V. Диссоциация ступенчатая
II. Виды комплексов
Катионные [Co(NH3)6] 3+
Анионные [CoF6] 3-
Соединения с комплексными анионами:
K2[PtCl4] — тетрахлороплатинат (II) калия
Na2[Zn(OH)4] — тетрагидроксоцинкат натрия
Na[Cr(H2O)2F4] — тетрафтородиаквахромат (III) натрия
Соединения с комплексными катионами:
[Ag(NH3)2]Cl – хлорид диамминсеребра
[Al(H2O)5OH]SO4 – сульфат гидроксопентаакваалюминия
Соединения без внешней сферы
III. Номенклатура
· в названиях комплексных ионов сначала указываются лиганды;
· название комплексного иона завершается названием металла с указанием его степени окисления (римским цифрами в скобках);
· в названиях комплексных катионов используются русские названия металлов;
· в названиях комплексных анионов используются латинские названия металлов: Al –алюминат, Cr – хромат, Fe – феррат;
Лиганд | Название |
NH3 | аммин |
H2O | аква |
CO | карбонил |
F — | фторо |
Cl — | хлоро |
CN — | циано |
OH — | гидроксо |
CNS — | тиоцианато |
NO3 — | нитрато |
NO2 — | нитро |
2 — ди 3 – три 4 – тетра 5 – пента 6 – гекса
IV. Примеры K4[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (II) калия (жёлтая кровяная соль)
K3[Fe(CN)6] – гексацианоферрат (III) калия (красная кровяная соль)
Na2[Zn(OH)4] – тетрагидроксоцинкат (II) натрия
[Ag(NH3)2]Cl – хлорид диамминсеребра (I)
[Cu(H2O)4]SO4 ∙ H2O – сульфат тетрааквамеди (II) (медный купорос)
V. Диссоциация ступенчатая
Na2[Zn(OH)4] →2Na + + [Zn(OH)4] 2- (первая ступень – необратимо)
[Zn(OH)4] 2- ↔ Zn 2+ + 4OH — (вторая ступень – обратимо)
Комплексные соединения можно получить различными способами:
1.В результате реакций соединения:
2. По реакции замещения лиганда во внутренней сфере:
Некоторые комплексы способны к быстрому замещению лигандов. Такие комплексы называются лабильными. У других же этот процесс происходит очень медленно – этоинертные комплексы.
3. С помощью окислительно-восстановительных реакций:
4.С помощью реакций, использующих реакции трансвлияния лигандов:
Некоторые лиганды оказывают трансвлияние, т.е. способствуют замещению групп, расположенных в транс-положении. Лиганды расположены в ряд по уменьшению ихтрансвлияния:
CN — ≈ CO ≈ C2H4 > NO2 — > I — > Br — > Cl — > NH3 > OH — > H2O
При воздействии NH3 на K2[PtCl4], сначала один из четырех лигандов замещается молекулой аммиака:
При дальнейшем воздействии аммиака замещается еще один лиганд. Ионы Cl — , находящиеся в транс-положении не замещаются, т.к. их трансвлияние больше, чем молекулы NH3, и тем самым, они сильнее связаны с комплексообразователем:
Процессы образования комплексных соединений влияют на свойства всех частиц, образующих комплекс.
Дайте классификацию комплексного соединения по теории А.Вернера. Напишите уравнение диссоциации данного соединения в водном растворе.
Ответ:(гексацианоферрат (II) калия или желтая кровяная соль)внутренняя сфера состоит из комплексообразователя Fe 2+ , лигандовCN – , а внешняя сфера – из ионов K + , координационное число = 6.
42) Радиоуглеродный анализ бивня мамонта, обнаруженного при раскопках летом 2012 г, показал, что содержание изотопа C 14 в находке в 90 раз меньше нормального. Сколько лет тому назад жил мамонт, если период полураспада C 14 составляет 5600 лет?
Ответ:N = N0 * 2 — t / T =>t = -T* log2N/N0 =>t= 36400 лет
43) Как, по-вашему, какие химические равновесия могут иметь место в а) жидком аммиаке? б) в «аммиачной воде»?
Ответ:а) фазовое равновесие — гетерогенное равновесие, которое установилось между фазами
45.Какое химическое равновесие реализуется в « царской водке»? Какое комплексное соединение образуется при растворении золота в «царской водке» ?
46.Комплексное соединение синего цвета [Ni(NH3)6]2+ получили взаимодействием раствора NiSO4 с аммиачным раствором, а через некоторое на дно пробирки выпал осадок. Какие процессы могли протекать в пробирке?
Ответ:
Катионы Ni 2+ с раствором аммиака сначала образуют светло-зеленый осадок основной соли никеля (II), который затем растворяется в избытке концентрированного раствора аммиака с образованием синего раствора аммиаката никеля [Ni(NH3)6] 2+ .Никель отделяется от комплекса ,так как комплекс восстанавливается водородом, полученным из аммиачного раствора, с получением металлического осадка (никель выпадает в осадок )
49. Синтезировали три соединения, молекулы которых имеют циклическое строение: , и . Как, по-вашему, какая из этих трех молекул будет плоской и по своей электронной структуре в наибольшей степени близка к классическому бензольному «кольцу» ?
Диссоциация комплексных соединений
В растворах КС имеет место первичная и вторичная диссоциация. Первичная диссоциация протекает по типу сильных электролитов — практически необратимо:
Вторичная диссоциация характеризует диссоциацию самого комплекса. Она протекает в незначительной степени, подчиняется закону действия масс. Этот процесс характеризуют константой диссоциации. Так как величина этой константы фактически определяет прочность комплекса, то ее обычно называют константой нестойкости (Kнест.). Вторичная диссоциация протекает по типу слабого электролита — обратимо и ступенчато:
В целях упрощения формы записи обычно записывают суммарное уравнение вторичной диссоциации:
Выражение константы нестойкости имеет вид:
Значения констант нестойкости, приводимые в справочниках, используют для характеристики устойчивости комплексов, нахождения концентраций частиц (комплекса, комплексообразователя, лигандов) в растворе КС, для определения направленности химических реакций с участием комплексных соединений и др. Например, равновесие в реакции:
будет смещено вправо, так как Kнест.([Ag(NH3)2] + ) = 9,3·10 -8 , а Kнест.([Ag(CN)2] — ) = 8,0·10 -22 , т.е. второй комплексный ион значительно прочнее первого:
35. Катионы I аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Частные реакции катиона К+. Выполнение реакций.
