Đề Tài Tiểu Luận CÁC PHẢN ỨNG ION TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

Với đề tài “Các phản ứng ion trong dung dịch nước” nhóm đã đi sâu vào nghiên cứu những vấn đề cơ bản sau: - Những dấu hiệu đặc trưng của phản ứng ion trong dung dịch nước - Các hệ thống

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP TPHCM

Khoa Công Nghệ Hóa Học

- -

Bộ Môn: Cơ Sở Lý Thuyết Hóa Phân Tích 1

Đề Tài Tiểu Luận:

CÁC PHẢN ỨNG ION TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

Giảng viên hướng dẫn: Gv Đỗ Thị Long

Sinh viên thực hiện: Nhóm 6

Lớp: ĐHPT8A

TPHCM, ngày 20 tháng 2 năm 2014

LỜI NÓI ĐẦU

Trước tiên, chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của giảng viên phụ trách bộ môn – Cô Đỗ Thị Long Cô là người trực tiếp truyền đạt kiến thức, tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành chúng tốt bài tiểu luận cũng như giúp chúng tôi hiểu rõ hơn về ý nghĩa của việc nghiên cứu

đề tài

Hóa học phân tích là một trong 4 chuyên ngành quan trọng của hóa học

và ngày càng đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực phục vụ nhu cầu thực tiễn như y học, môi trường, nông nghiệp, Hóa học phân tích bao gồm phân tích định tính và phân tích định lượng

Nằm trong khuôn khổ phân tích định tính các chất Với đề tài “Các phản ứng ion trong dung dịch nước” nhóm đã đi sâu vào nghiên cứu những vấn đề

cơ bản sau:

- Những dấu hiệu đặc trưng của phản ứng ion trong dung dịch nước

- Các hệ thống phân tích các cation và anion trong dung dịch nước

- Phân tích các cation bằng hệ thống axit-baz

- Phân tích các anion bằng hệ thống axit-baz

Đề tài đã cung cấp những kiến thức cần thiết, bổ ích và thực tế cho chúng tôi, làm cơ sở quan trọng cho việc thực hành phân tích sau này Trong quá trình thực hiện bài tiểu luận nhóm đã tham khảo và sử dụng những tài liệu, bài viết và các thông tin từ các giáo trình, sách tham khảo sau:

1 Hóa Học Phân Tích – Nguyễn Tinh Dung – Nhà Xuất Bản Giáo Dục

2 Bài Giảng Hóa Phân Tích– Th.S Nguyễn Bá Sầm- Trường Đại Học Công

Nghiệp Việt Trì

3 Cơ Sở Hóa Học Phân Tích – Nguyễn Minh Châu, Từ Vọng Nghi – Nhà

Xuất Bản Khoa Học và Kỹ Thuật

4 Các bài viết, hình ảnh từ các trang web: google.com.vn, Wikipedia tiếng Việt-vi.wikipedia.org; coccoc.com; tailieutonghop.com;

DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM 6 Tên MSSV Nội dung thực hiện

Mai Kim Sang 12133461

- Chương 1: Những đặc trưng của phản ứng ion trong dung dịch nước

- Tổng thợp tiểu luận

Hoàng Thị Thu Thảo 12031041

- Chương 2: Các hệ thống phân tích các cation và anion trong dung dịch nước

Đỗ Nguyễn Phương Thanh 12056161 - Chương 3: Phân tích các cation

trong dung dịch nước theo hệ thống axit - baz

Phạm Thanh Tâm 12054831

Nguyễn Nhực Thi 12147961 - Chương 4: Phân tích các anion

trong dd nước theo hệ thống axit – baz

Nguyễn Minh Quân 12144501

MỤC LỤC

và tồn tại những dấu hiệu đặc trưng nhất định mà trong phân tích định tính, người ta lợi dụng các dấu hiệu này để nhận biết sự có mặt của một hay một nhóm ion nào đó Các dấu hiệu đặc trưng đó bao gồm:

1.1 Xảy ra sự thay đổi màu sắc của dung dịch

Trong một phản ứng hóa học đơn giản sự thay đổi màu sắc của phản ứng là dấu hiệu dễ quan sát nhất nhận biết phản ứng đó đã xảy ra

Ví dụ: Xét dung dịch đồng (II) hydroxit khi tiến hành ngâm 1 đinh sắt đã

được làm sạch vào trong cốc đựng dung dịch đồng (II) hydroxit bão hòa Sau 1 thời gian, ta thấy dung dịch màu xanh da trời ban đầu nhạt màu thậm chí mất màu – dấu hiệu chứng tỏ, phản ứng đã xảy ra

Phương trình phản ứng: Fe Cu 2Fe2Cu

Hình ảnh dung dịch CuSO 4 trước và sau phản ứng

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 2

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 3

1.2 Màu sắc của chất khí thoát ra

Màu sắc của các chất khí sinh ra trong quá trình thực hiện phản ứng hóa học cũng dễ dàng cho ta biết được phản ứng hóa học đã xảy ra

Ví dụ: Phản ứng giữa kim loại Cu và dung dịch axit HNO3 đặc, phản ứng xảy ra mãnh liệt và xuất hiện chất khí màu nâu đỏ thoát ra

Phản ứng giữa Cu và HNO 3 đặc, khí NO 2 thoát ra màu nâu đỏ

1.3 Xuất hiện một pha mới: tạo kết tủa hoặc thoát ra chất khí

Kết tủa là sự hình thành của một sản phẩm hoà tan không đáng kể, thu được trong một phản ứng hoá học xảy ra bởi sự trộn lẫn 2 dung dịch Màu sắc của kết tủa thu được cũng là một dấu hiệu đặc trưng để nhận biết các ion nào có mặt trong dung dịch

Với hiện tượng hình thành pha khí trong quá trình phản ứng, ta cũng có thể kết luận các chất trong dung dịch đã tạo thành chất mới

Ví dụ: Khi cho dung dịch bạc nitrat AgNO3 phản ứng với dung dịch axit clohiric HCl, phản ứng tạo thành kết tủa màu trắng AgCl theo phương trình ion:

AgCl AgCl

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 4

1.4 Biến mất một pha: hòa tan kết tủa

Phản ứng xảy ra giữa các ion tạo thành kết tủa có sau đó kết tủa tan là một trong những đặc trưng của phản ứng trao đổi ion trong dung dịch

Ví dụ: trong phản ứng giữa CuSO4 với NH3 trong dung dịch nước tạo sản phẩm là Cu(OH)2 và (NH4)SO4 sau đó phản ứng tiếp tục xảy ra chúng ta nhận biết được vì có hiện tượng là kết tủa màu xanh đậm Cu(OH)2 tan ra tạo thành dung dịch [Cu(NH3)4]SO4 màu xanh dương

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 5

Chương 2: CÁC HỆ THỐNG PHÂN TÍCH CATION VÀ ANION

TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

2.1 Một số khái niệm

Thuốc thử phân tích:là một hợp chất hóa học được dùng để phát hiện, xác

định hay để tách trong quá trình phân tích hóa học của một chất hay hỗn hợp nhiều chất được gọi là thuốc thử phân tích Yêu cầu thuốc thử phân tích phải tinh khiết

và đặc hiệu

Thuốc thử theo tác dụng phân tích gồm 3 loại:

- Thuốc thử nhóm: là thuốc thử có tác dụng giống nhau lên một nhóm các

ion Ví dụ: HCl là thuốc thử nhóm Ag+, Pb2+, Hg22+…

- Thuốc thử chọn lọc: là thuốc thử có tác dụng giống nhau lên một số ion

mà ion này có thể thuộc nhóm phân tích khác nhau Chẳng hạn NH3 có thể tạo thành phức tan hoặc không tan với một số ion ở nhiều nhóm phân tích

- Thuốc thử đặc hiệu hay thuốc thử riêng biệt: là thuốc thử chỉ cho phản

ứng đặc hiệu với một ion hoặc một chất ví dụ: hồ tinh bột cho màu xanh chỉ với iod; dimethyglyoxim trong môi trường amoniactạo thành chỉ với ion Ni2+ cho một kết tủa màu đỏ hồng

2.2 Các hệ thống phân tích cation và anion trong dung dịch nước

Việc xác định các ion trong dung dịch nước là một trong những công việc cần có của nghề phân tích Các ion trong dung dịch sẽ được phân chia theo các nhóm để thuận lợi cho việc tách chúng ra khỏi dung dịch nước Khi tiến hành phân tích định tính người ta tiến hành theo hai cách:

- Phân tích riêng phần

- Phân tích hệ thống

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 6

2.2.1 Phân tích riêng phần

Phân tích riêng phần là xác định một hay một số ion nào đó trong hỗn hợp nhiều ion bằng một phản ứng đặc hiệu Có thể lấy từng phần riêng dung dịch phân tích để thử riêng từng ion, không cần theo một thứ tự nhất định nào

Khi cần phân tích toàn diện 1 mẫu, người ta tiến hành phân tích hệ thống đó

là xác định các ion theo một trật tự nhất định Muốn phân tích hỗn hợp nhiều ion người ta thường dùng các thuốc thử nhóm để chia các ion thành nhiều nhóm, mỗi nhóm có thể được chia thành các phân nhóm và cuối cùng được tách riêng thành các ion riêng biệt Sau đó tiến hành chứng minh sự có mặt bằng các phản ứng đặc trưng thích hợp

Hiện nay, đối với các cation, người ta đã tìm ra nhiều hệ thống phân tích, mỗi hệ thống có những ưu điểm và nhược điểm riêng Ba hệ thống thường được dùng là hệ thống phân tích sunfua, hệ thống axit – bazơ và hệ thống phân tích photphat - amoniac

Tùy thuộc vào thuốc thử đã sử dụng trong hệ thống phân tích định tính

cation chia làm 3 hệ thống cơ bản là:

a Hệ thống phân tích sunfua các cation

Cơ sở: dựa vào tính tan của các kết tủa giữa cation với các thuốc thử như

HCl, H2S, (NH4)2S/NaOH, (NH4)2CO3, trong đó cơ sở chính là tính tan của muối sunfua

Kết tủa các sunfua Nhóm này chia thành hai phần nhóm:

+ Phân nhóm IIA: Gồm các sunfua tan trong (NH4)2Sx và bị oxi hoá AsS43-, SbS43-, SbS32-

+ Phân nhóm IIB: gồm các sunfua không tan trong (NH4)2Sx như HgS, CuS, CdS, Bi2S3, (PbS)

+ Phân nhóm IIIA: gồm các kết tủa tan trong HCl như Al(OH)3, Cr(OH)3, Fe(OH)3, MnS, ZnS + Phân nhóm IIIB: gồm các kết tủa không tan trong HCl như CoS, NiS

tan trong nước

Ba2+, Sr2+, Ca2+ Tạo các kết tủa BaCO3, SrCO3,

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 8

Ưu điểm: cách phân chia các nhóm và cách tiến hành phân tích rất chặt chẽ,

phù hợp với việc trình bày các sơ sở lí thuyết, đặc biệt là việc phân chia các nhóm phân tích có nhiều điểm phù hợp với việc phân nhóm trong bảng hệ thống tuần hoàn Menđelêep, do đó liên hệ dễ dàng giữa các phản ứng đã học trong giáo trình hoá học vô cơ với phản ứng phân tích, kết quả phân tích các ion khá chính xác, phát hiện triệt để các cation, xác định cả các ion trong phức chất

Nhược điểm: H2S độc, có mùi trứng thối gây khó khó chịu cho người phân ticch1; quá trình phân tích toàn bộ cation mất khá nhiều thời gian từ 25-30 giờ; hay gặp dung dịch kết tủa cộng kết của một số sufua kim loại (NiS và CoS với SnS; ZnS với CdS) gây khó khăn trong việc xử lí hoàn toàn sản phẩm

b Hệ thống các cation theo phương pháp axit - bazơ

Cơ sở: dựa vào tính tan khác nhau của các hydroxit, sunfat, clorua, được tạo thành giữa các cation với axit - bazơ như HCl, H2SO4, NaOH, NH4OH,

Việc phân chia các cation thành từng nhóm theo hệ thống này được trình bày trong bảng sau:

Nhóm Thuốc thử

nhóm

Các cation thuộc nhóm

Sản phẩm tạo thành sau khi tác dụng với thuốc thử nhóm

Nhóm

axit

thử nhóm kiềm và NH4Kim loại +

Không tạo thành kết tủa khó tan với một thuốc thử nào

Fe2+, Fe3+,

Sb3+, Sb5+,

Bi3+, Mn2+,

Mg2+

Tạo các hiđroxit không tan

có màu riêng biệt Fe(OH)2, Fe(OH)3, Bi(OH)3, Mn(OH)2, Mg(OH)2

Ưu điểm: hệ thống này đã sử dụng được những đặc trưng cơ bản của các

nguyên tố, quan hệ của chúng với các axit, baz, tính lưỡng tính của các hydroxit và khả năng tạo phức của các nguyên tố; ít độc hại hơn và thời gian thực hiên phân tích ngắn hơn từ 30-40% so với hệ thống H2S

Nhược điểm: hệ thống này còn giới hạn về số lượng các cation, các tính

chất của các tính chất của các hyđroxit của các cation nhóm 4 và nhóm 5 chưa được nghiên cứu kĩ, cũng như các điều kiện tách, tạo kết tủa của chúng; việc phân tích nhóm thiếu chặt chẽ hơn hệ thống H2S

c Hệ thống phân tích photphat – ammoniac:

Cơ sở: dựa vào tính tan của các muối photphat trong các môi trường khác

nhau Hệ thống này chia các cation thành 5 nhóm phân tích:

- Nhóm 1: gồm các cation kim loại kiềm và NH4+ Không có thuốc thử đặc trưng cho nhóm, các hợp chất chúng có mặt đầu có thể tan tạo thành dung dịch

- Nhóm 2: gồm Ba2+, Sr2+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Mn2+, Bi3+ Nhóm này bị kết tủa bởi thuốc thử nhóm - amoni hyđro phophat (NH4)2HPO4 trong dung dịch amoniac đặc Được chia làm 2 phân nhóm nhỏ:

- Nhóm 4: gồm As3+, As5+, Sb5+, Sb3+, Sn2+, Sn4+ Các ion thiếc và antimon khi đun nóng với HNO3 thì tạo thành kết tủa không tan là acid metastanic và acid metaantimon (H2SnO3, HSbO3) Các hợp chất Asen (III) khi đun nóng với HNO3 thì bị oxy hoá thành H3AsO4

- Nhóm 5: gồm Ag+, Hg22+, Pb2+ bị kết tủa bởi acid HCl dưới dạng các clorua ít tan

Ưu điểm: Giảm bớt độ hại so với 2 hệ thống trên

Nhược điểm: Thời gian phân tích dài và khá phức tạp, đặc biệt nó hạn chế

quá trình phân tích riêng phần nên không được phổ biến so với hai phương pháp trên

I

II III

Cl- , Br-, I-, S2-, NO3- PO43-, HCO3-, CO32-, AsO33-, AsO43- SO42-, SO33-

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 11

Bảng phân loại thuốc thử theo nhóm anion:

STT Thuốc thử nhóm Nhóm anion Sản phẩm hoặc dấu hiệu phản ứng

1 HCl 2N hay H2SO4 CO32-, CNS2O32-, NO2-, ClO-, S2-, SO3

-Tạo ra các khí tương ứng CO2 (không màu, làm đục nước vôi trong); HCN (mùi hạnh nhân); H2S (mùi thối); SO2 (mùi sốc mạnh); SO2 vá S; NO và NO2 (màu nâu đỏ, khó thở); Cl2 (màu vàng lục, khó thở)

Tạo kết tủa tương ứng Ca3(AsO3)2 trắng; Ca3(AsO4)2

Ba(MnO4)2 đỏ; BaSO4 trắng; Ba(BrO3)2 trắng; Ca3(PO4)2 trắng; Ba(IO3)2 trắng; CaF2 trắng

3 AgNO3 + HNO3 2N SCN-; Cl-; Br-; I

-Tạo kết tủa tương ứng AgCN trắng; AgCl trắng; AgBr vàng nhạt; AgI vàng rõ

4 Hổn hợp Mg (NH4OH +

NH4Cl + MgCl2) AsO43-; PO43-

Tạo kết tủa tương ứng MgNH4AsO4 kết tủa màu trắng; MgNH4PO4 kết tủa màu trắng

CrO42-, AsO33-, MnO4-, ClO-, ClO3-, BrO3-, IO3-, NO2-

Giải phóng I2( nhận biết bằng màu trong dung dịch

Br-, I-, CN-, SCN- Làm mất màu KMnO4

8 Không có thuốc thử NO3-, ClO4-

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 12

Chương 3: PHÂN TÍCH CÁC CATION TRONG DUNG DỊCH NƯỚC

THEO HỆ THỐNG ACID – BAZ 3.1 Nhóm cation 1 (các ion kim loại kiềm và NH 4 + ): nhóm này không có

thuốc thử nhóm

3.1.1 Tính chất acid – baz

Hydroxit của kim loại kiềm là các baz mạnh Chúng dễ tan trong nước các

cation không thể hiện tính acid – baz

Ion NH4+ có tính acid yếu và NH3 là một baz yếu

3.1.4 Hợp chất ít tan

Có một số muối ít tan tương tự nhau của K+ và NH4+: KClO4, NH4ClO4,

K2Na[Co(NO2)6] Ion Na+ tạo được một số rất ít hợp chất ít tan: natri kẽm uranyl acetat, Na2SiF6, NaSbO3

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 13

b Kali

- Phản ứng với natri cobantinitrit Na3[Co(NO2)6]: Cho kết tủa vàng

- Phản ứng với natri hidrotatrat NaHC4H4O6: tạo kết tủa trắng tinh thể KHC4H4O6

- Quang phổ nhìn thấy: Đỏ 760 – 770 nm; Tím 404 nm; Màu lửa: tím

c Amoni

- Phản ứng đuổi ion amoni

Do NH4+ là một acid yếu và NH3 dễ bay hơi nên khi đun nóng với dung dịch kiềm thì NH4+

sẽ bị đuổi khỏi dung dịch Khi nung nóng , các muối amoni bị nhiệt phân tạo khí NH3

Nếu acid có tính oxi hóa thì NH3 thoát ra bị oxi hóa cho những sản phẩm khác nhau (N2, N2O,…)

- Phản ứng với thuốc thử Nestler

Thuốc thử Nestler là dung dịch kiềm của muối kali iodomecuriat (K2[HgI4] + KOH) Ion NH4+ phản ứng thuốc thử Nestler cho kết tủa keo nâu đỏ Nếu nồng độ NH4+ rất bé thì ta được dung dịch keo màu da cam

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 14

3.1.6 Sơ đồ phân tích cation nhóm 1

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 15

3.2 Nhóm cation 2 – nhóm kim loại kiềm thổ Thuốc thử nhóm này là dung

dịch H 2 SO 4 loãng và rượu etylic

- Các muối cacbonat tan được trong các acid, kể cả acid acetic do tạo thành

H2CO3 là acid yếu và dễ phân hủy thành CO2

- Các muối cromat: Độ tan tăng từ BaCrO4 đến CaCrO4

- Các muối sunfat có độ tan tăng khi đi từ BaSO4 đến CaSO4 ứng với tích số tan của từng muối được trình bày ở bảng sau:

a Với dung dịch K 2 CrO 4 và K 2 Cr 2 O 7 :

Trong môi trường axit axetic chỉ 2 ion Ba2+

và Pb2+ cho kết tủa màu vàng BaCrO4 và PbCrO4, các ion Sr2+ và Ca2+ không tạo thành kết tủa Với M2+ là

Ba2+ và Pb2+ ta có phản ứng :

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 16

M 2+ + CrO 4 2- → MCrO 4 2M 2+ + Cr 2 O 7 2- + H 2 O → 2 MCrO 4 ↓ + 2H +

Trong đó BaCrO4 không tan trong kiềm, còn PbCrO4 tan trong các dung

dich NaOH, KOH khi đun nóng theo phương trình:

PbCrO 4 + 4OH - → PbO 2 2- + CrO 4 2- + 2H 2 O

b Với dung dịch Na 2 S :

Với dung dịch này chỉ ion Pb2+ tác dụng tạo thành PbS màu đen, thực tế không tan trong các dung dịch HCl, H2SO4, chỉ tan trong các dung dịch HNO3 đun nóng

Pb 2+ + S 2- → PbS ↓ PbO 2 2- + S 2- + 2H 2 O → PbS ↓ + 4 OH -

c Với dung dịch (NH 4 ) 2 C 2 O 4 :

Với thuốc thử này các cation nhóm 2 đều cho kết tủa trắng tinh thể Các kết tủa đều khó tan trong dung dịch axit axetic loãng Dung dịch là thuốc thử này rất nhạy đối với ion Ca2+, nên người ta dùng thuốc thử này để nhận ra cation Ca2+ sau khi tách nó khỏi các ion Ba2+ và Pb2+

CaSO 4 + NH 4 SO 4 → (NH 4 ) 2 [Ca(SO 4 ) 2 ]

Vì vậy sau khi tách Pb2+ và Ba2+ ra khỏi hỗn hợp với Sr2+ và Ca2+, ta dùng dung dịch NH4SO4 làm thuốc thử để nhận biết Sr2+ trong hỗn hợp với Ca2+

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 17

3.2.5 Quy trình phân tích các cation nhóm 2

Tách cation nhóm 2 ra khỏi dunh dịch, cho tác dụng với dung dịch

H2SO4 loãng, dư và rượu etylic, đun nhẹ, li tâm, thu được kết tủa 2 là hỗn hợp sunfat các cation nhóm 2 và dung dịch các cation các nhóm 3,4,5,6 Chuyển sunfat nhóm 2 thành cacbonat bằng cách cho phản ứng 4 lần với dung dịch Na2CO3 đun nóng Hoà tan kết tủa cacbonat bằng dung dịch CH3COOH 6M Thêm vào dung dịch đó dung dịch K2CrO4 để kết tủa BaCrO4 và PbCrO4 Li tâm, lấy kết tủa và nước lọc, chia đôi nước lọc Phần (1) tìm Sr2+

bằng (NH4)SO4, phần (2) tìm

Ca2+ bằng dung dịch (NH4)2C2O4 Cho kết tủa PbCrO4 và BaCrO4 tác dụng với dung dịch NaOH để tách Pb2+ Lấy nước lọc tìm ion Pb2+ bằng dung dịch Na2S Nếu khi tác dụng với NaOH vẫn còn kết tủa vàng không tan, đó là BaCrO4

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 18

3.2.6 Sơ đồ phân tích cation nhóm 2

Sơ đồ phân tích các cation nhóm 2

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 19

3.3 Nhóm 3: các cation tạo được muối clorua ít tan: Ag + , Pb 2+ , Hg 2 2+ ,Cu + ,

Au + : Thuốc thử nhóm này là dung dịch HCl loãng, nguội

Trong dung dịch nước, Hg2+

không màu, có phản ứng acid

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 20

b Ion Pb 2+

Chì tạo được các phức ít bền: PbNO3+, PbCl+, PbI2, PbI+….Chì cũng tạo được các phức tương đối bền với axetat, tatrat, xitrat, thiosunfat, phức với EDTA, phức với xianua Pb4+ tồn tại ở dạng phức PbCl62-, PbCl5- trong dung dịch HCl đặc

c Ion Hg 2+

Ion Hg2+ tạo được phức bền với rất nhiều chất, đa số có số phối trí cực đại n=4 Các phức với sunfat, nitrat, florua ít bền Các phức với clorua, bromua, iodua, xianua, thioxianat, nitrit, thiosunfat, sunfit, axetat, amin, EDTA, etilendiamin đều bền Hg+

cũng tạo được các hợp chất nội phức với nhiều thuốc thử hữu cơ

3.3.3 Tính chất oxi hóa – khử

a Ion Ag +

Ion Ag+ có tính oxi hóa tương đối mạnh Tuy vậy Agvẫn tan được trong các chất oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4 đặc nóng, HCl khi có chất oxi hóa… Tính khử của Ag tăng lên khi có mặt của các chất tạo phức hoặc tạo hợp chất ít tan với ion Ag+ Ion Ag+ bị khử bởi nhiều chất khử: Sn2+, Zn, các chất hữu cơ,…

bị khử dễ dàng bởi các kim loại, kể cả Cu, bởi Sn2+, Fe2+,…

Các hợp chất của Hg22+ không bền Ion Hg22+ có khuynh hướng tự oxi hóa – khử thành hợp chất tương ứng của Hg2+

và Hg kim loại Trong dung dịch nước phản ứng này xảy ra chậm Tuy vậy trong quá trình tạo phức hay tạo hợp chất khó tan với ion Hg2+ thì phản ứng xảy ra nhanh hơn

Khi đun nóng calomen Hg2Cl2 trong dd Cl- dư sẽ chuyển thành phức HgCl42- và Hg

và PbCl3-

SVTH: Nhóm 6 – Lớp ĐHPT8A Trang 22

Các muối clorua của các kim loại còn lại đều có độ tan rất lớn, vì vậy thuốc thử nhóm của các cation thuộc nhóm này là dung dịch HCl loãng, nguội Bằng dung dịch HCl loãng nguội, dư vừa phải, chúng ta tách được các cation Ag+

, Pb2+,

Hg22+ dưới dạng kết tủa ra khỏi hỗn hợp các cation khác Riêng cation Pb2+ có tích

số tan tương đối lớn nên không kết tủa hoàn toàn sẽ lẫn vào nhóm phân tích thứ 2 khi dùng thuốc thử nhóm là dung dịch H2SO4 loãng, cùng với rượu etylic

Đặc tính của các muối clorua trên :

Các kết tủa clorua của Ag(I), Pb(II) và Hg(I) khó tan trong nước và các dung dịch axit vô cơ loãng Tuy nhiên chúng có các đặc điểm khác nhau như sau: AgCl tan được trong dung dịch NH3 loãng vì tạo phức bạc (I) amoniac:

AgCl↓ + 2 NH 3 → [ Ag(NH 3 ) 2 ] + + Cl

-Hg2Cl2 tác dụng với NH3 loãng tạo thành 2 kết tủa, 1 kết tủa màu trắng

NH2HgCl và 1 kết tủa đen Hg:

Hg 2 Cl 2 ↓ + 2NH 3 → [NH 2 Hg]Cl + Hg↓ + NH 4 Cl

PbCl2 thực tế không tan trong NH3 loãng Phản ứng này dùng để nhận biết

Hg2Cl2 khi có mặt đồng thời NaCl và PbCl2 (bằng màu đen kết tủa của Hg) và dung dịch NH3 loãng dùng để tách AgCl ra khỏi hỗn hợp 2 clorua còn lại

Dựa vào độ tan của PbCl2 tăng theo nhiệt độ, có thể dùng nước khi đun nóng để tách PbCl2 ra khỏi hỗn hợp với 2 clorua của 2 kim loại còn lại

Sau đây là phản ứng của các cation nhóm này với vài thuốc thử

b Với dung dịch KI:

Ag+ cho kết tủa màu vàng nhạt AgI ( T= 10-16 ) không tan cả trong NH3 đặc chỉ tan trong dung dịch KCN và Na2S2O3vì tạo thành các phức tan Ag(CN)2 -

và Ag(S2O3)23-