Réactions des cations du groupe analytique II. Réactions qualitatives aux ions chlorure, bromure, iodure Formule chimique Agi
IODE MOLÉCULAIRE.
a) sur l'ion chlorure - l'effet d'une solution de nitrate d'argent → un précipité blanc de fromage de chlorure d'argent se forme :
Cl - + Ag + = AgCl↓
chlorure de diammine d'argent
b) pour l'ion bromure :
Br - + Ag + = AgBr↓
La réaction est pharmacopée.
2) avec de l'eau chlorée
Cl 2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br 2
La réaction est pharmacopée.
c) pour l'ion iodure :
KI + AgNO 3 = AgI↓ + KNO 3
I - + Ag + = AgI↓
La réaction est pharmacopée.
Cl 2 + 2 NaI = 2 NaCl + I 2
La réaction est pharmacopée.
Conclusions : a) sur l'ion chlorure - effet d'une solution de nitrate d'argent → un précipité blanc fromageux de chlorure d'argent se forme :
NaCl + AgNO 3 = AgCl↓ + NaNO 3
Cl - + Ag + = AgCl↓
Le précipité est insoluble dans l'acide nitrique, mais est facilement soluble dans l'ammoniac pour former un composé complexe :
AgCl + 2 NH 3 = Cl
ou AlCl + 2 NH 4 OH = Cl + 2 H 2 O
chlorure de diammine d'argent
Lorsque de l'acide sulfurique concentré est ajouté à une solution de chlorure de diammine d'argent, un précipité est à nouveau libéré :
Cl + 2 HNO 3 = AgCl↓ + 2 NH 4 NO 3
La réaction est pharmacopée.
AgCl – également soluble dans le thiosulfate de sodium.
T.V. : ajouter 2 gouttes de solution AgNO 3 à 2 gouttes de solution NaCl.
Une solution concentrée d'ammoniaque est ajoutée à la solution contenant le précipité jusqu'à dissolution complète du précipité. La solution obtenue est acidifiée avec de l'acide nitrique concentré et on observe la formation d'un précipité.
b) pour l'ion bromure :
1) action du nitrate d'argent → précipité blanc jaunâtre de bromure d'argent :
NaBr + AgNO 3 = AgBr↓ + NaNO 3
Br - + Ag + = AgBr↓
Le précipité est insoluble dans HNO3, peu soluble dans l'ammoniac, contrairement au chlorure d'argent, et facilement soluble dans une solution de thiosulfate de sodium.
La réaction est pharmacopée.
T.V. : A 4 gouttes de solution NaBr, ajoutez 4 gouttes de solution AgNO 3. La solution avec le précipité est divisée en deux parties. Une solution de thiosulfate de sodium est ajoutée à une partie et une solution d'ammoniaque concentrée à l'autre, et la dissolution du précipité d'AgBr dans ces réactifs est comparée.
2) avec de l'eau chlorée
L'eau chlorée ajoutée à une solution de bromure libère du brome libre, qui se dissout dans le sulfure de carbone ou le chloroforme, rendant la couche de solvant orange :
Cl 2 + 2 NaBr = 2 NaCl + Br 2
Avec un excès important d'eau chlorée, la couleur disparaît en raison de la formation de BrCl, qui a une couleur plus claire.
La réaction est pharmacopée.
LA TÉLÉ. A 5 gouttes de solution de NaBr, ajoutez 1 ml de chloroforme, 1 à 2 gouttes de H2SO4 dilué puis goutte à goutte, en agitant vigoureusement, 2 à 3 gouttes d'eau chlorée. Une coloration de la couche de chloroforme est observée.
c) pour l'ion iodure :
1) le nitrate d'argent libère un précipité d'argent jaune clair à partir d'iodures :
KI + AgNO 3 = AgI↓ + KNO 3
I - + Ag + = AgI↓
Le précipité est insoluble dans une solution d'acide nitrique et d'ammoniaque et est peu soluble dans une solution de thiosulfate de sodium.
La réaction est pharmacopée.
T.V. : Un peu de solution AgNO3 est ajoutée à la solution KI. Vérifier la dissolution du précipité dans une solution de thiosulfate de sodium.
2) L'eau chlorée libère de l'iode libre à partir des solutions d'iodure, qui colore le disulfure de carbone ou le chloroforme en rouge-violet et la solution d'amidon en bleu.
Cl 2 + 2 NaI = 2 NaCl + I 2
T.V. : A 5 gouttes de solution NI (KI) ajouter 1 ml de chloroforme, 2-3 gouttes de H2SO 4 dilué puis goutte à goutte, sous agitation vigoureuse, 2-3 gouttes d'eau chlorée. On observe que la couche de chloroforme vire au violet rougeâtre. 1 goutte de solution de KI, 1 goutte d'eau chlorée et 2 gouttes de solution d'amidon sont versées dans un autre tube à essai. Observez le changement de couleur.