К I аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего реагента. Большинство образуемых ими солей хорошо растворяется в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, гидроокисей, карбонатов и хлоридов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента, осаждающего все катионы I группы, нет. Так как ионы других групп мешают обнаружению K+, Mg2+, Na+, при систематическом ходе анализа эти катионы обнаруживают лишь после полного удаления из раствора всех других. В водных растворах все катионы I группы бесцветны. Все катионы I группы (кроме NH4+) устойчивы к действию окислителей и восстановителей.
Натрий и калий. Ионы натрия и калия активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран. Оказывают существенное влияние на деятельность ЦНС. Избыток натрия в клетках головного мозга вызывает депрессию. Избыток калия в клетках коры головного мозга вызывает маниакальное состояние(возбуждение ЦНС).
В медицине применяются:
1. NACl хлорид натрия. В зависимости от его концентрации различают изотонический и гипертонический растворы. Изотоническим являются 0,9% -ный раствор NaCl, так как его осматическое давление соответствует осматическому давлению крови. Изотонический раствор применяют в качестве плазмозамещающего раствора при обезжиривании организма, для растворения лекарственных веществ. Гипертонические растворы применяют наружно в виде компресов и примочек для лечения гнойных ран.
2. Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Применябт в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
3. Декагидрат сульфата натрия Na 2SO 4 * 10H 2O (глауберова соль) Назначают внутрь в качестве слабительного средства.
4. Декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7*10H2O (бура). Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний , полоскание, смазываний.
5. Йодид натрия NaI. Используют как препарат йода эндемическом зобе
6. Хлорид калия KCl. Применяют при состояниях, сопровождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.
7. Йодид калия KI. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы.
8. Перманганат калия KMnO4. Используют как антисептическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.
9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (нашатырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовому отверстию.
10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4Cl. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.
36. Катионы I аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Частные реакции катиона Na+. Выполнение реакций.
К I аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего реагента. Большинство образуемых ими солей хорошо растворяется в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, гидроокисей, карбонатов и хлоридов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента, осаждающего все катионы I группы, нет. Так как ионы других групп мешают обнаружению K+, Mg2+, Na+, при систематическом ходе анализа эти катионы обнаруживают лишь после полного удаления из раствора всех других. В водных растворах все катионы I группы бесцветны. Все катионы I группы (кроме NH4+) устойчивы к действию окислителей и восстановителей.
Натрий и калий. Ионы натрия и калия активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран. Оказывают существенное влияние на деятельность ЦНС. Избыток натрия в клетках головного мозга вызывает депрессию. Избыток калия в клетках коры головного мозга вызывает маниакальное состояние(возбуждение ЦНС).
В медицине применяются:
1. NACl хлорид натрия. В зависимости от его концентрации различают изотонический и гипертонический растворы. Изотоническим являются 0,9% -ный раствор NaCl, так как его осматическое давление соответствует осматическому давлению крови. Изотонический раствор применяют в качестве плазмозамещающего раствора при обезжиривании организма, для растворения лекарственных веществ. Гипертонические растворы применяют наружно в виде компресов и примочек для лечения гнойных ран.
2. Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Применябт в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
3. Декагидрат сульфата натрия Na 2SO 4 * 10H 2O (глауберова соль) Назначают внутрь в качестве слабительного средства.
4. Декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7*10H2O (бура). Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний , полоскание, смазываний.
5. Йодид натрия NaI. Используют как препарат йода при эндемическом зобе.
6. Хлорид калия KCl. Применяют при состояниях, сопровождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.
7. Йодид калия KI. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы.
8. Перманганат калия KMnO4. Используют как антисептическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.
9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (нашатырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовому отверстию.
10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4Cl. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.
37. Катионы I аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Частные реакции катиона NH4+. Выполнение реакций.
К I аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего реагента. Большинство образуемых ими солей хорошо растворяется в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, гидроокисей, карбонатов и хлоридов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента, осаждающего все катионы I группы, нет. Так как ионы других групп мешают обнаружению K+, Mg2+, Na+, при систематическом ходе анализа эти катионы обнаруживают лишь после полного удаления из раствора всех других. В водных растворах все катионы I группы бесцветны. Все катионы I группы (кроме NH4+) устойчивы к действию окислителей и восстановителей.
Натрий и калий. Ионы натрия и калия активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран. Оказывают существенное влияние на деятельность ЦНС. Избыток натрия в клетках головного мозга вызывает депрессию. Избыток калия в клетках коры головного мозга вызывает маниакальное состояние(возбуждение ЦНС).
В медицине применяются:
1. NACl хлорид натрия. В зависимости от его концентрации различают изотонический и гипертонический растворы. Изотоническим являются 0,9% -ный раствор NaCl, так как его осматическое давление соответствует осматическому давлению крови. Изотонический раствор применяют в качестве плазмозамещающего раствора при обезжиривании организма, для растворения лекарственных веществ. Гипертонические растворы применяют наружно в виде компресов и примочек для лечения гнойных ран.
2. Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Применябт в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.
3. Декагидрат сульфата натрия Na 2SO 4 * 10H 2O (глауберова соль) Назначают внутрь в качестве слабительного средства.
4. Декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7*10H2O (бура). Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний , полоскание, смазываний.
5. Йодид натрия NaI. Используют как препарат йода эндемическом зобе
6. Хлорид калия KCl. Применяют при состояниях, сопровождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.
