1,3*10-5моль/л, PbCl2 – 1.6*10-5 моль/л. При повышении температуры растворимость PbCl2 заметно растет, растворимость других хлоридов практически не изменяется. Таким путем можно отделить хлорид свинца от других хлоридов этой группы.

AgCl растворим в аммиаке, при этом образуется комплексная соль:


 

AgCl+2NH4OH =>[Ag(NH3)2]Cl+2H2O

 

Если к раствору этого комплекса добавить HNO3, выпадает осадок AgCl. При добавлении раствора KI можно наблюдать образование желтоватого осадка AgI.

Белый осадок Hg2Cl2 при действии аммиака чернеет – выделяются металлическая ртуть и нерастворимый амидохлорид ртути:

 

Hg2Cl2+2NH4OH =>Hg↓+NH2HgCl+NH4Cl+2H2O

 

Выполнение реакции. В отдельные пробирки помещают по 4-5 капель растворов солей Ag+, Pb2+ и Hg22+ и добавляют по 4-5 капель раствора HCl. Образовавшиеся белые осадки отфильтровывают, делят пополам и переносят в чистые пробирки, добавляют в одни по 8-10 капель воды, в другие – по 4-5 капель раствора NH4OH. Пробы разбавляют водой, нагревают до кипения и убеждаются, что PbCl2 растворился. В других пробирках AgCl растворился в аммиаке, а белый осадок HgCl2 почернел.

Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой



Читайте также:
Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы...
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...



©2015-2020 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (157)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.019 сек.)
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7