Диссоциация комплексных соединений

В растворах КС имеет место первичная и вторичная диссоциация. Первичная диссоциация протекает по типу сильных электролитов - практически необратимо:

K4[Fe(CN)6] → 4K+ + [Fe(CN)6]4-

[Co(NH3)6]Cl3 → [Co(NH3)6]3+ + 3Cl-

Первичной диссоциации не подвергаются комплексы без внешней сферы: [Pt(NH3)2Cl2], [Co(NH3)3(NO3)3].

Вторичная диссоциация характеризует диссоциацию самого комплекса. Она протекает в незначительной степени, подчиняется закону действия масс. Этот процесс характеризуют константой диссоциации. Так как величина этой константы фактически определяет прочность комплекса, то ее обычно называют константой нестойкости (Kнест.). Вторичная диссоциация протекает по типу слабого электролита - обратимо и ступенчато:

[Ag(NH3)2]+ → [Ag(NH3)]+ + NH3

[Ag(NH3)]+ → Ag+ + NH3

В целях упрощения формы записи обычно записывают суммарное уравнение вторичной диссоциации:

[Ag(NH3)2]+ → Ag+ + 2NH3

Выражение константы нестойкости имеет вид:

Значения констант нестойкости, приводимые в справочниках, используют для характеристики устойчивости комплексов, нахождения концентраций частиц (комплекса, комплексообразователя, лигандов) в растворе КС, для определения направленности химических реакций с участием комплексных соединений и др. Например, равновесие в реакции:

[Ag(NH3)2]Cl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + 2KCl + 2NH3

будет смещено вправо, так как Kнест.([Ag(NH3)2]+) = 9,3·10-8, а Kнест.([Ag(CN)2]-) = 8,0·10-22, т.е. второй комплексный ион значительно прочнее первого:

Куст. = 1/Кнест.

35. Катионы I аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Частные реакции катиона К+. Выполнение реакций.

Общая характеристика.

К I аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего реагента. Большинство образуемых ими солей хорошо растворяется в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, гидроокисей, карбонатов и хлоридов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента, осаждающего все катионы I группы, нет. Так как ионы других групп мешают обнаружению K+, Mg2+, Na+, при систематическом ходе анализа эти катионы обнаруживают лишь после полного удаления из раствора всех других. В водных растворах все катионы I группы бесцветны. Все катионы I группы (кроме NH4+) устойчивы к действию окислителей и восстановителей.

Биологическая роль:

Натрий и калий. Ионы натрия и калия активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран. Оказывают существенное влияние на деятельность ЦНС. Избыток натрия в клетках головного мозга вызывает депрессию. Избыток калия в клетках коры головного мозга вызывает маниакальное состояние(возбуждение ЦНС).

В медицине применяются:

1. NACl хлорид натрия. В зависимости от его концентрации различают изотонический и гипертонический растворы. Изотоническим являются 0,9% -ный раствор NaCl, так как его осматическое давление соответствует осматическому давлению крови. Изотонический раствор применяют в качестве плазмозамещающего раствора при обезжиривании организма, для растворения лекарственных веществ. Гипертонические растворы применяют наружно в виде компресов и примочек для лечения гнойных ран.

2. Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Применябт в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

3. Декагидрат сульфата натрия Na 2SO 4 * 10H 2O (глауберова соль) Назначают внутрь в качестве слабительного средства.

4. Декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7*10H2O (бура). Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний , полоскание, смазываний.

5. Йодид натрия NaI. Используют как препарат йода эндемическом зобе

6. Хлорид калия KCl. Применяют при состояниях, сопровождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.

7. Йодид калия KI. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы.

8. Перманганат калия KMnO4. Используют как антисептическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.

9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (нашатырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовому отверстию.

10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4Cl. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.

 

36. Катионы I аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Частные реакции катиона Na+. Выполнение реакций.

К I аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего реагента. Большинство образуемых ими солей хорошо растворяется в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, гидроокисей, карбонатов и хлоридов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента, осаждающего все катионы I группы, нет. Так как ионы других групп мешают обнаружению K+, Mg2+, Na+, при систематическом ходе анализа эти катионы обнаруживают лишь после полного удаления из раствора всех других. В водных растворах все катионы I группы бесцветны. Все катионы I группы (кроме NH4+) устойчивы к действию окислителей и восстановителей.

Биологическая роль:

Натрий и калий. Ионы натрия и калия активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран. Оказывают существенное влияние на деятельность ЦНС. Избыток натрия в клетках головного мозга вызывает депрессию. Избыток калия в клетках коры головного мозга вызывает маниакальное состояние(возбуждение ЦНС).

В медицине применяются:

1. NACl хлорид натрия. В зависимости от его концентрации различают изотонический и гипертонический растворы. Изотоническим являются 0,9% -ный раствор NaCl, так как его осматическое давление соответствует осматическому давлению крови. Изотонический раствор применяют в качестве плазмозамещающего раствора при обезжиривании организма, для растворения лекарственных веществ. Гипертонические растворы применяют наружно в виде компресов и примочек для лечения гнойных ран.

2. Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Применябт в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

3. Декагидрат сульфата натрия Na 2SO 4 * 10H 2O (глауберова соль) Назначают внутрь в качестве слабительного средства.

4. Декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7*10H2O (бура). Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний , полоскание, смазываний.

5. Йодид натрия NaI. Используют как препарат йода при эндемическом зобе.

6. Хлорид калия KCl. Применяют при состояниях, сопровождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.