3) Chlorure de fer (III), conc. H 2 SO 4 et certains autres agents oxydants oxydent l'ion I pour libérer l'iode ; Par exemple:
2 FeCl 3 + 2 KI = 2 FeCl 2 + 2 KCl + I 2
La réaction est pharmacopée.
T.V. : Les solutions de KI, HCl, FeCl 3 sont appliquées séquentiellement, 1 goutte à la fois, sur le papier filtre en un seul endroit. Observez l’apparition d’une tache brune, virant au bleu à cause d’une goutte d’amidon.
d) Sur l'iode moléculaire → effet de l'amidon → couleur bleue.
Réactions qualitatives :
a) sur l'ion chlorure - effet d'une solution de nitrate d'argent → un précipité blanc de chlorure d'argent se forme ; le précipité est insoluble dans l'acide nitrique, mais est facilement soluble dans l'ammoniac pour former le composé complexe chlorure de diammine d'argent.
Lorsque de l'acide sulfurique concentré est ajouté à une solution de chlorure de diammine d'argent, un précipité est à nouveau libéré :
b) pour l'ion bromure :
1) action du nitrate d'argent → précipité blanc jaunâtre de bromure d'argent ; le précipité est insoluble dans HNO3, peu soluble dans l'ammoniac, contrairement au chlorure d'argent, et soluble dans une solution de thiosulfate de sodium.
La réaction est pharmacopée.
2) avec de l'eau chlorée
L'eau chlorée ajoutée à une solution de bromure libère du brome libre, qui se dissout dans le sulfure de carbone ou le chloroforme, rendant la couche de solvant orange.
La réaction est pharmacopée.
c) pour l'ion iodure :
1) Le nitrate d'argent libère un précipité d'argent jaune clair provenant des iodures.
Le précipité est insoluble dans une solution d'acide nitrique et d'ammoniaque et est peu soluble dans une solution de thiosulfate de sodium.
La réaction est pharmacopée.
2) L'eau chlorée libère de l'iode libre à partir des solutions d'iodure, qui colore le disulfure de carbone ou le chloroforme en rouge-violet et la solution d'amidon en bleu.
3) Le chlorure de fer (III) oxyde l'ion I pour libérer l'iode ;
La réaction est pharmacopée.
d) Sur l'iode moléculaire → effet de l'amidon → couleur bleue.
(méthode de condensation chimique)
AgNO 3 + KI = AgI + KNO 3
Le milieu de dispersion est de l'eau, il contient des particules AgI. Si l'on prend une quantité strictement équivalente de réactifs (sans excès ni carence), alors un précipité d'AgI se formera (puisque l'AgI est insoluble dans l'eau).
Comment se forme le précipité ?
Après avoir mélangé les deux solutions, des molécules AgI se forment dans tout le volume. Ensuite, lors de la collision, les molécules les plus proches se collent les unes aux autres et des molécules plus grosses se forment.
Ces particules sont grossières et précipitent. Pour former une solution colloïdale, la substance doit être en excès.
A) s'il y a un excès d'AgNO 3, puis après la réaction, des molécules AgI se forment dans tout le volume et les ions K + restent dans la solution ; N ° 3 - ; Ag+. Lorsque des particules colloïdales se forment dans une solution, l'adsorption des ions Ag commence immédiatement sur elles - adsorption spécifique : les ions qui sont déjà dans le réseau sont adsorbés à la surface du solide. L'équilibre se produit rapidement dans la solution, car les ions Ag chargés positivement attachés à la particule colloïdale AgI ne permettent pas aux molécules AgI de se désintégrer, et ne permettent pas non plus à d'autres ions Ag de se fixer. Ensuite, cette particule complexe avec une charge positive commence à attacher des ions NO 3 -. Mais l'adsorption du NO 3 - ne complète pas la neutralisation de la charge, puisque ces ions ne suffisent pas à neutraliser complètement la charge positive de la particule (pour 100 Ag + 92 NO 3 -). Les ions NO 3 - sont attirés par la particule et sont retenus à proximité d'elle dans la couche de diffusion. Toutes les forces ne sont pas capables d’attirer et de retenir un ion lorsqu’il se déplace.
Ainsi, dans une solution, toutes les particules colloïdales sont chargées de la même charge, et lorsqu'elles entrent en collision, elles se repoussent. Dans ce cas, l'excès d'AgNO 3 agit comme un stabilisant.
Structure d'une particule colloïdale
(n Ag + (n-x) NO 3 - ) x+ x NO 3 -
– de quelle substance est constituée la particule colloïdale ?
m est le nombre de particules qui composent la particule colloïdale.
n est le nombre d'ions adsorbés en premier à la surface des particules chargées (généralement n = 100). Ce déterminant du potentiel des ions ou couche d'adsorption de contre-ions.
x – nombre d'ions de signe opposé situés dans la couche de diffusion de la particule (généralement x=8) – couche diffuse de contre-ions.
(n-x) – nombre de particules à la surface.
– le noyau, la particule elle-même.
( ) – noyau avec des ions adsorbés à la surface ; granule.
Tous ensemble - une micelle colloïdale.
B) s'il y a un excès de KI, alors la formule de la particule colloïdale est
(n I - (n-x) K + ) x- x K +
I - sont adsorbés à la surface de la particule colloïdale et les ions K + sont adsorbés dans la couche de diffusion. Une solution colloïdale contenant des particules chargées négativement se forme. Pour obtenir une solution colloïdale, les concentrations initiales de substances doivent être modérées (0,001 N). Si les solutions sont concentrées, un précipité se formera.
AgNO 3 + KI = AgI ↓+ KNO 3
À des concentrations élevées, de nombreuses molécules AgI se forment, c'est-à-dire de nombreuses particules colloïdales, la distance entre elles est petite, les ions Ag + n'ont pas le temps d'être adsorbés et les particules se collent. Si la concentration est trop faible, il y aura peu de particules AgI et il n’y en aura pas suffisamment pour atteindre la taille d’une particule colloïdale. La concentration requise est déterminée expérimentalement. Pour vérifier la colloïdalité d'une solution, diverses méthodes sont utilisées.
1. filtration– les solutions grossières ne traversent pas complètement le filtre
2. opalescence– changement de couleur de la solution lorsque la lumière tombe sous différents angles de vue. Ce phénomène n'est typique que pour les solutions colloïdales.
L'argent est un métal assez lourd (ρ = 10,5 g/cm3), brillant (coefficient de réflexion lumineuse proche de 100%), métal blanc argenté, malléable et ductile (1 g d'argent peut étirer le fil le plus fin sur près de 2 km de long !), C'est le meilleur conducteur de chaleur parmi les métaux (c'est pourquoi une cuillère en argent dans un verre de thé chaud chauffe rapidement) et l'électricité. Point de fusion 962°C.
Application
L'argent est connu depuis l'Antiquité. Cela est dû au fait qu'à une certaine époque, l'argent, ainsi que l'or, étaient trouvés sous sa forme native - il n'était pas nécessaire de le fondre à partir de minerais.
Autrefois, on en fabriquait des pièces de monnaie, des vases, des bijoux et des vêtements étaient décorés avec les plus beaux fils d'argent. Désormais, l'utilisation de l'argent ne se limite pas aux bijoux - il est utilisé dans la production de miroirs hautement réfléchissants (les miroirs bon marché sont recouverts d'aluminium), de contacts électriques, de piles, utilisés en dentisterie et dans les filtres de masques à gaz, comme désinfectant pour désinfection de l'eau. Il y a quelque temps, des solutions d'argent colloïdal - protargol et Collargol - étaient utilisées pour traiter le rhume.
L’iodure d’argent (AgI) est utilisé pour le contrôle climatique (« compensation des nuages »). Le réseau cristallin de l'iodure d'argent a une structure très similaire à celle du réseau de glace, de sorte que l'introduction d'une petite quantité d'iodure provoque la formation de centres de condensation dans les nuages, provoquant ainsi des précipitations.
L'argent est enregistré comme additif alimentaire E-174.
L’argent est utilisé pour fabriquer des électrodes pour de puissantes batteries zinc-argent. Ainsi, les batteries du sous-marin américain coulé Thrasher contenaient trois tonnes d'argent. La conductivité thermique élevée et l'inertie chimique de l'argent sont utilisées en électrotechnique : les contacts électriques sont constitués d'argent et de ses alliages, et les fils des appareils critiques sont recouverts d'argent. Les prothèses dentaires sont fabriquées à partir d’un alliage argent-palladium (75 % Ag).
D’énormes quantités d’argent étaient autrefois utilisées pour fabriquer des pièces de monnaie. De nos jours, les pièces commémoratives et commémoratives sont principalement fabriquées en argent. Une grande partie de l’argent est utilisée pour fabriquer des bijoux et des couverts. En règle générale, sur ces produits, ils mettent un test indiquant la masse d'argent pur en grammes pour 1 000 g d'alliage (test moderne) ou le nombre de bobines dans une livre d'alliage (test pré-révolutionnaire). 1 livre contient 96 bobines, donc, par exemple, l'ancien standard 84 correspond au moderne [(84/96) 1000] = 875. Les roubles soviétiques et cinquante dollars avaient un standard 900. Les produits en argent modernes peuvent avoir un standard 960, 925, 916, 875, 800 et 750.
Les composés d'argent sont souvent instables à la chaleur et à la lumière. La découverte de la photosensibilité des sels d’argent a conduit à l’avènement de la photographie et à une augmentation rapide de la demande d’argent. Au milieu des années 20, environ 10 000 tonnes d'argent étaient extraites chaque année dans le monde, et bien plus étaient dépensées (le déficit était couvert par d'anciennes réserves). Le déplacement des photographies et des films en noir et blanc par la couleur a considérablement réduit la consommation d'argent.
