Identyfikacja 1 grupy kationów: Ag, Pb, Hg
Pierwsza grupa kationów (Ag+, Pb2+, Hg22+) może być identyfikowana dzięki zachodzeniu następujących reakcji strącania:
– chlorków: białe osady; AgCl rozpuszczalny w amoniaku, PbCl2 rozpuszczalny w gorącej wodzie
KSO dla: AgCl ~10-10, PbCl2 ~10-5, Hg2Cl2 ~10-18;
– siarczanów(VI): białe osady
KSO dla: Ag2SO4 ~10-5, PbSO4 ~10-8, Hg2SO4 ~10-7;
– chromianów(VI): Ag+ strąca czerwonobrunatny osad nierozpuszczalny w kwasie octowym, ale rozpuszczalny w rozcieńczonym HNO3 i w roztworze amoniaku; Pb2+ strąca żółty osad nierozpuszczalny w kwasie octowym i amoniaku, rozpuszczalny w wodorotlenkach
KSO dla: Ag2CrO4 ~10-12, PbCrO4 ~10-14;
– wodorotlenków: AgOH przechodzi w tlenek Ag2O, rozpuszczalny w amoniaku i kwasach, Pb(OH)2 jest amfoteryczny, HgOH ulega rozkładowi do Hg2O analogicznie do AgOH
KSO dla: AgOH ~10-8, Pb(OH)2 ~10-20;
– jodków: żółte osady, PbI2 po ogrzaniu i ochłodzeniu krystalizuje w błyszczące igiełki
KSO dla: AgI ~10-17, PbI2 ~10-9 , Hg2I2 ~10-29
– siarczków: czarne osady
KSO dla: Ag2S ~10-51, PbS ~10-28
W nagraniach nie uwzględniono związków rtęci z uwagi na zbyt dużą jej szkodliwość.
REAKCJE 1 grupy
Pb2+: Strącanie jodku ołowiu(II)
Reakcja strącania jodku ołowiu jest jedną z metod wykrywania zarówno jonów Pb2+, jak i I–. Reakcję prowadzi się z azotanu(V) ołowiu z uwagi na jego rozpuszczalność w wodzie. Po zmieszaniu roztworów strąca się żółty osad, który po ogrzaniu i szybkim ochłodzeniu w lodzie krystalizuje w postaci skrzących igiełek. To charakterystyczny osad, pozwalający na identyfikację związku. Jodek ołowiu(II) roztwarza się w nadmiarze jonów jodkowych z uwagi na tworzenie się związku kompleksowego.
Pb(NO3)2 + 2KI → PbI2↓ + 2KNO3
PbI2 + 2KI → K2[PbI4]
Zobacz na IG
Pb2+: Strącanie chlorku ołowiu(II)
Chlorek ołowiu strąca się jako krystaliczny biały osad. Rozpuszcza się w gorącej wodzie, a także w stężonym HCl na skutek tworzenia się jonów kompleksowych. Do zajścia reakcji potrzebne są dość stężone roztwory – pod wpływem rozcieńczenia ponownie wytrąca się osad.
Po ogrzaniu a następnie ochłodzeniu, chlorek ołowiu tworzy igiełki, podobnie jak jodek.
Pb(NO3)2 + 2KCl → PbCl2↓ + 2KNO3
PbCl2 + HCl → K[PbCl3]
PbCl2 + 2HCl → K2[PbCl4]
Pb2+: Amfoteryczność wodorotlenku ołowiu(II)
Wodorotlenek ołowiu strącony za pomocą silnych zasad (KOH, NaOH) wykazuje właściwości amfoteryczne. Najpierw wytrąca się biały osad wodorotlenku, który następnie pod wpływem nadmiaru zasady przechodzi w kompleks tetrahydroksoołowian(II), zwany ołowinem.
Liczba koordynacji dla jonu 2+ wynosi więc 4.
Pb(NO3)2 + 2KOH → Pb(OH)2↓ + 2KNO3
Pb(OH)2 + 2KOH → K2[Pb(OH)4]
jonowo: Pb(OH)2 + 2OH– → [Pb(OH)4]2-
Zobacz na IG
Pb2+: Strącanie siarczków z soli i kwasu siarkowodorowego
Siarczek ołowiu(II) wytrąca się jako czarny osad. Jego iloczyn rozpuszczalności jest bardzo niewielki (rząd 10-12), ta reakcja jest więc bardzo czuła – można wykryć jony ołowiu w stosunku do wody jak 1:100000.
Pb2+ + S2- → PbS
Pb2+: Strącanie i roztwarzanie siarczanu(VI) ołowiu(II)
Jony SO42- strącają z roztworów zawierających jony Pb2+ biały osad PbSO4. Osad roztwarza się po dodaniu wodorotlenku z utworzeniem tzw. ołowinu.