7. Йодид калия KI. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы.
8. Перманганат калия KMnO4. Используют как антисептическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.
9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (нашатырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовому отверстию.
10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4Cl. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.
38. Катионы II аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Pb 2+ +. Выполнение реакций.
Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag + , Pb 2+ и Hg2 2+, 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:
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.
Биологическая роль.
Свинец. Его соединения токсичны. При сатурнизме наблюдается ряд симптомов поражения ЦНС (головная боль, бессонница, судороги, галлюцинации, атрофия зрительного нерва), а также нарушения ф-ции почек(альбуминурия) и желудочно-кишечного тракта. В медицине соединение свинца применяются только наружно как антисептическое и вяжущее средство. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулезе.
Серебро. Относиться к ультромикроэлементам. Это значит что оно находится в организме в концентрации менее 10 -12 %.
В медицине применяются:
1. Нитрат серебра AgNO3 (ляпис) – вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариозных полостей зубов перед их пломбированием.
2. Нитрат и хлорид серебра применяется для пропитывания перевязочного материала – бумаги, ваты, марли.
Ртуть.Ртуть накапливается в печени и почках. При хроническом отравлении ртутью, ее соединениями появляется металлический привкус во рту, сильное слюнотечение, слуховые и обонятельные галлюцинации, головные боли, наблюдается ослабление памяти.
1. Железная ртутная мазь – оксид ртути (II).Используется для лечения кожных заболеваний.
2. Хлорид ртути (II) HgCl2 (cулема).Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными, помещений, медицинского инструментария.
В медицине используют не только соединения, но и саму ртуть и ее пары (ртутные термометры, ртутные манометры в аппаратах для измерения кровяного давления). Ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, губительно действуют на многие микроорганизмы.
39. Катионы II аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Ag + +. Выполнение реакций.
Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag + , Pb 2+ и Hg2 2+, 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:
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.
Биологическая роль.
Свинец. Его соединения токсичны. При сатурнизме наблюдается ряд симптомов поражения ЦНС (головная боль, бессонница, судороги, галлюцинации, атрофия зрительного нерва), а также нарушения ф-ции почек(альбуминурия) и желудочно-кишечного тракта. В медицине соединение свинца применяются только наружно как антисептическое и вяжущее средство. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулезе.
Серебро. Относиться к ультромикроэлементам. Это значит что оно находится в организме в концентрации менее 10 -12 %.
В медицине применяются:
3. Нитрат серебра AgNO3 (ляпис) – вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариозных полостей зубов перед их пломбированием.
4. Нитрат и хлорид серебра применяется для пропитывания перевязочного материала – бумаги, ваты, марли.
Ртуть.Ртуть накапливается в печени и почках. При хроническом отравлении ртутью, ее соединениями появляется металлический привкус во рту, сильное слюнотечение, слуховые и обонятельные галлюцинации, головные боли, наблюдается ослабление памяти.
3. Железная ртутная мазь – оксид ртути (II).Используется для лечения кожных заболеваний.
4. Хлорид ртути (II) HgCl2 (cулема).Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными, помещений, медицинского инструментария.
В медицине используют не только соединения, но и саму ртуть и ее пары (ртутные термометры, ртутные манометры в аппаратах для измерения кровяного давления). Ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, губительно действуют на многие микроорганизмы.
40. Катионы II аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Hg 2 2+ +. Выполнение реакций.
Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag + , Pb 2+ и Hg2 2+, 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:
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.
Биологическая роль.
Свинец. Его соединения токсичны. При сатурнизме наблюдается ряд симптомов поражения ЦНС (головная боль, бессонница, судороги, галлюцинации, атрофия зрительного нерва), а также нарушения ф-ции почек(альбуминурия) и желудочно-кишечного тракта. В медицине соединение свинца применяются только наружно как антисептическое и вяжущее средство. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулезе.
Серебро. Относиться к ультромикроэлементам. Это значит что оно находится в организме в концентрации менее 10 -12 %.
В медицине применяются:
5. Нитрат серебра AgNO3 (ляпис) – вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариозных полостей зубов перед их пломбированием.
6. Нитрат и хлорид серебра применяется для пропитывания перевязочного материала – бумаги, ваты, марли.
Ртуть.Ртуть накапливается в печени и почках. При хроническом отравлении ртутью, ее соединениями появляется металлический привкус во рту, сильное слюнотечение, слуховые и обонятельные галлюцинации, головные боли, наблюдается ослабление памяти.
5. Железная ртутная мазь – оксид ртути (II).Используется для лечения кожных заболеваний.
6. Хлорид ртути (II) HgCl2 (cулема).Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными, помещений, медицинского инструментария.
В медицине используют не только соединения, но и саму ртуть и ее пары (ртутные термометры, ртутные манометры в аппаратах для измерения кровяного давления). Ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, губительно действуют на многие микроорганизмы.
41. Катионы III аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Ca 2+ +. Выполнение реакций.
К третьей аналитической группе катионов относятся катионы Ва 2+ , 8г 2+ и Са 2+ . Это ионы щелочноземельных металлов. По активности они лишь немного уступают щелочным металлам. Образуемые катионами щелочноземельных металлов гидроксиды являются сильными основаниями и растворимость их увеличивается с увеличением порядкового номера металла в ряду Са(ОН)2 -» Sг(ОН)2 —> Ва(ОН)2. Из солей щелочноземельных металлов в воде растворимы галогениды, нитраты, ацетаты, сульфиды и гидрокарбонаты. Все катионы третьей аналитической группы бесцветны.
