ПЕРВАЯ ГРУППА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА

Соединения меди

Из соединений меди (II) применяют меди сульфат. Меди сульфат встречается в виде минералов, содержащих различное число молекул кристаллизационной воды. Меди сульфат можно получить, действуя серной кислотой на металлическую медь в присутствии окислителей. Этот способ лежит в основе современного промышленного производства меди (II) сульфата. Металлическую медь растворяют в нагретой разбавленной серной кислоте при продувании воздуха:

2Cu + 2H₂SO₄ + O₂ ® 2CuSO₄ + 2H₂O

В качестве окислителя можно использовать не только кислород воздуха, но и чистую азотную кислоту:

3Cu + 3H₂SO₄ + 2HNO₃ ® 3CuSO₄ + 4H₂O + 2NO­

Полученный раствор выпаривают досуха для удаления воды и оксидов азота.

Получают меди (II) сульфат также растворением оксида (II) меди в серной кислоте:

CuO + H₂SO₄ ® CuSO₄ + H₂O

Меди (II) сульфат представляет собой кристаллогидрат и отличается характерной синей окраской (табл. 17.1).

17.1. Свойства меди (II) сульфата

При выветривании или прокаливании меди сульфат постепенно теряет кристаллизационную воду, что приводит к уменьшению интенсивности окраски кристаллов. При 105 °C отщепляется две молекулы воды, при 150 °C он обезвоживается до моногидрата. Полная потеря кристаллизационной воды (при 250 °C) сопровождается обесцвечиванием. Меди (II) cульфат легко растворим в воде с образованием растворов нейтральной реакции, практически нерастворим в этаноле.

Для установления подлинности используют свойство иона меди легко восстанавливаться. В качестве восстановителя берут железную пластинку или гвоздь, которые при соприкосновении с раствором меди (II) сульфата покрываются красным налетом металлической меди:

Fe + CuSO₄ ® Cu¯ + FeSO₄

Соли меди (II) в присутствии хлороводородной кислоты окрашивают бесцветное пламя горелки в зеленый цвет.

Ион меди можно идентифицировать, используя способность этого элемента легко образовывать комплексные соединения с раствором аммиака. Под действием аммиака из раствора меди (II) сульфата вначале осаждается голубой осадок:

2CuSO₄ + 2NH₃ · H₂О ® Cu₂(OH)₂SO₄¯ + (NH₄)₂SO₄

Осадок легко растворяется в избытке раствора аммиака, образуя аммиакаты меди темно-синего цвета:

Cu₂(OH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6NH₃ · H₂О ® 2[Cu(NH₃)₄]SO₄ + 8H₂O

Число молекул аммиака в аммиакатах может меняться от одной до четырёх.

Гексацианоферрат (II) калия при pH 7 осаждает ионы меди в виде красно –бурого осадка, растворимого в аммиаке с образованием аммиакатов меди.

Раствор меди (II) сульфата с сульфидом натрия образует черный осадок сульфида меди (II), нерастворимый в хлороводородной кислоте:

CuSO₄ + Na₂S ® CuS¯ + Na₂SO₄

Диэтилдитиокарбаминат натрия образует с ионом меди (II) красного цвета соединение, а дитизон — комплекс красно-фиолетового цвета. Окрашенные продукты извлекаются хлороформом. Меди сульфат дает характерную реакцию на сульфат-ион.

Количественное определение основано на восстановлении катиона меди (II) до меди (I):

2СuSO₄ + 4KI ® 2CuI₂¯ + 2K₂SO₄

2CuI₂ ® 2CuI + I₂

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

2CuSO₄ + 4KI ® 2CuI¯ + I₂ + 2K₂SO₄

Выделившийся иод титруют раствором тиосульфата натрия (индикатор крахмал).

Содержание меди (II) сульфата может быть также установлено комплексонометрическим методом.

Хранят по списку Б в хорошо укупоренной таре, не допуская потери кристаллизационной воды, что может привести к передозировкам при приготовлении лекарственных форм.

