Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Общая характеристика IVA группы Периодической системыВ IVA группе находятся самые важные элементы, без которых не было бы ни нас, ни Земли, на которой мы живем. Это углерод – основа всей органической жизни, и кремний – «монарх» царства минералов. Если углерод и кремний – типичные неметаллы, а олово и свинец – металлы, то германий занимает промежуточное положение. Одни учебники относят его к неметаллам, а другие – к металлам. Он серебристо-белого цвета и внешне похож на металл, но имеет алмазоподобную кристаллическую решетку и является полупроводником, как и кремний. От углерода к свинцу (с уменьшением неметаллических свойств): w уменьшается устойчивость отрицательной степени окисления (-4) w уменьшается устойчивость высшей положительной степени окисления (+4) w увеличивается устойчивость низкой положительной степени окисления (+2)
Углерод – основная составная часть всех организмов. В природе встречаются как простые вещества, образованные углеродом (алмаз, графит), так и соединения (углекислый газ, различные карбонаты, метан и другие углеводороды в составе природного газа и нефти). Массовая доля углерода в каменных углях доходит до 97 %.
В неорганических веществах степень окисления углерода +II и +IV. С такими степенями окисления углерода существуют два оксида. Ca2 + 2OH +CO2 = CaCO3 + H2O;
По содержанию в организме человека (21,15%) угле–род относится к макроэлементам. Он входит в состав всех тканей и клеток в форме белков, жиров, углево–дов, витаминов, гормонов. С биологической точки зре–ния углерод является органогеном номер 1.
В фармакологии и медицине широко используются различные соединения углерода — производные угольной кислоты и карбоновых кислот, различные гетероциклы, полимеры и другие соединения. Так, карболен (активированный уголь), применяется для абсорбции и выведения из организма различных токсинов; графит (в виде мазей) — для лечения кожных заболеваний; радиоактивные изотопы углерода — для научных исследований (радиоуглеродный анализ). Углерод является основой всех органических веществ. Любой живой организм состоит в значительной степени из углерода. Углерод — основа жизни. Источником углерода для живых организмов обычно является СО2 из атмосферы или воды. В результате фотосинтеза он попадает в биологические пищевые цепи, в которых живые существа поедают друг друга или останки друг друга и тем самым добывают углерод для строительства собственного тела. Биологический цикл углерода заканчивается либо окислением и возвращением в атмосферу, либо захоронением в виде угля или нефти. Аналитические реакции карбонат - иона СО32-
Карбонаты - соли нестабильной, очень слабой угольной кислоты Н2СО3, которая в свободном состоянии в водных растворах неустойчива и разлагается с выделением СО2: Н2СО3 -- СО2 + Н2О Карбонаты аммония, натрия, рубидия, цезия растворимы в воде. Карбонат лития в воде мало растворим. Карбонаты остальных металлов мало растворимы в воде. Гидрокарбонаты растворяются в воде. Карбонат - ионы в водных растворах бесцветны, подвергаются гидролизу. Водные растворы гидрокарбонатов щелочных металлов не окрашиваются при прибавлении к ним капли раствора фенолфталеина, что позволяет отличить растворы карбонатов от растворов гидрокарбонатов (фармакопейный тест). 1.Реакция с хлоридом бария. Ва2+ + СОз2- —> ВаСО3 (белый мелкокристаллический) Аналогичные осадки карбонатов дают катионы кальция (СаСО3) и стронция (SrCO3). Осадок растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте. В растворе H2SO4 образуется белый осадок BaSO4. К осадку медленно, по каплям прибавляют раствор НС1 до полного растворения осадка: ВаСОз + 2 НС1 ->• ВаС12+ СО2 + Н2О 2.Реакция с сульфатом магния (фармакопейная). Mg2+ + СОз2- ->MgCO3 (белый) Гидрокарбонат - ион НСО3- образует с сульфатом магния осадок MgCO3 только при кипячении: Mg2+ + 2 НСОз- -> MgCO3 + СО2 + Н2О Осадок MgCO3 растворяется в кислотах. 3. Реакция с минеральными кислотами (фармакопейная). СО32- + 2 Н3О = Н2СО3 + 2Н2О НСО3- + Н3О+ = Н2СО3 + 2Н2О Н2СО3 -- СО2 + Н2О Выделяющийся газообразный СО2 обнаруживают по помутнению баритоновой или известковой воды в приборе для обнаружения газов, пузырьков газа (СО2), в пробирке - приемнике - помутнение раствора. 4.Реакция с гексацианоферратом (II) уранила. 2СО32- + (UО2)2[Fe(СN)6](коричневы)-> 2 UO2CO3 (бесцветный) + [Fe(CN)6]4-