Для обнаружения катионов третьей группы применяется групповой реактив — разбавленная серная кислота или ее соли, которые образуют белые кристаллические осадки сульфатов СаS04, ВаS04 и SгS04. Сульфаты щелочноземельных металлов обладают разной растворимостью. Наименьшую растворимость в воде имеет сульфат бария ВаS04, а наибольшую сульфат кальция. При приливании серной кислоты к смеси катионов третьей группы даже из разбавленных растворов сразу же выпадает сульфат бария, после сульфата бария выпадает сульфат стронция. Сульфат кальция выпадает только из концентрированных растворов солей кальция, поэтому осаждение ионов Са 2+ в виде этой соли всегда оказывается неполным. Сульфат кальция при проведении микрокристаллоскопической реакции образует красивые кристаллы в виде игл
Осадки сульфатов Са 2+ ,
8г 2+ , Ва 2+ нерастворимы в кислотах и щелочах.
Биологическая роль
Кальций. Это один из пяти элементов (О, С, Н, N. Са), наиболее распространенных в организме человека (1,5 %). Основная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В состав плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при рН 7,40 форма фосфата кальция — гидроксофосфат кальция Са5(Р04)30Н. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1 % его общего содержания в организме, очень важна из-за ее воздействия на свертываемость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердечную мышцу.
Барий. Биогенная роль бария пока изучена мало. Все растворимые в воде и кислотах соли бария весьма ядовиты. Нерастворимый в воде и кислотах сульфат бария хорошо поглощает рентгеновские лучи, поэтому его применяют с целью исследования желудочно-кишечного тракта человека.
Стронций. В организме животных и человека стронций в больших количествах накапливается в костной ткани и влияет на процесс костеобразования. Избыток его вызывает ломкость костей — «стронциевый рахит». Причиной является замена кальция костного вещества стронцием. Извлечь стронций из костей практически невозможно. Повышение радиоактивного фона биосферы может вызвать появление в атмосфере продукта деления тяжелых элементов 90 8г. Оседая в костях, последний облучает костный мозг и нарушает костномозговое кроветворение.
В медицине применяются:
Гексагидрат хлорида кальция СаС12 • 6Н20 используют при аллергических заболеваниях (сывороточная бо лезнь, крапивница) и аллергических осложнениях, связанных с приемом лекарств.
Полугидрат сульфата кальция (жженый гипс, полу- водный гипс) получают путем прокаливания природного гипса:
При смачивании водой он быстро твердеет. На этом свойстве основано его применение для изготовления гипсовых повязок. В стоматологии полугидрат сульфата кальция применяется в качестве слепочного материала при протезировании зубов.
Сульфат бария Ва804 используется как рентгеноконтрастное средство.
Реакции катиона кальция Са2+
Реакция окрашивания пламени. Летучие соли кальция окрашивают бесцветное газовое пламя в кирпичнокрасный цвет. Реакция является фармакопейной.
Выполнение реакции. Реакция выполняется так же, как описано для катиона бария.
Разбавленная серная кислота H2S04 образует с ионом кальция белый осадок сульфата кальция:
СаС12 + H2S04 = CaSO4 + 2НС1
Вследствие достаточно высокой растворимости сульфата кальция (2 г/л) осаждение возможно только из достаточно концентрированных растворов солей кальция. Более полное осаждение сульфата происходит при добавлении к раствору этилового спирта.
Выполнение реакции. К 3 каплям раствора соли кальция добавляют 3—4 капли разбавленной серной кислоты. К помутневшему раствору приливают 8—• 10 капель этилового спирта. Наблюдают выделение осадка.
Карбонат аммония (NH4)2C03 осаждает карбонат кальция в виде осадка белого цвета:
СаС12 + (NH4)2COs с= СаСО3 + 2NH4C1
Для полного осаждения кальция необходим достаточный избыток осадителя. Осадок растворим в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте. Осаждение следует проводить в аммиачной среде.
Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли кальция, добавляют 1 каплю разбавленного раствора аммиака и 2 капли раствора карбоната аммония.
Окcалат аммония (NН4)2С204 дает на холоду в нейтральных или слабощелочных растворах белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция:
СаС12 + (NH4)2C204 СаС204 + 2NH4Cl
Са2+ + С2042-1= СаС204
Осадок нерастворим в уксусной кислоте, но легко растворим в минеральных кислотах. Реакцию с оксалатом аммония нельзя проводить в присутствии солей бария, так как ион Ва 2+ образует с оксалатом аммония белый осадок ВаС204.
Это наиболее важная качественная реакция иона Са 2 +. Она является фармакопейной.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида кальция добавляют 2 капли раствора оксалата аммония.
Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6])с солями кальция образует вслабощелочной среде белый кристаллический осадок, нерастворимый вуксусной кислоте:
В присутствии значительных количеств иона Ва 2+ не рекомендуется применять эту реакцию для открытия ионов Са 2+ , так как ион Ва 2+ при достаточном количестве может дать осадок с K4[Fe (CN)6].
В пробирку помещают 2 капли раствора хлорида кальция, добавляют 1 каплю раствора хлорида аммония и 2 капли раствора аммиака до щелочной реакции и нагревают 1 —
мин на водяной бане. К горячему раствору прибавляют 5—6 капель 0,5 М раствора желтой кровяной соли. Вновь нагревают 2—3 мин на водяной бане. Реакция менее чувствительна, чем с оксалатом аммония.
6. Микрокристаллоскопическаяреакция. Разбавленная серная кислота образует с солями кальция иглообразные кристаллы CaS04-2H20 (рис. 20).
Выполнение реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю раствора соли кальция и рядом 1 каплю разбавленной серной кислоты. Соединяют стеклянной палочкой обе капли и слегка подсушивают (но не высушивают досуха!) над огнем до появления каемки по краям капли. Образующиеся кристаллы рассматривают под микроскопом.
42. Катионы III аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Ba 2+ +. Выполнение реакций.
К третьей аналитической группе катионов относятся катионы Ва 2+ , 8г 2+ и Са 2+ . Это ионы щелочноземельных металлов. По активности они лишь немного уступают щелочным металлам. Образуемые катионами щелочноземельных металлов гидроксиды являются сильными основаниями и растворимость их увеличивается с увеличением порядкового номера металла в ряду Са(ОН)2 -» 8г(ОН)2 —> Ва(ОН)2. Из солей щелочноземельных металлов в воде растворимы гало- гениды, нитраты, ацетаты, сульфиды и гидрокарбонаты. Все катионы третьей аналитической группы бесцветны.
