Аналитическая химия

Аналитические реакции катиона ртути (I) H₂²⁺. Реакция с хлорид-ионами. Катионы Hg₂⁺ при взаимодействии с хлорид-ионами Сl^– в растворах образуют белый осадок каломели Hg₂Cl₂:
Hg₂²⁺ + 2Cl^- → Hg₂Cl₂.
На свету осадок постепенно чернеет с выделением тонкодисперсной ме­таллической ртути:
Hg₂Cl₂ → HgCl₂ + Hg.
Осадок не растворяется в разбавленной, но растворяется в концентриро­ванной азотной кислоте:
3HgCl₂ + 8HNO₃ → 3HgCl₂ + 3Hg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O.
При прибавлении к осадку каломели раствора аммиака он темнеет вследствие выделения тонкодисперсной металлической ртути:
Hg₂Cl₂ + 2NH₃ → NH₂HgCl + Hg + NH₄Cl.
Реакции образования каломели и ее взаимодействие с аммиаком используются при дробном открытии ртути (I).
Методика. В пробирку вносят около 5 капель раствора нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂ и прибавляют такое же количество раствора хлорида натрия. Выпадает белый осадок каломели. Осадок разделяют на две части. К одной части прибавляют концентрированную азотную кислоту – осадок растворяется. К другой части прибавляют несколько капель раствора аммиака — осадок чернеет.
Восстановление Hg₂²⁺ до металлической ртути хлоридом олова (II). Катионы ртути при реакциях с восстановителями дают металлическую ртуть.
Так, при реакции Hg₂²⁺ с хлоридом олова (II) выделяющийся вначале белый осадок каломели Hg₂Cl₂ постепенно чернеет вследствие образования тонкодисперсной металлической ртути при восстановлении Hg₂²⁺ оловом(II):
Hg₂²⁺ + 2Cl^– → HgСl₂;
Hg₂Cl₂ + [SnCl₄]^2– → 2Hg + [SnCl₆]^2–.
Мешают катионы ртути (II) Hg²⁺, также восстанавливающиеся до металлической ртути.
Методика. В пробирку вносят 2 капли раствора нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂ и прибавляют 2 капли раствора хлорида олова (II). Выпадает белый осадок каломели, постепенно чернеющий за счет выделения металлической ртути.
Восстановление Hg²⁺ металлической медью. Катионы Hg₂²⁺ восстанавливаются металлической медью до металлической ртути, образующей с медью амальгаму меди:
Hg₂²⁺ + Cu → 2Hg + Cu²⁺.
Мешают катионы ртути (II) Hg²⁺, дающие такой же эффект.
При нагревании ртуть улетучивается (отличие от аналогичной реакции с солями серебра).
Методика. На свежеочищенную (промытую раствором аммиака и затем дистиллированной водой или протертую наждаком) медную поверхность (например, на медную монету) наносят каплю раствора Hg₂(NO₃)₂. Через некоторое время на поверхности образуется серое пятно амальгамы меди, которое после протирания поверхности мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой становится блестящим.
Если медную монету полностью погрузить в раствор Hg₂(NO₃)₂, а затем после извлечения из раствора через некоторое время протереть мягкой тканью или сухой фильтровальной бумагой, то вся монета становится блестящей.
Реакция с водным раствором аммиака. Катионы Hg²⁺ реагируют с аммиаком в водном растворе с образованием черного осадка, представляющего собой смесь тонкодисперсной металлической ртути и соли, содержащей катион [OHg₂NH₂]NO₃. Если в качестве соединения ртути (I) использовать нитрат Hg₂(NO₃)₂, то реакцию можно описать схемой:
2Hg₂(NO₃)₂ + 4NH₃ + H₂O → [OHg₂NH₂] NO₃ + 2Hg + 3NH₄NO₃.
Методика. В пробирку вносят 2–3 капли раствора нитрата ртути (I) Hg₂(NO₃)₂ и прибавляют 5 капель раствора аммиака. Выпадает черный осадок.
Реакция с иодидами. Катионы Hg₂²⁺ образуют при взаимодействии с иодид-ионами I^– зеленый осадок иодида ртути (I) Hg₂I₂, растворимый в избытке реактива с образованием бесцветного комплексного тетраиодо-меркурат (II)-иона [HgI₄]^2– и черного осадка тонкодисперсной металлической ртути:
Hg₂²⁺ + 2I^– → Hg₂I₂;
Hg₂I₂ + 2I^– → [HgI₄]^2– + Hg.
Методика. В пробирку вносят 3–4 капли раствора Hg₂(NO₃)₂ и прибавляют одну каплю раствора иодида калия KI. Выпадает осадок Hg₂I₂. Добавляют избыток (5 – 10 капель) раствора KI. На дне пробирки под бесцветным раствором остается черный осадок металлической ртути.
Реакция с хромат-ионами. Катионы Hg₂²⁺ образуют с хромат-ионами СгО₄^2– кирпично-красный осадок хромата ртути (I) Hg₂CrO₄:
Hg₂²⁺ + CrO₄^2– → Hg₂CrO₄.
Мешают все катионы, образующие малорастворимые хроматы (Sr²⁺, Ba²⁺, Рb²⁺ и др.).
Методика. В пробирку вносят 3–4 капли раствора Hg₂(NO₃)₂, прибавляют 1–2 капли раствора хромата калия К₂СrO₄. Выпадает красный осадок хромата ртути (I).
Реакция с щелочами. Щелочи (NaOH, КОН) выделяют из растворов, содержащих катионы Hg₂²⁺, черный осадок оксида ртути (I) Hg₂O:
Hg₂²⁺ + 2OH^– → Hg₂O + H₂O.
Осадок растворяется в азотной и концентрированной уксусной кислотах.
Методика. В пробирку вносят 3–4 капли раствора Hg₂(NO₃)₂ и прибавляют 2–3 капли раствора NaOH или КОН. Выделяется черный осадок оксида ртути (I).
Другие реакции катионов pmymu (I). Катионы Hg₂²⁺ образуют осадки при реакциях: с сульфид-ионами S^2– – черный HgS + Hg; с иодат-ионами IO₃^– – желтый Hg₂(IO₃)₂; с оксалат-ионами С₂O^2– – белый Hg₂C₂O₄; с фосфат-ионами — белый (Hg₂)₃(PO₄)₂; с карбонат-ионами – желтый Hg₂CO₃ (быстро темнеющий вследствие разложения по схеме: Hg₂CO₃ → HgO + Hg + CO₂); с K₄[Fe(CN)₆] и K₃[Fe(CN)₆] – соответственно бледно-желтый и желто-зеленый ферро- и феррицианиды ртути.
С дифенилкарбазидом катионы Hg₂⁺ образуют комплексы синего цвета.