Коричневый раствор гексацианоферрата (II) уранила получают, смешивая раствор ацетата уранила (CH3COO)2UO2 с раствором гексацианоферрата (II) калия: 2(СН3СОО)2ГО2 + K4[Fe(CN)6]-> (UO2)2[Fe(CN)6] + 4 СН3СООК К полученному раствору прибавляют по каплям раствор Na2CO3 или К2СО3 при перемешивании до исчезновения коричневой окраски. 5.Раздельное открытие карбонат - ионов и гидрокарбонат - ионов реакциями с катионами кальция и с аммиаком. Если в растворе одновременно присутствуют карбонат - ионы и гидрокарбонат - ионы, то каждый из них можно открыть раздельно. Для этого вначале к анализируемому раствору прибавляют избыток раствора СаС12. При этом СОз2- осаждаются в виде СаСО3: СОз2- + Са2+ = СаСО3 Гидрокарбонат - ионы остаются в растворе, так как Са(НСО3)2 растворами в воде. Осадок отделяют от раствора и к последнему добавляют раствор аммиака. НСО2- -анионы с аммиаком и катионами кальция дают снова осадок СаСО3: НСОз- + Са2+ + NH3 -> СаСОз + NH4+ 6. Другие реакции карбонат - иона. Карбонат - ионы при реакции с хлоридом железа (III) FeCl3 образуют бурый осадок Fe(OH)CO3, с нитратом серебра - белый осадок карбоната серебра Ag2CO3, растворимый в НЪТОз и разлагающийся при кипячении в воде до темного осадка Ag2O иСО2: Ag2CO3 -> Ag2O + СО2 Аналитические реакции ацетат - иона CH3COO'
Ацетат - ион СН3СОО- - анион слабой одноосновной уксусной кислоты СН3СООН: в водных растворах бесцветен, подвергается гидролизу, не обладает окислительно -восстановительными свойствами; довольно эффективный лиганд и образует устойчивые ацетатные комплексы с катионами многих металлов. При реакциях со спиртами в кислой среде дает сложные эфиры. Ацетаты аммония, щелочных и большинства других металлов хорошо растворяется в воде. Ацетаты серебра CH3COOAg и ртути (I) менее ацетатов других металлов растворимы в воде. 1.Реакция с хлоридом железа (III) (фармакопейная). При рН = 5-8 ацетат - ион с катионами Fe(III) образует растворимый темно - красный (цвета крепкого.чая) ацетат или оксиацетат железа (III). В водном растворе он частично гидролизуется; подкисление раствора минеральными кислотами подавляет гидролиз и приводит к исчезновению красной окраски раствора. 3 СНзСООН + Fe -->• (CH3COO)3Fe + 3 Н+ При кипячении из раствора выпадает красно-бурый осадок основного ацетата железа (III): (CH3COO)3Fe + 2 Н2О <- Fe(OH)2 CH3COO + 2 СН3СООН В зависимости от соотношений концентраций железа (III) и ацетат - ионов состав осадка может изменяться и отвечать, например, формулам: Fe ОН (СН3СОО)2, Fe3(OH)2O3 (CH3COO), Fe3 О (ОН)(СН3СОО)6 или Fe3(OH)2 (СН3СОО)7. Проведению реакции мешают анионы СО32-, SO3'-, РО43-, [Fe(CN)6]4, образующие осадки с железом (III), а также анионы SCN- (дающие красные комплексы с катионами Fe3+), иодид - ион Г,окисляющийся до йода 12, придающего раствору желтую окраску. 2.Реакция с серной кислотой. Ацетат - ион в сильно кислой среде переходит в слабую уксусную кислоту, пары которой имеют характерный запах уксуса: СН3СОО- + Н+ <- СН3СООН Проведению реакции мешают анионы NO2\ S2-, SO32-, S2O32-, также выделяющие в среде концентрированной H2SO4 газообразные продукты с характерным запахом. 3.Реакция образования уксусноэтилового эфира (фармакопейная). Реакцию проводят в сернокислой среде. С этанолом: СН3СОО- + Н+ -- СН3СООН СН3СООН + С2Н5ОН = СН3СООС2Н4 + Н2О Выделяющийся этилацетат обнаруживают по характерному приятному запаху. Соли серебра катализируют эту реакцию, поэтому при ее проведении рекомендуется добавлять небольшое количество AgNO3. Аналогично при реакции с амиловым спиртом С5НцОН образуется также обладающий приятным запахом амилацетат СН3СООС5Ни (-грушевая-) Ощущается характерный запах этилацетата, усиливающийся при осторожном нагревании смеси. Аналитические реакции тартрат - иона РОС- СН(ОН) - СН(ОН) - СОСТ. Тартрат- ион - анион слабой двухосновной винной кислоты: НО-СН-СООН НО -СН- СООН
