Оксиды и гидроксиды подгруппы цинка

Типичный пример металла, образующего амфотерные соединения. Амфотерными являются соединения цинка ZnO и Zn(OH)₂.

Оксиды Zn, Cd, Hg(II)

1. 2MеO+H₂SO₄=MеSO₄+H₂O ZnO + 2HNO₃ = Zn(NO₃)₂ + H₂O

2. ZnO+2KOH+H₂O=K₂[Zn(OH)₄] (тетраэдр)

3. ZnO+2NaOH=Na₂ZnO₂+Н₂

4. Комплексообразование: HgO+4KI+H₂O=K₂[HgI₄]+2KOH

Оксиды и гидроксиды Zn, Cd, Hg(II)

1. К ислотно-основные свойства

1. ZnCl₂+2KOH_(разб)=Zn(OH)₂+2KCl

2. HgCl₂+2KOH=HgO+2KCl+H₂O HgO+H₂O⇔Hg²⁺+2OH^–

2. Растворение в аммиаке: Zn(OH)₂+4NH_3(p-p)=[Zn(NH₃)₄](OH)₂ Cd(OH)₂+6NH₃(р-р)=[Cd(NH₃)₆](OH)₂ 2HgO+NH_3(р-р)=[Hg₂N](OH)

3. Взаимодействие со щелочами с образованием соли и воды

• Zn(OH)₂+2NaOH=Na₂ZnO₂+Н₂O

Особенность соединений ртути

1. Диспропорционирование Hg2²⁺⇔Hg²⁺+ Hg⁰

1. Оксид Hg(I) неустойчив: Hg₂(NO₃)₂+2KOH=HgO↓+Hg↓+2KNO₃+H₂O

2. Получение и разложение галогенидов:

   1. Hg₂(NO₃)₂+2KCl=Hg₂Cl₂↓+2KNO₃

   2. g₂I₂+2HI=H₂[HgI₄]+Hg (комплексы неустойчивы)

   3. Hg₂(NO₃)₂+2KF=Hg↓+HgO↓+2HF+2KNO₃

3. Соединения Hg(I), Hg(II) окислители в кислой среде

1. 2HgCl₂+SO₂+2H₂O=Hg₂Cl₂↓+H₂SO₄+2HCl

2. 2HgCl₂+SnCl₂+2HCl=Hg₂Cl₂↓+H₂[SnCl₆]

3. Hg₂Cl₂+SnCl₂+2HCl=2Hg+H₂[SnCl₆]

Свойства Zn и Cd похожи. Особенности химии Hg следуют из свойств 6s²-электронной пары, аналогично Tl, Pb, Bi.

Экологическая роль кадмия и ртути

Кадмий. По химическим свойствам этот металл подобен цинку. Он может замещать последний в активных центрах металлсодержащих ферментов, приводя к резкому нарушению в функционировании ферментативных процессов.

В рудных месторождениях кадмий, как правило, присутствует вместе с цинком. В водных системах кадмий связывается с растворенными органическими веществами, особенно если в их структуре присутствует сульфгидрильные группы SH. Адсорбция ионов кадмия донными осадками сильно зависит от кислотности среды. В нейтральных водных средах свободный ион кадмия практически нацело сорбируется частицами донных отложений.

Сейчас основной источник загрязнения окружающей среды этим токсикантом - места захоронения никель-кадмиевых аккумуляторов. Как уже отмечалось, кадмий обнаружен в продуктах извержения вулкана Этна. В дождевой воде концентрация кадмия может превышать 50 мкг/л. В пресноводных водоемах и реках содержание кадмия колеблется в пределах 20-400 нг/л.

При содержании кадмия ~ 0,2-1 мг/л замедляются фотосинтез и рост растений. Интересен следующий зафиксированный эффект: токсичность кадмия заметно снижается в присутствии некоторых количеств цинка, что еще раз подтверждает предположение о возможности конкуренции ионов этих металлов в организме за участие в ферментативном процессе.

Ртуть. В окружающей среде соединения ртути с различной степенью окисления металла, то есть Hg(0), Hg(I), Hg(II), могут реагировать между собой. Наибольшую опасность представляют собой органические, прежде всего алкильные, соединения. Самый емкий аккумулятор соединений ртути (до 97%) - поверхностные воды океанов. Около половины всей ртути в природную среду попадает по техногенным причинам.

Кислотность среды и ее окислительный потенциал влияют на нахождение в водной среде той или иной формы ртути. Так, в хорошо аэрированных водоемах преобладают соединения Hg(II). Ионы ртути легко связываются в прочные комплексы с различными органическими веществами, находящимися в водах и выступающими в качестве лигандов. Особенно прочные комплексы образуются с серосодержащими соединениями. Ртуть легко адсорбируется на взвешенных частицах вод.