 |
|
Гідроксиди та їх похідні
Відомі гідроксиди Е(ОН)2 для цинку та кадмію. Гідроксиди Нg(І) та Нg(ІІ) нестійкі і розкладаються в момент утворення.
Zn(ОН)2 та Сd(ОН)2 – білі кристалічні речовини (Zn(ОН)2 може бути і аморфним), практично нерозчинні у воді, термічно нестійкі.
Одержують Е(ОН)2 дією лугів на розчини солей:
Zn(NO3)2 + 2KOH → Zn(OH)2 + 2KNO3;
Hg(NO3)2 + 2KOH → HgO + H2O +2KNO3;
Hg2(NO3)2 + 2KOH→ Hg2O + H2O + 2KNO3.
При одержанні Zn(OH)2 треба уникати надлишку лугу.
Zn(ОН)2 – типова амфотерна сполука; амфотерні властивості Cd(OH)2 виражені дуже слабко. При взаємодії з лугами утворюються гідроксокомплекси [Е(ОН)4]2-, [Е(ОН)6]4-, з кислотами – аквакомплекси [Е(Н2О)4]2+, [Е(Н2О)6]2+:
Zn(ОН)2 + 2KOH → K2[Zn(OH)4];
Zn(OH)2 + 2KOH 
K2ZnO2 + 2H2O;
K2ZnO2 + 2H2O → K2[Zn(OH)4];
Cd(OH)2 + 4KOH(конц.) 
K4[Cd(OH)6];
Cd(OH)2 + 2HNO3 + 2H2O → [Cd(H2O)4](NO3)2.
Е(ОН)2 з легкістю розчиняються в NH3, утворюючи амінокомплекси; найбільш стійкими з них є [E(NH3)4]2+ та [E(NH3)6]2+:
Zn(OH)2 + 4NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2;
Cd(OH)2 + 6NH3 → [Cd(NH3)6](OH)2.
Більшість галогенідів, сульфати, нітрати та деякі інші солі цинку добре розчиняються у воді. Завдяки стійкій конфігурації (n-1)d10 більшість сполук Е (ІІ) безбарвні. При дії NH3 на розчини солей Е(ІІ) утворюються амоніакати:
ZnSO4 + 4NH3 → [Zn(NH3)4]SO4.
Серед аніонних комплексів найбільш стійкі ціанідні типу М′2[Е(СN)4]:
Zn(CN)2 + 2KCN → K2[Zn(CN)4];
Cd(CN)2 + 2KCN → K2[Cd(CN)4].
Тетраціаноцинкати та тетраціанокадмати розкладаються під дією сульфіду амонію чи сірководню з утворенням сульфідів Zn та Cd:
K2[Zn(CN)4] + (NH4)2S → ZnS + 2KCN + 2NH4CN;
K2[Cd(CN)4] + H2S → CdS + 2KCN + 2HCN.
Лабораторна робота
Дослід 1.Відновні властивості цинку:
а) У пробірку набрати 3-4 краплі розчинів соляної або розбавленої сірчаної кислоти, помістити гранулу цинку. Підігріти. Описати спостереження. Написати рівняння реакції.
б) У пробірку набрати 3-4 краплі концентрованого розчину сірчаної
кислоти, помістити гранулу цинку. Підігріти. Описати спостереження. Написати рівняння реакції.
в) У пробірку набрати 3-4 краплі розчину гідроксиду натрію, помістити гранулу цинку. Підігріти. Описати спостереження. Написати рівняння
реакції.
Дослід 2. Одержання та властивості гідроксиду цинку
До розчину хлориду цинку (ІІ) додати декілька краплин розчину їдкого
натру до утворення осаду, а потім додати надлишок їдкого натру. Написати рівняння реакції.
Дослід 3. Одержання комплексних сполук цинку
До розчину хлориду цинку додавати краплинами розчин NH3; спостерігати спочатку утворення осаду з подальшим його розчиненням у надлишку NH3. Написати рівняння реакцій.
Вправи
1. Як діє надлишок розчину NH3 на солі цинку і ртуті(ІІ)? Написати рівняння реакцій та назвати комплексні сполуки.
2. Які сполуки утворюються при розчиненні цинку в концентрованій та в розбавленій сірчаній кислоті? Написати рівняння реакцій.
3. Написати рівняння реакцій, що відбуваються при дії надлишку лугу на розчини хлориду цинку, нітрату кадмію і нітрату ртуті(ІІ).
4. Як одержати гідроксид цинку(ІІ)? Які його хімічні властивості? Чому він розчиняється в розчинах сильних кислот, лугів і амоніаку? Відповідь підтвердити рівняннями реакцій.
5. Коротко охарактеризувати елементи підгрупи цинку, вказавши електронну конфігурацію їх атомів, характерні ступені окиснення у сполуках, окисно-відновні властивості елементів у характерних ступенях окиснення, кислотно-основні характеристики оксидів та гідроксидів (на прикладах реакцій).
6. Особливості одержання ртуті у вільному стані. Її характерні хімічні властивості. Що таке амальгами і як їх одержують?
7. Під час поступового додавання розчину NH3 до розчину сульфату кадмію осад, що спочатку випадає, розчиняється. Написати рівняння відповідних реакцій та пояснити це явище.
8. Скласти рівняння взаємодії розведеної азотної кислоти з надлишком та нестачею ртуті. Вказати окисник та відновник.
9. Що відбувається, якщо до розчину нітрату ртуті(ІІ) поступово додавати розчин йодиду калію? Які зміни можна побачити? Написати рівняння в молекулярній та іонній формах.
10. Як хімічно розділити суміш цинку та кадмію? Написати рівняння відповідних реакцій.
11. Яку масу металевого цинку та сірчаної кислоти з масовою часткою H2SO4 98% можна отримати з 1т цинкової обманки, яка містить 90% сульфіду цинку?
12. Що утвориться, якщо до розчинів Hg2Cl2 та HgCl2 додати розчин NH3? Написати рівняння відповідних реакцій.
13. Скласти молекулярне рівняння реакції окиснення сульфіду ртуті(ІІ) сумішшю HNO3 та HCl, враховуючи, що серед продуктів реакції - вільна сірка та комплексний аніон [HgCl4]2‾.
14. Як реагує цинк з дуже розведеною та концентрованою азотною кислотою? Написати рівняння реакцій.
15. Чи однаково відносяться до дії лугів і кислот металічні цинк та кадмій? Написати рівняння реакції взаємодії цинку з розчином гідроксиду натрію та розчинення кадмію в дуже розбавленій азотній кислоті.
16. Як пояснити існування солей ртуті, в яких вона має ступінь окиснення +1? Як одержати такі солі? Як вони дисоціюють у водному розчині?
17. Чому сполуки ртуті(І) здатні до диспропорціювання? Написати рівняння реакцій каломелі: а) з хлором; б) з розчином хлориду олова(ІІ).
18. Скласти рівняння таких перетворень: цинк → тетрагідроксоцинкат натрію → сульфат цинку → тетрааміносульфат цинку.
19. При сплавленні оксиду цинку з лугом утворюється сіль цинку, що розчиняється у воді. Написати рівняння реакції її утворення, назвати сіль. Як вона взаємодіє з водою та надлишком хлороводневої кислоти?
Елементи групи VIВ
VI В групу складають елементи 24Cr, 42Mo, 74W. Будова зовнішніх електронних шарів атомів:
Cr ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑; Mo ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑; W ↑ ↑ ↑ ↑ − ↑↓ .
3d 4s 4d 5s 5d 6s