Меди (II) сульфат применяют в качестве наружного антисептического, вяжущего или прижигающего средства в виде 0,25%-ных растворов в глазной и урологической практике.

Соединения серебра

В медицинской практике применяют серебра нитрат и коллоидные препараты серебра: колларгол и протаргол.

Получают серебра нитрат действием на металлическое серебро избытком азотной кислоты. Происходит процесс окисления серебра с образованием соли:

3Ag + 4HNO₃ ® 3AgNO₃ + 2H₂O + NO­

Для очистки от примесей полученный серебра нитрат осаждают из раствора хлороводородной кислотой в виде хлорида серебра:

AgNO₃ + HCl ® AgCl¯ + HNO₃

Хлорид серебра промывают и восстанавливают цинковой пылью до металлического серебра:

2AgCl + Zn + H₂SO₄ ® 2Ag¯ + ZnSO₄ + 2HCl

Затем вновь получают серебра нитрат из очищенного металлического серебра, растворяя его в азотной кислоте. Полученный раствор концентрируют до кристаллизации. Кристаллы промывают водой и сушат в темноте. Под влиянием света, особенно в присутствии следов органических веществ, серебра нитрат темнеет, так как происходит восстановление серебра:

AgNO₃ ® Ag + NO­ + O₂­

Серебра нитрат отличается характерной формой кристаллов (табл. 17.2).

Он очень легко растворим в воде с образованием растворов практически нейтральной реакции. Трудно растворим в этаноле.

17.2. Свойства серебра нитрата

Для испытания подлинности серебра нитрата использованы те же принципы, что и при идентификации меди (II) сульфата: восстановление и способность к комплексообразованию. Серебро восстанавливается из аммиачного раствора серебра нитрата при нагревании с раствором формальдегида:

AgNO₃ + NH₃ · H₂O ® AgOH + NH₄NO₃

AgOH + 2NH₃ ® [Ag(NH₃)₂]OH

Эти реакции лежат в основе образования «серебряного зеркала» — тонкой блестящей пленки серебра на стенках пробирки.

Ион серебра можно открыть с помощью реакции, которую используют для обнаружения хлорид-иона. Реактивом при этом служит раствор хлороводородной кислоты или хлорида натрия. Осаждающийся хлорид серебра нерастворим в азотной кислоте, но растворяется в растворе аммиака с образованием комплексного соединения:

AgNO₃ + HCl ® AgCl¯ + HNO₃

AgCl + 2NH₃ · H₂О ® [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

Для обнаружения иона серебра можно применить реакцию осаждения с иодид-ионом. Образуется желтого цвета осадок иодида серебра, нерастворимый в растворах аммиака и азотной кислоты.

Ион серебра можно обнаружить, используя реакцию осаждения с хроматом калия, по образованию оранжево-красного осадка хромата серебра:

AgNO₃ + K₂CrO₄ ® AgCrO₄¯ + 2KNO₃

Нитрат-ион обнаруживают по реакции с дифениламином (см. ч. 2, гл. 13).

Количественно серебра нитрат определяют тиоцианатометрическим (роданометрическим) методом:

AgNO₃ + NH₄NCS ® AgNCS¯ + NH₄NO₃

Избыток титранта — тиоцианата аммония взаимодействует с индикатором — железоаммониевыми квасцами, окрашивая смесь по окончании титрования в розовый цвет:

3NH₄NCS + FeNH₄(SO₄)₂ ® Fe(NCS)₃ + 2(NH₄)₂SO₄

Серебра нитрат хранят по списку А в хорошо укупоренных банках с притертой пробкой, в защищенном от света месте, чтобы не допустить восстановления серебра нитрата до металлического серебра.

Применяют серебра нитрат в качестве антисептического средства наружно в виде 1–2%-ных водных растворов для лечения глазных и кожных заболеваний. (Необходимо очень тщательно контролировать концентрацию.)