Pb2+ + SO42- → PbSO4
Roztwarzanie siarczanu(VI): PbSO4 + 4OH– → SO42- + Pb(OH)42-
Pb2+: Strącanie i roztwarzanie chromianu(VI) ołowiu(II)
Jony CrO42- i Cr2O72- strącają z roztworów zawierających jony Pb2+ żółty osad PbCrO4. Osad roztwarza się po dodaniu wodorotlenku z utworzeniem tzw. ołowinu.
Z chromianem(VI): Pb2+ + CrO42- → PbCrO4
Z dichromianem(VI):
2Pb2+ + Cr2O72- + H2O → 2PbCrO4 + 2H+
Roztwarzanie chromianu(VI):
PbCrO4 + 4OH– → CrO42- + Pb(OH)42-
Ag+: Strącanie halogenków srebra
Jony srebra tworzą z chlorkami biały osad, żółtawy z bromkami i jodkami. Z fluorkami natomiast nie wytrąca osadu – AgF jest rozpuszczalny w wodzie. Chlorowcowe sole srebra fotochemicznie rozkładają się na metaliczne srebro i chlorowiec, przechowuje się je więc w ciemnych naczyniach, a właściwość tę wykorzystywano kiedyś do wywoływania zdjęć (stąd były one czarno-białe).
Na filmie: od lewej jony fluorkowe, chlorkowe, bromkowe i jodkowe.
Ag+ + Cl–→ AgCl
Ag+ + Br–→ AgBr
Ag+ + I–→ AgI
Zobacz na IG
Ag+: Strącanie i rozkład chlorku srebra
Jony chlorkowe wytrącają z roztworów obojętnych lub kwasowych biały, serowaty osad. Roztwarza się on wskutek powstawania związku kompleksowego w stężonym HCl (LK=2,3,4: [AgCl2]–, [AgCl3]2-, [AgCl4]3-) oraz w amoniaku (LK=2: [Ag(NH3) 2]+).
AgCl jest substancją fotoczułą, rozkłada się pod wpływem światła na chlor oraz metaliczne srebro, co obserwuje się jako zmianę barwy osadu na szary. Z uwagi na to znajduje zastosowanie w fotografii.
Ag++Cl– → AgCl
Rozkład: 2AgCl → 2Ag + Cl2
Ag+: Strącanie chromianu(VI) srebra
Jony chromianowe(VI) strącają w obecności jonów srebra ciemnoczerwony osad Ag2CrO4. Rozpuszcza się on w amoniaku i rozcieńczonym HNO3.
2Ag++CrO42- → Ag2CrO4
Ag+: Strącanie węglanu srebra
Jony węglanowe strącają w obecności jonów srebra biały osad Ag2CO3. Pojawiające się żółte zabarwienie osadu (patrz: film) spowodowane jest powstawaniem tlenku Ag2O.
2Ag++CO32- → Ag2CO3
Ag2CO3 → Ag2O + CO2
Ag+: Strącanie i roztwarzanie wodorotlenku srebra. Odczynnik Tollensa.
Wodorotlenki strącają osad AgOH , który natychmiast przechodzi w brunatny tlenek srebra. Roztwarza się w amoniaku z utworzeniem bezbarwnego kompleksu diaminasrebra. Liczba koordynacyjna wynosi 2, jak dla większości kationów jednododatnich. Związek jest wykorzystywany jako odczynnik pozwalający na identyfikację aldehydów.
Ag+ + OH– → AgOH
2AgOH → Ag2O + H2O
Ag2O + 4[NH3 H2O]→ 2[Ag(NH3)2]+ + 3H2O + 2OH–
Ag+: Wypieranie srebra przez miedź
Miedź jest metalem o wysokim potencjale standardowym (+0.34V), srebro natomiast jest metalem mniej od niej aktywnym – jego potencjał to 0.800V. Jest zatem wyższy i to jony srebra pełnią tu funkcję utleniacza.
Obserwacje: roztwór zabarwia się na niebiesko, na wstążkach miedzi osadza się szary nalot.
Zachodzi redukcja jonów Ag+ i utlenianie atomów Cu.
Cu + 2Ag+ → Cu2+ + 2Ag
Ag+: Strącanie siarczków z soli i kwasu siarkowodorowego
Siarczek srebra wytrąca się jako czerwonobrunatny osad. Jego iloczyn rozpuszczalności jest rzędu 10-30, a srebro jako jedyne w grupie strąca siarczki już na zimno z AKT.
2Ag+ + S2- → Ag2S
Reakcje charakterystyczne I grupy kationów:
