Вопрос №22.

Общая характеристика подгруппы.

Cu, Ag, Au каждый в своем периоде является предпоследними d-элементами. В атомах элементов подгруппы меди происходит «провал» s-электрона, приводящий к полному заполнению электронами d-орбиталей. Т.о., конфигурация внешних уровней: (n-1)d¹⁰ns¹. Для элементов подгруппы меди характерны С.О. +1, +2, +3. Причем для меди наиболее характерна С.О.+2, для Ag +1, для Au +3.(как видишь не про все элементы)

Mn²⁺

a)гидроксид натрия осаждает гидроксид марганца

MnCL₂+2NaOH=Mn(OH)_{2↓ (белый)}+ 2NaCl

Mn²⁺+2OH^-=Mn(OH)_2↓

Легко р-рим в к-тах и не р-рим в щелочах

Mn(OH)₂+2HCL=MnCL₂+2H₂O

Mn(OH)₂+2H⁺=Mn²⁺+2H₂O

окисление пероксидом водорода в щелочной среде. Темно-бурая окраска

MnCL₂+H₂O₂+2NaOH=H₂MnO_3↓+2NaCL+H₂O

Mn²⁺+ H₂O₂ + 2OH^- = H₂MnO_{3 ↓+} H₂O

Fe²⁺

а)щелочи осаждают серо-зеленый гидроксид железа

FeCL₂+2NaOH=Fe(OH)_2↓+2NaCL

Fe²⁺+2OH^-=Fe(OH)_2↓

Легко р-рим в к-тах и не р-рим в щелочах

Fe(OH)₂+2HCL=FeCL₂+2H₂O

Fe(OH)₂+2H⁺=Fe²⁺+2H₂O

Образование осадка турнбулевой сини

3FeCL₂+2K₃[Fe(CN)₆]= Fe₃[Fe(CN)₆]_2↓+6KCL

3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-=Fe₃[Fe(CN)₆]_2↓

разлагается щелочами

Fe₃[Fe(CN)₆]₂+6KOH=3Fe(OH)₂+2K₃[Fe(CN)₆]

Fe₃[Fe(CN)₆]₂+6OH^-=3Fe(OH)₂+2[Fe(CN)₆]^3-

Fe³⁺

образование берлинской лазури

4FeCL₃+3K₄[Fe(CN)₆]=Fe₄[Fe(CN)₆]_{3↓ (синий)}+12KCL

4Fe³⁺+3[Fe(CN)₆]^4-=Fe₄[Fe(CN)₆]_3↓

разлагается щелочами

Fe₄[Fe(CN)₆]₃+12KOH=4Fe(OH)₃+3[Fe(CN)₆]

Fe₄[Fe(CN)₆]₃+12OH^-=4Fe(OH)₃+3[Fe(CN)₆]^4-

реакция образование роданида железа кроваво-красного цвета

FeCL₃+3KCNS=Fe(CNS)_3↓+3KCL

Fe³⁺+3CNS^-=Fe(CNS)₃

Cu²⁺

CuSO_{4 +} 2NaOH= Cu(OH)_2↓ + Na₂SO₄

Cu²⁺ + 2OH^- = Cu(OH)₂

Легко растворим в соляной кислоте

Cu(OH)₂ + 2 HCl = CuCl₂ + 2H₂O

Cu(OH)₂ + 2H⁺ = Cu²⁺ + 2H₂O

действие избытка гидроксида аммония с образованием аммиаката меди голубоватого цвета

2CuSO₄+2NH₄OH=Cu₂(OH)₂SO₄+(NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄ +8NH₄OH = [Cu(NH₃)₄ SO₄ + [Cu(NH₃)₄](OH)₂ + 8 H₂O

Cu₂(OH)₂SO₄ + 8NH₄OH=2[Cu(NH₃)₄]²⁺+SO₄^2-+8H₂O

Ag⁺

AgNO₃ + HCl = AgCl↓(белый) + HNO₃

Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓

образование хлорида серебра при действии соляной к-ты или солей

AgCL+2NH₄OH=[Ag(NH₃)₂]CL+2H₂O

AgCL+2NH₄OH=[Ag(NH₃)₂]⁺+CL^-+2H₂O

образование осадка хромата серебра кирпично-красного цвета при действии хромата калия

2Ag⁺+CrO₄^2-=Ag₂CrO₄

растворим в гидроксиде аммония с образованием комплексного иона и в азотной к-те

2 Ag₂CrO₄+4H⁺+4NO₃^-=2H⁺+Cr₂O₇^2-+4Ag⁺+

+4NO₃^-+H₂O

2 Ag₂CrO₄+2H⁺=4Ag⁺+Cr₂O₇^2-+H₂O

Важнейшие свойства

С кислородом медь образует два оксида – черный CuO и красный Cu₂O.

2Cu + O₂ →^400-500 2CuO

4CuO →^{выше 1100} 2Сu₂O + O₂

CuO получают также термическим разложением основного карбоната меди:

Cu₂(OH)₂CO₃ → 2CuO + H₂O + CO₂

CuO легко восстанавливается водородом:

CuO + H₂ →³⁰⁰ Cu + H₂O

Cu₂O готовят, добавляя к раствору CuSO₄ щелочь и восстановитель – глюкозу, гидразин или гидроксиламин. Сначала выпадает желтый осадок высокодисперсного Cu₂O, который довольно быстро превращается в красный Cu₂O, состоящий из более крупных частиц.

Cu₂O и CuO не взаимодействуют с водой. С кислотами реагируют с образованием солейCu⁺ и Сu²⁺. Легкл растворяются в водном растворе аммиака с образованием комплексных соединений:

Cu₂O + 4NH₃ + H₂O → 2[Cu(NH₃)₂]OH – бесцветный

CuO + 4NH₃ + H₂O → [Co(NH₃)₄](OH)₂ – темно-синий

При действии щелочей на растворы солей Cu²⁺ осаждается синий гидроксид Cu(OH)₂. Это слабое основание, обладающее в большей степени амфотерными свойствами.

Cu(OH)₂ + 2NaOH → Na₂[Cu(OH)₄] – ярко-синий

Cu(OH)₂ + 2HCl + 4H₂O → [Cu(H₂O)₆]Cl₂ – голубой

Cu(OH)₂ легко разлагается при нагревании (кипячении раствора):

Cu(OH)₂ → CuO + H₂O

Хлорид меди (II):

CuO, (Cu(OH)₂), + 2HCl + H₂O→ CuCl₂ * 2H₂O – сине-зеленые кристаллы

С хлоридами щелочных металлов:

CuCl₂ + 2NaCl → Na₂[CuCl₄]

Нитрат меди (II) образует кристаллогидрат Cu(NO₃)₂*6H₂O синего цвета. При нагревании нитрата меди (II) происходит разложение:

2Cu(NO₃)₂ → 2CuO + 4NO₂ + O₂

при действии на растворы, содержащие ионы Cu²⁺, карбонатов щелочных металлов, образуется основной карбонат меди (зеленовато-голубой осадок):

2CuSO₄ + 2Na₂CO₃ + H₂O → Cu₂(OH)₂CO₃ + 2Na₂SO₄ + CO₂

Известно несколько соединений меди (III), в частности, Сu₂O₃, имеющий красную окраску:

2Cu(OH)₂ + 2KOH + K₂S₂O₈ → Cu₂O₃ + 2K₂SO₄ + 3H₂O

Сu₂O₃ – очень сильный окислитель

Для серебра наиболее распространены соединения Ag⁺. Получают:

2AgNO₃ + 2KOH → Ag₂O (бурый осадок) + 2KNO₃ + H₂O

образование этого оксида обусловлено тем, что AgOH существует только в очень разбавленном растворе и при выделении он разлагается. Ag₂O немного растворим в воде, раствор имеет щелочную реакцию, т.к. AgOH сильное основание. Поэтому соли Ag⁺ не подвергаются гидролизу. При t= 300⁰C:

2Ag₂O → 4Ag + O₂

Соединения золота являются окислителями и восстанавливаются легче, чем соединения серебра. Например, в водном растворе быстро происходит реакция с сульфатом железа:

H[AuCl₄] + 3FeSO₄ → Au + Fe₂(SO₄)₃ + FeCl₃ + HCl

Соединения Cu, Ag, Au ядовиты, особенно соединения меди