"L'argent ne s'oxyde pas dans l'air", a écrit D.I. Mendeleïev dans son manuel "Fondements de la chimie", "et est donc classé parmi les métaux dits nobles". Mais même si l’argent ne réagit pas directement avec l’oxygène, il peut dissoudre des quantités importantes de ce gaz. Même l’argent massif à une température de 450°C peut absorber cinq fois le volume d’oxygène. Beaucoup plus d'oxygène (jusqu'à 20 volumes pour 1 volume d'argent) se dissout dans le métal liquide.
Cette propriété de l’argent conduit au phénomène magnifique (et dangereux) des éclaboussures d’argent, connu depuis l’Antiquité. Si l'argent fondu a absorbé des quantités importantes d'oxygène, la solidification du métal s'accompagne de la libération de grandes quantités de gaz. La pression de l’oxygène libéré brise la croûte à la surface de l’argent solidifié, souvent avec une grande force. Le résultat est une soudaine éclaboussure explosive de métal.
À 170°C, l'argent dans l'air est recouvert d'un mince film d'oxyde Ag 2 O et sous l'influence de l'ozone, des oxydes supérieurs se forment (par exemple Ag 2 O 3). Mais l'argent a particulièrement « peur » de l'iode (teinture d'iode) et du sulfure d'hydrogène. Au fil du temps, les objets en argent se ternissent souvent et peuvent même devenir noirs. La raison en est l'action du sulfure d'hydrogène. Sa source peut être non seulement des œufs pourris, mais aussi du caoutchouc, certains polymères et même des aliments. En présence d'humidité, l'argent réagit facilement avec le sulfure d'hydrogène pour former un mince film de sulfure Ag 2 S à la surface ; en raison des irrégularités de la surface et des jeux de lumière, un tel film apparaît parfois irisé. Petit à petit, le film s'épaissit, s'assombrit, vire au brun puis au noir.
L’un des domaines importants d’utilisation de l’argent était la médecine. Les anciens Égyptiens, par exemple, appliquaient une plaque d’argent sur les blessures pour assurer une guérison rapide. Le roi perse Cyrus transportait de l'eau uniquement dans des récipients en argent lors de ses campagnes militaires. Le célèbre médecin médiéval Paracelse traitait certaines maladies avec AgNO 3 - nitrate d'argent (lapis). Ce remède est encore utilisé aujourd’hui en médecine.
Relativement récemment, des études sur la teneur en argent des cellules du corps ont conduit à la conclusion que celle-ci est élevée dans les cellules du cerveau.
L’effet bactéricide de faibles concentrations d’argent sur l’eau potable est bien connu. A une teneur de 0,05 mg/l, l'eau peut être bue sans danger pour la santé. Son goût ne change pas. (Pour la boisson des cosmonautes, la concentration en Ag+ est autorisée jusqu'à 0,1 – 0,2 mg/l.).
Pour désinfecter l'eau des piscines, il a été proposé de la saturer de bromure d'argent. Une solution saturée d'AgBr contient 0,08 mg/l, ce qui est inoffensif pour la santé humaine, mais nocif pour les micro-organismes et les algues.
Cependant, comme cela arrive souvent, ce qui est bénéfique à petites doses est nocif à fortes doses. L’agriculture ne fait pas exception.
L'argent, lorsqu'il est excessivement introduit dans le corps, provoque une diminution de l'immunité, des modifications des tissus du cerveau et de la moelle épinière et entraîne des maladies du foie, des reins et de la glande thyroïde. Des cas de troubles mentaux graves chez des personnes causés par une intoxication avec des préparations à base d'argent ont été décrits. Heureusement, après 1 à 2 semaines, il ne reste dans notre corps que 0,02 à 0,1 % de l'argent injecté, le reste est excrété par le corps.
Après de nombreuses années de travail avec l'argent et ses sels, lorsqu'ils pénètrent dans l'organisme pendant longtemps, Mais petites doses, une maladie inhabituelle peut se développer - l'argyrie. L'argent qui pénètre dans le corps peut se déposer lentement sous forme de métal dans le tissu conjonctif et les parois capillaires de divers organes, notamment les reins, la moelle osseuse et la rate. S'accumulant dans la peau et les muqueuses, l'argent leur confère une couleur gris-vert ou bleuâtre, particulièrement forte sur les zones ouvertes du corps exposées à la lumière. Parfois, la coloration peut être si intense que la peau ressemble à celle des noirs.
L'argyrie se développe très lentement, ses premiers signes apparaissent après 2 à 4 ans de travail continu avec l'argent et un assombrissement sévère de la peau n'est observé qu'après des décennies. Les lèvres, les tempes et la conjonctive des yeux s'assombrissent en premier, puis les paupières. Les muqueuses de la bouche et des gencives, ainsi que les alvéoles des ongles, peuvent être fortement tachées. Parfois, l'argyrie apparaît sous la forme de petites taches bleu-noir. Une fois apparue, l’argyrie ne disparaît pas et la peau ne peut pas retrouver sa couleur d’origine. Hormis des inconvénients purement esthétiques, un patient atteint d'argyrie peut ne ressentir aucune douleur ni inconfort (si la cornée et le cristallin de l'œil ne sont pas affectés) ; à cet égard, l'argyrie ne peut être qualifiée de maladie que sous certaines conditions. Cette maladie a aussi sa propre « cuillère de miel » - avec l'argyrie, il n'y a pas de maladies infectieuses : une personne est tellement « imprégnée » d'argent qu'elle tue toutes les bactéries pathogènes qui pénètrent dans le corps.
L'argent dans la nature
Ce beau métal est connu des hommes depuis l’Antiquité. Les produits en argent trouvés en Asie occidentale ont plus de 6 000 ans. Les premières pièces de monnaie au monde ont été fabriquées à partir d'un alliage d'or et d'argent (électrum). Et pendant plusieurs millénaires, l’argent a été l’un des principaux métaux utilisés pour les pièces de monnaie.
Les monts Métallifères, le Harz et les montagnes de Bohême et de Saxe situées en Europe centrale étaient particulièrement riches en argent. Des millions de pièces de monnaie ont été frappées à partir d'argent extrait près de la ville de Joachimsthal (aujourd'hui Jáchymov en République tchèque). Au début, on les appelait « Joachimsthalers » ; puis le nom a été raccourci en « thaler » (en Russie, la première partie du mot est « efimka »). Ces pièces étaient en circulation dans toute l’Europe, devenant ainsi la pièce d’argent la plus courante de l’histoire. Le nom du dollar vient du thaler.
Après la découverte de l'Amérique, de nombreuses pépites d'argent ont été trouvées sur le territoire du Pérou, du Chili, du Mexique et de la Bolivie actuels. Ainsi, une pépite en forme d'assiette pesant 1420 kg a été découverte au Chili. De nombreux éléments portent des noms « géographiques », mais l’Argentine est le seul pays nommé d’après un élément déjà connu. Les dernières des plus grosses pépites d'argent ont déjà été découvertes au 20e siècle au Canada (Ontario). L'un d'eux, appelé « trottoir d'argent », mesurait 30 m de long et s'enfonçait dans la terre jusqu'à 18 m de profondeur. Lorsqu'on en a fondu de l'argent pur, il s'est avéré qu'il faisait 20 tonnes !
L'argent natif est rarement trouvé ; La majeure partie de l'argent dans la nature est concentrée dans les minéraux, le principal étant l'argentite Ag 2 S. Encore plus d'argent est dispersé parmi diverses roches.
Lors de la description d'un élément, il est d'usage d'indiquer son découvreur et les circonstances de sa découverte. L'humanité ne dispose pas de telles données sur l'élément n° 47. Les gens ont commencé à utiliser l’argent même en l’absence de scientifiques.
Le nom latin de l'argent Argentum vient du grec « argos » – blanc, brillant. Le mot russe « argent », selon les scientifiques, vient du mot « faucille » (faucille de la lune). L'éclat de l'argent rappelait le clair de lune et les alchimistes, qui utilisaient le signe de la lune comme symbole de l'élément.
Argent et verre. Ces deux substances ne se retrouvent pas uniquement dans la fabrication des miroirs. L'argent est nécessaire à la fabrication de lunettes de signalisation et de filtres de lumière. Un petit ajout (0,15 - 0,20 %) de nitrate d'argent (ou nitrate d'argent) donne au verre une couleur jaune doré intense. Et le verre orange est obtenu en introduisant simultanément de l’or et de l’argent dans le verre fondu.
L'argent résiste mieux à l'action des alcalis que de nombreux autres métaux. C'est pourquoi les parois des pipelines, autoclaves, réacteurs et autres appareils de l'industrie chimique sont recouvertes d'argent comme métal protecteur.
Et en termes de sonorité, l'argent se démarque nettement des autres métaux. Ce n'est pas pour rien que les cloches d'argent apparaissent dans de nombreux contes de fées. Les fabricants de cloches ajoutent depuis longtemps de l’argent au bronze « pour une sonnerie cramoisie ». De nos jours, les cordes de certains instruments de musique sont fabriquées à partir d’un alliage contenant 90 % d’argent.
Si l'argent est devenu noir...
Lors d'un stockage de longue durée, les objets en argent deviennent ternes et se recouvrent d'une fine couche de sulfure d'argent Ag 2 S. Pour redonner à l'objet son éclat d'antan, il est nécessaire de retirer le film de sulfure. Cela peut être fait de plusieurs manières.
1) Mélangez l’eau, l’ammoniaque et la poudre dentaire sous forme de pâte. Appliquez ce produit sur un chiffon doux et nettoyez les produits jusqu'à ce que le noircissement soit éliminé.
2) Faites bouillir l'objet en argent (environ 20 minutes) dans de l'eau additionnée de bicarbonate de soude et de morceaux de papier ou de fil d'aluminium (ou dans un bol en aluminium).
3) La poudre dentaire ou le dentifrice ordinaire n’est toujours pas inférieur aux produits les plus récents. En frottant le produit avec une ancienne brosse à dents, vous lui redonnerez son éclat d'origine.
Quel que soit le produit que vous choisissez pour nettoyer vos produits, assurez-vous de bien les rincer après la procédure et de les essuyer avec un chiffon.
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Le deuxième groupe analytique comprend les cations Ag +, Pb 2+, 2+.
Ces éléments se trouvent dans différents groupes du tableau périodique de D.I. Mendeleïev. Ils ont soit des couches externes complètes de 18 électrons, soit des coquilles contenant 18+2 électrons dans les deux couches externes, ce qui entraîne le même rapport de leurs ions halogénures.
Le réactif de groupe pour les cations du groupe analytique II est une solution d'acide chlorhydrique à 2 mol/l. Les cations Ag + , Pb 2+ , 2+, lorsqu'ils interagissent avec eux, forment des précipités blancs peu solubles dans l'eau et les acides dilués :
Ag + + Cl - → AgCl
Pb 2+ + 2Cl - → PbCl 2
L'excès de réactif et l'utilisation d'acide chlorhydrique concentré doivent être évités, car des composés complexes solubles peuvent se former :
AgCl + 2 HCl → H2
PbCl 2 + HCl → H
La solubilité des chlorures varie. A 20 0 C : chlorure de plomb - 11,0 g/l, chlorure d'argent - 1,8,10 -3 g/l, chlorure de mercure (I) - 2,0,10 -4 g/l. Lorsque la température de l'eau augmente jusqu'à 100 0 C, la solubilité du PbCl 2 augmente 3 fois, tandis que la solubilité de l'AgCl et du Hg 2 Cl 2 reste pratiquement la même. Cette propriété est utilisée pour séparer les cations Pb 2+ des cations 2+ et Ag +.
Le chlorure de mercure (I), lorsqu'il interagit avec une solution d'hydroxyde d'ammonium, forme de l'amidochlorure de mercure (I), qui est instable et se décompose en amidochlorure de mercure (II) peu soluble et en mercure métallique, ce qui donne au précipité une couleur noire :
Hg 2 Cl 2 + 2 NH 4 OH → Cl + NH 4 Cl + 2H 2 O
Cl → Cl + Hg
Cela permet au cation 2+ d’être séparé du cation Ag+.
Le chlorure d'argent est soluble sous l'action d'une solution d'hydroxyde d'ammonium pour former le composé complexe chlorure d'argent diammine (I) :
AgCl + 2 NH 4 OH → Cl + 2 H 2 O
De ce qui précède, il s'ensuit que le précipité de chlorure de plomb est le plus soluble, de sorte qu'il ne précipite pas complètement avec ce groupe de cations et reste partiellement en solution.
Les nitrates d'argent, de plomb et de mercure (I) sont très solubles dans l'eau. La solubilité des sulfates est faible et diminue dans la série Ag + - 2+ - Pb 2+. Les carbonates et les sulfures sont peu solubles dans l'eau. L'hydroxyde d'argent est instable, le mercure n'existe pas (seulement de l'oxyde) et l'hydroxyde de plomb est amphotère. Les sels de mercure (I) sont instables et sont sujets à des réactions de dismutation avec libération de mercure libre et formation des composés de mercure (II) correspondants.
L'effet du réactif de groupe HCl sur les cations du groupe analytique II (Ag +, Pb 2+, 2+).
L'acide chlorhydrique forme des précipités blancs peu solubles avec tous les cations du groupe II. La réaction de HCl avec les cations Ag+ est PHARMACOPÉIALE. (Voir la chimie de la réaction ci-dessus, dans les caractéristiques générales du groupe).
Méthodologie : Prélever 3 tubes à essai. Placez 3 à 4 gouttes de solution de nitrate de mercure (I) dans la première, 3 à 4 gouttes de solution de nitrate d'argent dans la seconde et 3 à 4 gouttes de solution de nitrate de plomb dans la troisième. Ajouter 3 à 4 gouttes de solution d’acide chlorhydrique à 2 mol/l dans les trois tubes à essai. La formation de précipités blancs est observée dans les trois tubes à essai. Ajoutez (en excès) 6 à 8 gouttes de solution d'ammoniaque dans les premier et deuxième tubes à essai, 5 gouttes d'eau dans le troisième tube à essai et chauffez.
Observez les événements qui se produisent.
Réactions analytiques du cation (Ag +).
Attention! Les sels d'argent sont toxiques ! Travaillez avec soin !
1. Réaction avec l'iodure de potassium.
L'iodure de potassium avec le cation Ag + forme un précipité jaune d'iodure d'argent AgI, insoluble dans une solution concentrée d'ammoniaque :
Ag + + I - → AgI
Méthodologie : Placer 2 à 3 gouttes de solution de nitrate d'argent dans un tube à essai, ajouter 2 à 3 gouttes d'iodure de potassium ou de sodium. On observe la formation d'un précipité jaune.
2. Réaction avec le bromure de potassium.
Le bromure de potassium avec les cations Ag+ forme un précipité jaune pâle de bromure d'argent AgBr, partiellement soluble dans une solution d'ammoniaque concentrée :
Ag + + Br - → AgBr
Méthodologie : Placer 2-3 gouttes de nitrate d'argent dans un tube à essai, ajouter 2-3 gouttes de bromure de potassium. On observe la formation d'un précipité jaune pâle.
3. Réaction avec le chromate de potassium.
Le chromate de potassium avec les cations Ag + en milieu neutre ou légèrement acétique forme un précipité rouge brique d'Ag 2 CrO 4 :
Ag + + CrO 4 2- → Ag 2 CrO 4
Le précipité se dissout dans une solution d'ammoniaque concentrée, dans l'ammoniac, milieu fortement acide, aucun précipité ne se forme.
Les ions Pb 2+, Ba 2+ et autres qui précipitent avec CrO 4 2- interfèrent avec cette réaction.
Méthode : Placez 2 à 3 gouttes de solution de nitrate d’argent dans un tube à essai et ajoutez 1 à 2 gouttes de solution de chromate de potassium. Observer la formation de précipité. Vérifier la solubilité du précipité dans l'acide acétique et la solution concentrée d'ammoniaque.
Réactions analytiques du cation 2+.
Attention! Tous les sels de mercure sont toxiques et nécessitent une manipulation prudente !
Formez facilement des amalgames, ne laissez pas le contact avec les bijoux en or !
1. Réduction de 2+ en Hg avec du chlorure d'étain (S).
Lorsqu'une solution de sel de mercure (I) est exposée à une solution de chlorure d'étain (II), un précipité blanc de Hg 2 Cl 2 se forme initialement, qui au repos s'assombrit progressivement en raison de la réduction des ions 2+ en mercure métallique.
2+ + 2Cl - → Hg2Cl2
Hg 2 Cl 2 + Sn 2+ +2Cl - → 2Hg + Sn 4+ + 4Cl -
Les ions mercure(II) interfèrent avec la détermination car ils ont un effet similaire.
Méthodologie : Placer 2-3 gouttes d'une solution de nitrate de mercure (I) dans un tube à essai, ajouter 2-3 gouttes d'une solution de chlorure d'étain (II). Un précipité blanc se dégage qui s'assombrit progressivement.
2. Réduction des ions 2+ par le cuivre métallique.
Méthode : Une goutte de solution de nitrate mercurique (I) est appliquée sur une plaque de cuivre nettoyée à l'émeri. Au bout d'un certain temps, une tache grise d'amalgame apparaît qui, après avoir retiré la solution et essuyé la surface avec du papier filtre, devient brillante :
2+ + Cu → Cu 2+ + 2 Hg
Les sels de mercure (II) ont un effet similaire.
3. Réaction avec l'iodure de potassium.
L'iodure de potassium forme un précipité de Hg 2 I 2 avec les cations mercure (I) :
2+ + 2I - → Hg 2 I 2
Le précipité est soluble en excès du réactif pour former du tétraiodohydrargyrate de potassium (II) et un précipité noir de mercure métallique :
Hg 2 Je 2 + 2 Je - → 2- + Hg
Méthodologie : Placer 2 à 3 gouttes de solution de nitrate de mercure (I) dans un tube à essai et ajouter 2 à 3 gouttes de solution d'iodure de potassium. Un précipité vert sale de Hg 2 I 2 est libéré. Un excès de réactif est ajouté au précipité résultant. Observez les événements qui se produisent.
4. Réaction avec le chromate de potassium.
Le chromate de potassium K 2 CrO 4 forme avec les cations 2+ un précipité rouge de chromate de mercure (I), soluble dans l'acide nitrique :
2+ + CrO 4 2- → Hg 2 CrO 4
Méthodologie : 2-3 gouttes d'une solution de nitrate de mercure (I) Hg 2 (NO 3) 2 sont placées dans un tube à essai. Ajoutez 2-3 gouttes de chromate de potassium. Un précipité rouge se forme.
5. Réaction avec une solution d'hydroxyde d'ammonium.
Le nitrate de mercure(I) réagit avec une solution d'hydroxyde d'ammonium pour former un précipité sombre d'un mélange de mercure métallique et de NO 3
2 Hg 2 2+ + NON 3 - + 4 NH 3 + H 2 O → NON 3 + 2 Hg + 3 NH 4 +
Méthodologie : Placer 2-3 gouttes de solution de nitrate de mercure (I) dans un tube à essai, ajouter 6 gouttes de solution d'hydroxyde d'ammonium. Un précipité noir se forme.