Тартрат - ион хорошо растворим в воде. В водных растворах тартрат - ионы бесцветны, подвергаются гидролизу, склонны к комплексообразованию, давая устойчивые тартратные комплексы с катионами многих металлов. Винная кислота образует два ряда солей – средние тартраты, содержащие двух зараядный тартрат – ион СОСН(ОН)СН(ОН)СОО-, и кислые тартраты – гидротартраты, содержащие однозарядный гидротартрат – ион НОООСН(ОН)СН(ОН)СОО-. Гидротартрат калия (-винный камень-) КНС4Н4О6 практически не растворм в воде, что используется для открытия катионов калия. Средняя кальциевая соль также мало растворима в воде. Средняя калиевая соль К2С4Н4О6 хорошо растворяется в воде. I. Реакция с хлоридом калия (фармакопейная). С4Н4О62- + К++ Н+ -> КНС4Н4О61 (белый) 2. Реакция с резорцином в кислой среде (фармакопейная). Тартраты при нагревании с резорцином мета - С6Н4(ОН)2 в среде концентрированной серной кислоты образуют продукты реакции вишнево - красного цвета. 14) Реакции с аммиачным комплексом серебра. Выпадает черный осадок металлического серебра. 15) Реакция с сульфатом железа (II) и пероксидом водорода. Прибавление разбавленного водного раствора FeSO4 и Н2О2 к раствору, содержащему тартраты. приводит к образованию к образованию неустойчивого комплекса железа жатого цвета. Последующая обработка раствором щелочи NaOH приводит к кяншиовению комплекса голубого цвета. Аналитические реакции оксалат- иона С2О42- Оксалат- ион С2О42-- анион двухосновной щавелевой кислоты Н2С2О4 средней силы, сравнительно хорошо растворимой в воде. Оксалат- ион в водных растворах бесцветен, частично гидролизуется, сильный восстановитель, эффективный лиганд -образует устойчивые оксалатные комплексы с катионами многих металлов. Оксалаты щелочных металлов, магния и аммония растворяются в воде, а других металлов мало растворимы в воде. 1Реакция с хлоридом бария Ва2+ + С2О42- = ВаС2О4 (белый) Осадок растворяется в минеральных кислотах и в уксусной кислоте (при кипячении). 2. Реакция с хлоридом кальция (фармакопейная): Са2+ + С2О42- = СаС2О4 (белый) Осадок растворяется в минеральных кислотах, но не растворяется в уксусной кислоте. 3. Реакция с нитратом серебра. 2 Ag+ + С2О42- —> Ag2C2O4.|.(творожистый) Проба на растворимость. Осадок делят на 3 части: а). В первую пробирку с осадком прибавляют по каплям при перемешивании раствор HNO3 до растворения осадка; б). Во вторую пробирку с осадком прибавляют по каплям при перемешивании концентрированный раствор аммиака до растворения осадка; в). В третью пробирку с осадком прибавляют 4-5 капель раствора НС1; в пробирке остается белый осадок хлорида серебра: Ag2C2O4 + 2 НС1 -> 2 АС1 (белый) + Н2С2О4 4.Реакция с перманганатом калия. Оксалат ионы с КМпО4 в кислой среде окисляются с выделением СО2; раствор КМпО4 при этом обесцвечивается вследствие восстановления марганца (VII) до марганца (II): 5 С2О42- + 2 МпО4' + 16 Н+ ->• 10 СО2 + 2 Мп2+ + 8 Н2О Разбавленный раствор КМпО4. Последний обесцвечивается; наблюдается выделение пузырьков газа - СО2.
38 Элементы группы VA Общая характеристика VA группы Периодической системы. в виде sxpy электронная конфигурацию внешнего энергетического уровня элементов VA группы. Мышьяк и сурьма имеют разные аллотропные модификации: как с молекулярной, так и с металлической кристаллической решеткой. Однако на основании сравнения устойчивости катионных форм (As3+, Sb3+) мышьяк относят к неметаллам, а сурьму к металлам.
степени окисления устойчивые для элементов VA группы
От азота к висмуту (с уменьшением неметаллических свойств): w уменьшается устойчивость отрицательной степени окисления (-3) (м. свойства водородных соединений) w уменьшается устойчивость высшей положительной степени окисления (+5) w увеличивается устойчивость низкой положительной степени окисления (+3)
|