Методические указания занятия № 8 для студентов I курса фармацевтического факультета

Тема: d- элементы II B группы перилдической системы Д.И.Менделеева. Цинк, ртуть, кадмий и свойства их соединений. Аналитические реакции на ионы Zn²⁺, Cd²⁺, [Hg₂]²⁺ , Hg²⁺.

ЦЕЛЬ: Изучить химические и аналитические свойства соединений элементов IIВ группы периодической системы Д.И.Менделеева.

ЦЕЛЕВЫЕ ЗАДАЧИ:

1. Получить и изучить свойства гидроксидов цинка и кадмия.

2. Получить и ищучить свойства оксидов ртути(I) и ртути(II).

3 Изучить действие раствора аммиака на соединения ртути (II).

4. Выполнить аналитические реакции на ионы Zn²⁺, Cd²⁺, [Hg₂]²⁺ , Hg²⁺.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ:

1. Общая характеристика элементов IIВ группы. Закономерности изменения строения электронной оболочки атомов и химических свойств.

2. Цинк. Нахождение в природе, получение. Химическая активность. Соединения цинка (II). Оксид и гидроксид цинка, их амфотерность. Растворимость и гидролиз солей цинка. Комплексные соединения.

3. Ртуть. Особые свойства: пониженная химическая активность, ковалентность химических связей, образование связей между атомами ртути. Катион ртути (I).

4. Соединения ртути (I) и ртути (II). Нитраты ртути. Гидролиз. Основные соли. Оксиды и галогениды ртути. Каломель и сулема. Амидохлорид ртути. Окислительно-восстановительные свойства соединений ртути. Комплексные соединения.

5. Кадмий. Химическая активность. Соединения кадмия(II) ,их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства. Растворимость и гидролиз солей. Комплексные соединения кадмия.

6. Биологическая роль элементов IIВ группы. Химические основы применения соединений цинка, кадмия, ртути в медицине и фармации.

7. Аналитические реакции на ионы Zn²⁺, Cd²⁺, [Hg₂]²⁺ , Hg²⁺.

К ЗАНЯТИЮ ПОВТОРИТЬ:

1. Амфотерные соединения. Ионизация амфотерных соединений по кислотному и основному типам.

2. Изоэлектрическая точка. Расчет рН в изоэлектрической точке.

3. Использование яфления амфотерности в химическом анализе.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:

Металлическая ртуть и ее соединения являются сильными ядами.

При работе с ртутью и ее соединениями необходимо соблюдать следующие правила:

1. Все приборы и посуду, которые содержат ртуть, следует ставить на поднос предназначенный для работы с ртутью.

2. Опыты необходимо вести в вытяжном шкафу.

3. Все остатки ртути и растворов, содержащих соединения ртути, выливать в специальныю склянку.

4. После работы с ртутью необходимо тщательно вымыть руки.

Материальное обеспечение:

Оборудование: штатив с пробирками, пробиркодержатель, спиртовка, пипетки, стеклянные палочки, груши.

Реактивы: растворы солей цинка, кадмия, ртути, растворы кислот и щелочей, раствор гидроксида аммония, растворы гексацианоферрата (II) калия, иодида калия,

тиомочевины, дифенилкарбазида, дифенилкарбазона, дифенилтиокарбазона, хромата калия.

ОПЫТ №1. ПОЛУЧЕНИЕ ГИДРОКСИДОВ ЦИНКА, КАДМИЯ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ.

К 2 мл растворов солей цинка и кадмия добавьте по каплям раствор щелочи. Отметьте цвет образовавшихся осадков. Полученные осадки испытайте к действию кислот и избытку щелочей. Напишите уравнения реакций, сделайте вывод о химической природе гидроксидов цинка и кадмия.

ОПЫТ №2. ПОЛУЧЕНИЕ И СВОЙСТВА ОКСИДА РТУТИ (I) И РТУТИ (II).

К 1 мл растворов нитратов ртути (I) и (II) добавьте 1 мл 2моль/л раствора гидроксида натрия. Что наблюдается? Изучите отношение полученных веществ к действию разбавленной азотной кислоты. Напишите уравнения реакций, сделайте вывод.

ОПЫТ №3. ДЕЙСТВИЕ РАСТВОРА АММИАКА НА СОЕДИНЕНИЯ РТУТИ (I).

К 1 мл раствора нитрата ртути (I) добавьте раствор хлороводородной кислоты. К полученному осадку прилейте раствор аммиака. Напишите уравнения реакций. Сделайте вывод о действии аммиака на нерастворимые соли ртути (I).

ОПЫТ №4. ВЫПОЛНЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ РЕАКЦИЙ НА ИОНЫ Zn²⁺, Cd²⁺, [Hg₂]²⁺, Hg²⁺.

КАЧЕСТВЕННЫЕ РЕАКЦИИ ИОНА Zn²⁺.

1. Реакция с гексацианоферратом (II) калия ( фармакопейная )

К 3-4 каплям раствора соли цинка приливают равное количество капель раствора гексацианоферрат(II) калия. Наблюдают выпадение белого осадка.

3 ZnCl₂ + 2 K₄[Fe(CN)₆] K₂Zn₃[Fe(CN)₆] (т) + 6 KCl

Осадок не растворим в 2 моль/л растворе хлороводородной кислоты, растворим в растворах щелочей.

2. Реакция с раствором аммиака.

К 3-4 каплям раствора соли цинка приливают равное количество капель раствора аммиака. Наблюдают выпадение белого осадка. Добавляют еще 3-4 капли раствора аммиака, наблюдают растворение осадка.

Zn²⁺ + 2 NH₃х H₂O  Zn(OH)₂ (т) + 2 NH₄⁺

Zn(OH)₂+ 4 NH₃х H₂O  [Zn(NH₃)₄](OH)₂+ 4 H₂O

3. Реакция с сероводородом или сульфидом натрия.

К 3-4 каплям раствора соли цинка добавляют 2-3 капли раствора ацетата натрия и 5-7 капель сероводородной воды. Наблюдают образование белого осадка.

Zn²⁺ + H₂S  ZnS(т) + 2H⁺

Осадок сульфида цинка не растоврим в уксусной кислоте и разведенной хлороводородной кислоте. Присутствие окислителей мешает проведению реакции.

4. Реакция с дифенилкарбазоном.

К 3-4 каплям раствора соли цинка добавляют по каплям раствор гидроксида натрия до растворения осадка. Прибавляют 2 капли ацетатного буферного раствора и несколько капель хлороформного раствора дитизона. Смесь встряхивают. Наблюдают малиново-красную окраску хлороформного слоя.

Проведению реакции мешают ионы серебра, висмута, меди. Для связывания их в комплексное соединение добавляют раствор тиосульфата натрия.

N=N-C₆H₅ H₅ C₆-NH-N- Zn -N-NH-C₆H₅

Zn²⁺ + 2 S=C  C=S S=C +2H⁺

NH-NH-C₆H₅

H₅C₆-N=N N=N-C₆H₅

АНАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА ИОН Cd²⁺