Для обнаружения катионов третьей группы применяется групповой реактив — разбавленная серная кислота или ее соли, которые образуют белые кристаллические осадки сульфатов Са804, Ва804 и 8г804. Сульфаты щелочноземельных металлов обладают разной растворимостью. Наименьшую растворимость в воде имеет сульфат бария Ва804, а наибольшую сульфат кальция. При приливании серной кислоты к смеси катионов третьей группы даже из разбавленных растворов сразу же выпадает сульфат бария, после сульфата бария выпадает сульфат стронция. Сульфат кальция выпадает только из концентрированных растворов солей кальция, поэтому осаждение ионов Са 2+ в виде этой соли всегда оказывается неполным. Сульфат кальция при проведении микрокристаллоскопиче- ской реакции образует красивые кристаллы в виде игл
Осадки сульфатов Са 2+ ,
8г 2+ , Ва 2+ нерастворимы в кислотах и щелочах.
Биологическая роль
Кальций. Это один из пяти элементов (О, С, Н, N. Са), наиболее распространенных в организме человека (1,5 %). Основная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В состав плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при рН 7,40 форма фосфата кальция — гидроксофосфат кальция Са5(Р04)30Н. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1 % его общего содержания в организме, очень важна из-за ее воздействия на свертываемость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердечную мышцу.
Барий. Биогенная роль бария пока изучена мало. Все растворимые в воде и кислотах соли бария весьма ядовиты. Нерастворимый в воде и кислотах сульфат бария хорошо поглощает рентгеновские лучи, поэтому его применяют с целью исследования желудочно-кишечного тракта человека.
Стронций. В организме животных и человека стронций в больших количествах накапливается в костной ткани и влияет на процесс костеобразования. Избыток его вызывает ломкость костей — «стронциевый рахит». Причиной является замена кальция костного вещества стронцием. Извлечь стронций из костей практически невозможно. Повышение радиоактивного фона биосферы может вызвать появление в атмосфере продукта деления тяжелых элементов 90 8г. Оседая в костях, последний облучает костный мозг и нарушает костномозговое кроветворение.
В медицине применяются:
Гексагидрат хлорида кальция СаС12 • 6Н20 используют при аллергических заболеваниях (сывороточная бо лезнь, крапивница) и аллергических осложнениях, связанных с приемом лекарств.
Полугидрат сульфата кальция (жженый гипс, полу- водный гипс) получают путем прокаливания природного гипса:
При смачивании водой он быстро твердеет. На этом свойстве основано его применение для изготовления гипсовых повязок. В стоматологии полугидрат сульфата кальция применяется в качестве слепочного материала при протезировании зубов.
Сульфат бария Ва804 используется как рентгеноконтрастное средство.
Реакции катиона барип Ва 2+
1. Реакция окрашивания пламени. Летучие соли бария окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеленый цвет. Реакция является фармакопейной.
Выполнение реакции. Соль бария (лучше ВаС12) смачивают хлороводородной кислотой и вносят в основание пламени на тонкой платиновой проволоке или на грифеле, а затем переводят в зону пламени с наивысшей температурой.
Разбавленная серная кислота H2S04 и растворимые сульфаты выделяют даже из очень разбавленных растворов осадок сульфата бария:
Осадок не растворяется в кислотах и щелочах. Реакциz является фармакопейной.
Выполнение реакции. К1 капле раствора соли бария добавляют 1 каплю разбавленной серной кислоты.
Карбонат аммония (NH4)2C03или другой растворимый карбонатс солями бария дает белый осадок карбоната бария:
Осадок растворим в разбавленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте (но не в серной, так как в этом случае образуется нерастворимый сульфат бария). Осаждение следует вести в слабощелочной среде, лучше в аммиачной.
Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора ВаСЬ или Ba(N03)2, добавляют 1 каплю разбавленного раствора аммиака и 2 капли раствора карбоната аммония.
Хромат калия КгСг04или натрия Na2Cr04осаждает из нейтральных или уксуснокислых растворов бариевой соли хромат бария желтого цвета:
Выполнение реакции. К 1 капле раствора бариевой соли добавляют 1 каплю раствора хромата калия.
>fc 5.Дихромат калия К2Сr2О7осаждает из растворов солей бария также желтый осадок ВаСг04:
Осадок ВаСг04 растворим в сильных кислотах, поэтому реакция недоходит до конца (сильная кислота НС1 образуется в результате самой реакции). Если к раствору добавить ацетат натрия, хлороводородная кислота будет замещена слабой уксусной кислотой
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли бария добавляют 2 капли раствора оксалата аммония.
43. Катионы IV аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Аl 3+ +. Выполнение реакций.
К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сг 3+ , алюминия А1 3+ и цинка 2п 2+ . Ионы цинка и хрома являются катионами р-элементов, ион алюминия — катион р-элемента.
Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергают ся необратимому гидролизу и не могут существовать в под*, ном растворе.
Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и пни ка. В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) — сильный окислители, они переходят в производные хрома (III) В кислой и щелочной средах.
Алюминий. Содержание алюминия в организме человека невелико, поэтому он относится к микроэлементам. Участвует в построении эпителиальной, соединительной и костной тканей. Ионы А1 3+ активируют некоторые пищеварительные ферменты (пепсин, панкреатическую липазу).
В медицине применяются:
1. Алюмокалиевые квасцы (КА1(S04)212Н20) — обладают вяжущим, прижигающим и кровоостанавливающим действием.
2. Гидроксид алюминия (А1(ОН)3) — обладает адсорбирующим и обволакивающим действием. Понижает кислотность желудочного сока. Входит в состав комбинированного препарата «Альмагель».
Цинк. Обнаружен во всех органах и тканях человека и высших животных. Наиболее богаты цинком печень, поджелудочная и половые железы, гипофиз и надпочечники.
Физиологическая функция цинка осуществляется благодаря связи его с ферментами. Высокое содержание цин ка в эритроцитах объясняется тем, что большая часть ого входит в состав угольной ангидразы (карбоангидразы), участвующей в газообмене и тканевом дыхании. Карбоан- гидраза катализирует реакции:
Цинк активирует биосинтез витаминов С и В. Многие соединения цинка используются как вяжущие антисептические средства для наружного примечен
2n804— 7Н20 — глазные капли; ZпО — присыпки. пасты при кожных заболеваниях; Цинк-инсулин -препарат для лечения сахарного диабета.
Хром. Входит в состав растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется главным образом способностью ионов Сг 3+ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Сг 3+ участвуют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.Недостаток Сг 3+ в организме приводит к возникновению резистентности к инсулину. Одним из последствий этого является резкое повышение концентрации глюкозы в крови — гипергликемия. Риск недостаточности Сг 3+ возрастает в старости, во время беременности и при недостаточном питании.Соединения хрома со степенью окисления +6 (в живых организмах не образуются) являются сильными канцерогенами, способными легко проникать через биологические мембраны и вызывать повреждения клеточных структур. Соединения хрома ядовиты и в медицине не применяются.
Реакции катиона алюминия А1 3 +
1. Едкие щелочис солями алюминия образуют белый осадок гидроксида алюминия:
Вследствие амфотерного характера гидроксида алюминия осадок растворяется в разбавленных кислотах и в избытке щелочи, образуя комплексную гидроксосоль А1(ОН)3 + КОН = К[А1(ОН)4]
Выполнение реакции., К 2 каплям растворасоли алюминия прибавляют сначала 1каплю растворащелочи, а затем избыток ее.’ Наблюдают выпадение осадка гидроксида алюминия и последующее его растворение.
2. Сухой хлорид аммония NH4C1выделяет из гидроксосоли алюминия гидроксид алюминия:
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли алюминия добавляют избыток раствора щелочи до растворения выпавшего осадка гидроксида. К полученному раствору добавляют сухой хлорид аммония. Пробирку несколько раз встряхивают, нагревают на водяной бане и наблюдают выпадение осадка.
3. Сульфид аммония (NH4)S 2 из растворов солей алюминия выделяет белый осадок гидроксида алюминия:
Выполнение реакции. К2 каплям раствора соли алюминия прибавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение осадка.
4. Ализарин 1,2-диоксиантрахион образует с гидроксидом алюминия ярко-красное соединение, так называемый «алюминиевый лак».
Это одна из наиболее чувствительных реакций на ион А1 3+ . Ионы Сг 3+ и Zn 2+ мешают проведению этой реакции. Эту реакцию можно проводить полумикрометодом или капельным методом.
Выполнение реакции. В пробирку помещают 3 капли соли алюминия и добавляют раствор аммиака до слабощелочной среды [образование А1(ОН)3]. Нагревают реакционную смесь и добавляют к ней 4—5 капель раствора ализарина. Осадок А1(ОН)3 оказывается при этом окрашенным в ярко-красный цвет.
Выполнение реакции капельным метод ом. На кусочек фильтровальной бумаги наносят каплю раствора соли алюминия и ждут, пока жидкость впитается. После этого держат бумагу 1—2 мин над горлышком открытой капельницы с концентрированным раствором аммиака. Пятно смачивают раствором ализарина, снова обрабатывают парами аммиака. Образуется ярко-красное окрашивание признак наличия А1 3+ .
5. Получение «тенаровой сини». Разбавленный раствор нитрата кобальта (II) образует с солями алюминия при сжигании золу синего цвета вследствие образования алюмината кобальта:
Выполнение реакции. Полоску фильтровальной бумаги смачивают раствором сульфата алюминия и двумя каплями раствора нитрата кобальта (II). Бумажку сжигают в маленькой фарфоровой чашке. Наблюдают цвет полученной золы.
44. Катионы IV аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Cr 3+ +. Выполнение реакций.
К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сг 3+ , алюминия А1 3+ и цинка 2п 2+ . Ионы цинка и хрома являются катионами р-элементов, ион алюминия — катион р-элемента.
Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергают ся необратимому гидролизу и не могут существовать в под*, ном растворе.
Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и пни ка. В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) — сильный окислители, они переходят в производные хрома (III) В кислой и щелочной средах.
Алюминий. Содержание алюминия в организме человека невелико, поэтому он относится к микроэлементам. Участвует в построении эпителиальной, соединительной и костной тканей. Ионы А1 3+ активируют некоторые пищеварительные ферменты (пепсин, панкреатическую липазу).
В медицине применяются:
2. Алюмокалиевые квасцы (КА1(S04)212Н20) — обладают вяжущим, прижигающим и кровоостанавливающим действием.
3. Гидроксид алюминия (А1(ОН)3) — обладает адсорбирующим и обволакивающим действием. Понижает кислотность желудочного сока. Входит в состав комбинированного препарата «Альмагель».
Цинк. Обнаружен во всех органах и тканях человека и высших животных. Наиболее богаты цинком печень, поджелудочная и половые железы, гипофиз и надпочечники.
Физиологическая функция цинка осуществляется благодаря связи его с ферментами. Высокое содержание цин ка в эритроцитах объясняется тем, что большая часть ого входит в состав угольной ангидразы (карбоангидразы), участвующей в газообмене и тканевом дыхании. Карбоан- гидраза катализирует реакции:
Цинк активирует биосинтез витаминов С и В. Многие соединения цинка используются как вяжущие антисептические средства для наружного примечен
2n804— 7Н20 — глазные капли; ZпО — присыпки. пасты при кожных заболеваниях; Цинк-инсулин -препарат для лечения сахарного диабета.
Хром. Входит в состав растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется главным образом способностью ионов Сг 3+ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Сг 3+ участвуют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.Недостаток Сг 3+ в организме приводит к возникновению резистентности к инсулину. Одним из последствий этого является резкое повышение концентрации глюкозы в крови — гипергликемия. Риск недостаточности Сг 3+ возрастает в старости, во время беременности и при недостаточном питании.Соединения хрома со степенью окисления +6 (в живых организмах не образуются) являются сильными канцерогенами, способными легко проникать через биологические мембраны и вызывать повреждения клеточных структур. Соединения хрома ядовиты и в медицине не применяются.
Реакции катиона хрома (III) Cr s +
1. Едкие щелочииз раствора соли хрома (III) выделяют серо-зеленый аморфный осадок гидроксида хрома (III)
СгС13 + ЗКОН (= Сг(ОН)з + ЗКС1
Осадок растворяется в разбавленных кислотах, а также в растворах щелочей:
что указывает на амфотерность гидроксида хрома.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли хрома (III) добавляют 1 каплю раствора щелочи, а затем еще несколько капель. Наблюдают выпадение и последующее растворение осадка.
5. Пероксид водорода Н202 вприсутствии щелочи окисляет ион хрома Сг 3+ в хромат-ион Сг04 2 «. Реакция сопровождается характерным внешним признаком — изменением окраски раствора на ярко-желтую обусловленную присутствием иона Сг04 2
Если полученный раствор хромата подкислить разбавленной серной кислотой, то пероксид водорода окисляет хромат в надхромовую кислоту Н2Сг06 синего цвета, легко переходящую в эфирный слой.
Выполнение реакции, а) Получение хромат- иона. В пробирку помещают 2 капли раствора соли хрома (III) и добавляют несколько капель щелочи (образующийся осадок гидроксида хрома должен раствориться). Прибавляют 3 капли раствора пероксида водорода и слегка подогревают на водяной бане. Наблюдают переход окраски из зеленой в желтую.
б) Получение надхромовой кислоты. В пробирку помещают 3 капли разбавленной серной кислоты, 2 капли раствора пероксида водорода и 1 мл эфира; смесь встряхивают. Затем прибавляют 2—3 капли полученного раствора хромата (желтого цвета) и снова встряхивают. Наблюдают окраску эфирного слоя.
3.Сульфид аммония (NH^Sвыделяет из растворов солей хрома (III) ’ссро-зслепыи % осадок гидроксида хрома:
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли хрома (III) добавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение осадка.
45. Катионы IV аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Zn 2+ +. Выполнение реакций.
К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сг 3+ , алюминия А1 3+ и цинка 2п 2+ . Ионы цинка и хрома являются катионами р-элементов, ион алюминия — катион р-элемента.
Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергают ся необратимому гидролизу и не могут существовать в под*, ном растворе.
Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и пни ка. В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) — сильный окислители, они переходят в производные хрома (III) В кислой и щелочной средах.
Алюминий. Содержание алюминия в организме человека невелико, поэтому он относится к микроэлементам. Участвует в построении эпителиальной, соединительной и костной тканей. Ионы А1 3+ активируют некоторые пищеварительные ферменты (пепсин, панкреатическую липазу).
В медицине применяются:
1. Алюмокалиевые квасцы (КА1(S04)212Н20) — обладают вяжущим, прижигающим и кровоостанавливающим действием.
2. Гидроксид алюминия (А1(ОН)3) — обладает адсорбирующим и обволакивающим действием. Понижает кислотность желудочного сока. Входит в состав комбинированного препарата «Альмагель».
Цинк. Обнаружен во всех органах и тканях человека и высших животных. Наиболее богаты цинком печень, поджелудочная и половые железы, гипофиз и надпочечники.
Физиологическая функция цинка осуществляется благодаря связи его с ферментами. Высокое содержание цин ка в эритроцитах объясняется тем, что большая часть ого входит в состав угольной ангидразы (карбоангидразы), участвующей в газообмене и тканевом дыхании. Карбоан- гидраза катализирует реакции:
Цинк активирует биосинтез витаминов С и В. Многие соединения цинка используются как вяжущие антисептические средства для наружного примечен
2n804— 7Н20 — глазные капли; ZпО — присыпки. пасты при кожных заболеваниях; Цинк-инсулин -препарат для лечения сахарного диабета.
Хром. Входит в состав растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется главным образом способностью ионов Сг 3+ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Сг 3+ участвуют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.Недостаток Сг 3+ в организме приводит к возникновению резистентности к инсулину. Одним из последствий этого является резкое повышение концентрации глюкозы в крови — гипергликемия. Риск недостаточности Сг 3+ возрастает в старости, во время беременности и при недостаточном питании.Соединения хрома со степенью окисления +6 (в живых организмах не образуются) являются сильными канцерогенами, способными легко проникать через биологические мембраны и вызывать повреждения клеточных структур. Соединения хрома ядовиты и в медицине не применяются.
Реакции катиона цинка Zn 2+
I. Едкие щелочи из раствора солей цинка выделяют белый студенистый осадок гидроксила цинка:
ZnCl2 + 2КОН = Zn(OH)2| + 2КС1 Zn 2 + + 20Н-1= Zn(OH)2|
Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами
И ПОэОМу растворяется в разбавленных кислотах и.,в избытке щелоча: ‘
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора «•или цинка добавляют сначала 1 каплю раствора щело- чн, а затем его избыток. Наблюдают выпадение и последующее растворение осадка.
2. Красная кровяная соль Ks[Fe(CN)6] [гексацианоферрат (III) калия] с солями цинка дает коричневато- желтый осадок гексацианоферрата (III) цинка:
Осадок растворяется в хлороводородной кислоте и растворе аммиака. ’
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли цинка прибавляют 2 капли раствора красной кровяной соли.
3. Желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6][гексацианоферрат (II) калия] реагирует с солями цинка с образованием белого осадка гексацианоферрата (II) цинка-калия: ” ‘
Реакция является фармакопейной.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли цинка прибавляют 2 капли раствора желтой кровяной соли и нагревают.
4. Сульфид аммония (NH4)2S или натрияосаждает из нейтральных растворов ион цинка в виде белого аморфного сульфида цинка:
Реакция является фармакопейной.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли цинка добавляют 2 капли раствора сульфида аммония или натрия.
5. Микрокристаллоскопическая реакция.Тетрароданогидраргидрат (II) аммония (NH4)2[Hg(SCN)4] образует в нейтральном или слабокислом растворе с ионами цинка бесцветные кристаллы в виде крестов илидендритов . Если в растворе находилось большое количество минеральной кислоты, а солей цинка мало, кристаллы выпадают в виде клиньев
Выполнение реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю раствора соли цинка, слегка упаривают и подкисляют каплей разбавленной уксусной кислоты. Сразу прибавляют 1 каплю реактива. Рассматривают выпавшие кристаллы под микроскопом.
Реакция сухим путем.
Кусочек фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли цинка и раствором нитрата кобальта (II), при сжигании дает золу, окрашенную в зеленый цвет цинкатом кобальта (зелень Ринмана). При этом происходит реакция:
Проведению реакции мешают ионы А1 3+ и Сг 3+ .
Выполнение реакции. Небольшой кусочек фильтровальной бумагисмочить 1—2 каплями соли цинка. Затем смачивают бумажку одной каплей разбавленного раствора Со(N03)2. Дают бумажке высохнуть и сжигают ее в маленькой фарфоровой чашке. Наблюдают цвет полученной золы.
46. Катионы V аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Fe 3+ +. Выполнение реакций.
К пятой аналитической группе катионов относятся ионы Fе 2+ , Fе 3+ , Мn 2+ и Мg 2+ . Ионы Fе 2+ , Ре 3+ и Мn 2+ являются катионами p-элементов, ион Мg 2+ — катион 8-элемента. Ионы Мn 2+ и Мg 2+ — бесцветные, ионы Ре 2+ — бледно-зеленые, а ионы Fе 3+ — желтые.
Нитраты, хлориды, сульфаты и ацетаты катионов пятой группы хорошо растворимы в воде. При нагревании ацетата железа (III) происходит гидролиз, который сопровождается образованием основных солей. Соли других катионов этой же группы также подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию среды.
Карбонаты катионов Fе 2+ , Fе 3+ , Мп 2+ и Мg 2+ не растворяются в воде. Из-за гидролиза они переходят в гидроксиды, если растворимость гидроксидов меньше растворимости карбонатов.
Фосфаты катионов пятой группы менее растворимы в воде, чем их гидрофосфаты. Это приводит к тому, что при взаимодействии солей катионов пятой группы с гидрофосфатом натрия выпадают не гидрофосфаты, а фосфаты. Фосфаты катионов Fе 2+ , Мn 2+ растворяются в уксусной и минеральных кислотах, а фосфат катиона Ре 3+ растворяется лишь в минеральных кислотах.
Среди катионов пятой группы ионы железа и марганца имеют переменную степень окисления, а ионы магния — постоянную. Для ионов железа и марганца характерны окислительно-восстановительные реакции. Наибольшую окислительиую способность соединения марганца проявляют в кислой среде.
Катионы Fе 2+ , Fе 3+ и Мn 2+ легко образуют комплексные соединения. Например, катионы железа Fе 3+ образуют фторидные и оксалатные комплексы [FеР6] 3- , [Fе(С204)3] 3- . Это свойство используется для маскировки ионов Fе 3+ при анализе катионов нескольких групп.
Групповым реагентом на катионы пятой аналитической группы является гидроксид натрия. При действии гидроксида натрия все катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде гидроксиды. Гидроксиды катионов пятой группы не растворяются в избытке щелочи и в растворе аммиака в отличие от гидроксидов катионов четвертой и шестой групп.При действии раствора щелочи на соли катионов железа Fе 2+ и марганца Мn 2+ образуются сначала гидроксиды Fе(ОН)2 — бледно-зеленого цвета и Мn(ОН)2 — белого цветf. На воздухе эти гидроксиды окисляются кислородом и осадки становятся бурыми.
При взаимодействии едких щелочей с солями Fе 3+ выпадает бурый студенистый осадок Fе(ОН)3, а с солями марганца н белый аморфный осадок Мg(ОН)2:
Осадок гидроксида магния Мg(ОН)2 хорошо растворяется в кислотах и растворах амонийных солей:
Многие свежеосажденные гидроксиды и сульфиды катионов пятой группы часто получаются в коллоидном состоянии.
Реакции катиона железа (III) Fe 3+
1. Едкие щелочи и аммиаквыделяют бурый студенистый осадок гидроксида железа (III):
Гидроксид железа (III) растворяется в кислотах, ноне растворяется в избытке щелочей.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида железа (III) добавляют 2 капли раствора щелочи.
2. Роданид калия KSCNдает с раствором соли же- леза
ХП1) в слабокислой среде кроваво-красное окрашивание вследствие образования железороданистых комплексов. Реакция применяется для качественного и количественного определения Fe (III), упрощенное уравнение:
Реакция обратима, поэтому для повышения ее чувствительности реактив должен быть взят в избытке.
Выполнение реакции. В пробирку помещают 1 каплю раствора хлорида железа (III) и 2 капли раствора роданида калия.
3. Гексацианоферрат калия (II) K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) осаждает из нейтральных или кислых растворов солей железа (III) берлинскую лазурь— осадок интенсивного синего цвета:
В кислотах осадок заметно не растворяется, щелочи его разлагают. Реакция очень чувствительна и поэтому обычно применяется для определения иона Fe3+ в анализируемых растворах.
Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида железа (III) добавляют 1 каплю раствора желтой кровяной соли.
4. Сульфид аммония (NH4)2S, прибавленный к раст-вору соли железа (III), дает черный осадок сульфида железа (III):
Этот осадок растворяется в кислотах.
Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора хлорида желез
http://helpiks.org/8-27358.html
http://lektsii.org/7-40143.html