Réactions analytiques du cation Pb 2+.
1. Réaction avec l'acide sulfurique ou les sulfates solubles.
L'acide sulfurique ou les sulfates solubles précipitent les cations de plomb sous forme d'un précipité blanc de sulfate de plomb. Le précipité se dissout lorsqu'il est chauffé dans des solutions d'hydroxydes de métaux alcalins pour former des complexes hydroxo :
Pb 2+ + SO 4 2- → PbSO 4
PbSO 4 + 4 NaOH → Na 2 + Na 2 SO 4
Le sulfate de plomb est également soluble dans une solution à 30 % d'acétate d'ammonium :
PbSO 4 + CH 3 COO - → + + SO 4 2-
Méthodologie : Placer 5 gouttes de solution de nitrate de plomb dans un tube à essai, ajouter un volume égal de solution de sulfate de sodium ou de sulfate de potassium, et un précipité blanc se forme. Divisez les sédiments en 2 parties. De l'hydroxyde de sodium ou de potassium est ajouté à l'un et une solution d'acétate d'ammonium à 30 % est ajoutée à l'autre. Le précipité se dissout dans les deux cas.
2. Réaction avec le chromate de potassium.
Le chromate de potassium avec les cations plomb forme un précipité cristallin jaune PbCrO 4, soluble dans les hydroxydes de métaux alcalins, mais insoluble dans l'acide acétique :
Pb 2+ + CrO 4 2- → PbCrO 4
PbCrO 4 + 4OH - → 2- + CrO 4 2-
Méthode : Placez 2 à 3 gouttes de solution de sel de plomb dans un tube à essai, ajoutez 3 gouttes de solution de chromate de potassium. Un précipité cristallin jaune se forme. Vérifier sa solubilité dans l'acide acétique et l'hydroxyde de sodium ou de potassium.
3. Réaction avec l'iodure de potassium ou de sodium, réaction de « douche dorée » (PHARMACOPOEIAL).
L'iodure de sodium ou de potassium avec les cations plomb forme un précipité cristallin jaune de PbI 2, soluble en excès du réactif pour former le composé complexe tétraiodoplumbate de potassium (II) :
Pb 2+ + 2 I - → PbI 2
PbI 2 + 2I - → 2-
L'iodure de plomb est soluble dans l'eau chaude et l'acide acétique. La solubilité du précipité dans l'eau chaude est utilisée comme réaction supplémentaire pour la détection des cations plomb, car lorsque la solution est refroidie, un précipité d'iodure de plomb précipite sous forme de flocons dorés. La réaction est spécifique.
Méthodologie : Placer 3 à 5 gouttes d'une solution de sel de nitrate de plomb dans un tube à essai, ajouter 3 gouttes d'une solution d'iodure de potassium ou de sodium. Un précipité jaune se forme. Ajoutez quelques gouttes d'eau et faites chauffer. Le précipité se dissout. Refroidissez rapidement le tube à essai sous l’eau froide du robinet. Un précipité apparaît à nouveau sous forme de cristaux dorés brillants.
Réactions analytiques des cations du groupe II
| Réactifs | Ag+ | 2+ | Pb 2+ |
| HCl ou chlorures | AgCl Précipité blanc, soluble dans l'excès de NH 3 H 2 O | Hg 2 Cl 2 Précipité blanc | PbCl 2 Précipité blanc, soluble dans l'eau chaude |
| H 2 SO 4 ou sulfates | Ag 2 SO 4 Précipité blanc, de conc. solutions | Hg 2 SO 4 Précipité blanc, de conc. solutions | PbSO 4 Précipité blanc, soluble dans un excès d'alcali |
| NaOH | Ag 2 O Précipité brun | Hg 2 O Précipité noir | Pb(OH) 2 Précipité blanc, soluble dans l'excès de réactif |
| Solution aqueuse de NH 3 | Ag 2 O Précipité brun, sol. en excès de réactif | Hg + HgNH 2 Cl Précipité noir | Pb(OH) 2 Précipité blanc |
| KI | AgI Précipité jaune | Hg 2 I 2 Précipité jaune-vert Hg précipité noir HgI 2 précipité rouge | PbI 2 Précipité jaune doré |
| Soluble en excès de KI | |||
| K 2 Cr 2 O 7 + CH 3 COOH | Ag 2 Cr 2 O 4 Précipité rouge brique, soluble dans NH 3 H 2 O | Hg 2 CrO 4 Précipité rouge | PbCrO 4 Précipité jaune |
| H 2 S ou Na 2 S | Ag 2 S Précipité noir | Hg 2 S Précipité noir HgS + Hg noir précipité noir précipité | PbS Précipité noir |
| Réducteurs, forts | Précipité Ag Black | Hg Précipité noir | Pb Précipité noir |