7. Йодид калия KI. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы.

8. Перманганат калия KMnO4. Используют как антисептическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.

9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (нашатырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовому отверстию.

10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4Cl. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.

 

 

37. Катионы I аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Частные реакции катиона NH4+. Выполнение реакций.

К I аналитической группе относятся катионы, не имеющие общего реагента. Большинство образуемых ими солей хорошо растворяется в воде. Особенно важна для анализа растворимость в воде их сульфидов, гидроокисей, карбонатов и хлоридов, так как это отличает I группу катионов от всех остальных групп. Группового реагента, осаждающего все катионы I группы, нет. Так как ионы других групп мешают обнаружению K+, Mg2+, Na+, при систематическом ходе анализа эти катионы обнаруживают лишь после полного удаления из раствора всех других. В водных растворах все катионы I группы бесцветны. Все катионы I группы (кроме NH4+) устойчивы к действию окислителей и восстановителей.

Биологическая роль:

Натрий и калий. Ионы натрия и калия активируют аденозинтрифосфатазу клеточных мембран. Оказывают существенное влияние на деятельность ЦНС. Избыток натрия в клетках головного мозга вызывает депрессию. Избыток калия в клетках коры головного мозга вызывает маниакальное состояние(возбуждение ЦНС).

В медицине применяются:

1. NACl хлорид натрия. В зависимости от его концентрации различают изотонический и гипертонический растворы. Изотоническим являются 0,9% -ный раствор NaCl, так как его осматическое давление соответствует осматическому давлению крови. Изотонический раствор применяют в качестве плазмозамещающего раствора при обезжиривании организма, для растворения лекарственных веществ. Гипертонические растворы применяют наружно в виде компресов и примочек для лечения гнойных ран.

2. Гидрокарбонат натрия NaHCO 3 (питьевая сода). Применябт в порошках, таблетках и растворах при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

3. Декагидрат сульфата натрия Na 2SO 4 * 10H 2O (глауберова соль) Назначают внутрь в качестве слабительного средства.

4. Декагидрат тетрабората натрия Na2B4O7*10H2O (бура). Применяют наружно как антисептическое средство для спринцеваний , полоскание, смазываний.

5. Йодид натрия NaI. Используют как препарат йода эндемическом зобе

6. Хлорид калия KCl. Применяют при состояниях, сопровождающихся нарушением электролитного обмена в организме (неукротимая рвота, профузные поносы), а также для купирования сердечных аритмий.

7. Йодид калия KI. Применяют как препарат йода при заболеваниях щитовидной железы.

8. Перманганат калия KMnO4. Используют как антисептическое средство для промывания ран, полоскания рта и горла, для спринцеваний и промываний.

9. Водный раствор аммиака, гидроксид аммония (нашатырный спирт) NH4ОН. Используют для возбуждения дыхания и выведения больных из обморочного состояния, для чего небольшой кусок ваты или марли, смоченной в нашатырном спирте, осторожно подносят к носовому отверстию.

10. Хлорид аммония (нашатырь) NH4Cl. Оказывает отхаркивающее действие, усиливает мочеотделение.

 

38. Катионы II аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Pb2++. Выполнение реакций.

Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag+, Pb2+ и Hg22+, образующие с хлороводородной кислотой и ее солями нерастворимые осадки хлоридов.

Катионы этой группы бесцветны. При взаимодействии с нитрат- и нитрит-ионами образуют растворимые соли. При взаимодействии с сульфат-, сульфид-, фосфат-, хромат-, карбонат-, бромид- и йодид-ионом образуют осадки, т.е. в воде растворимы нитраты и нитриты серебра, свинца и ртути, остальные соли этих металлов в воде не растворяются. При действии щелочей Ag+ и Hg2+ образуют гидроксиды, которые сразу разлагаются на воду и оксиды серебра и ртути; Pb2+ образует осадок гидроксида свинца. При действии восстановителей указанные катионы могут восстанавливаться до металла.

Групповым реактивом является соляная кислота. при действии которой выпадают белые осадки хлоридов:

Ag++Cl- =>AgCl

Pb2++2Cl- =>PbCl2

Hg22++2Cl- =>HgCl2

Все они нерастворимы в азотной кислоте. Растворимость хлоридов в воде различна. При 20°С растворимость AgCl составляет 1,3*10-5моль/л, PbCl2 - 1.6*10-5 моль/л. При повышении температуры растворимость PbCl2 заметно растет, растворимость других хлоридов практически не изменяется.

Биологическая роль.

Свинец. Его соединения токсичны. При сатурнизме наблюдается ряд симптомов поражения ЦНС (головная боль, бессонница, судороги, галлюцинации, атрофия зрительного нерва), а также нарушения ф-ции почек(альбуминурия) и желудочно-кишечного тракта. В медицине соединение свинца применяются только наружно как антисептическое и вяжущее средство. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулезе.

Серебро. Относиться к ультромикроэлементам. Это значит что оно находится в организме в концентрации менее 10-12%.

В медицине применяются:

1. Нитрат серебра AgNO3 (ляпис) – вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариозных полостей зубов перед их пломбированием.

2. Нитрат и хлорид серебра применяется для пропитывания перевязочного материала – бумаги, ваты, марли.

Ртуть.Ртуть накапливается в печени и почках. При хроническом отравлении ртутью, ее соединениями появляется металлический привкус во рту, сильное слюнотечение, слуховые и обонятельные галлюцинации, головные боли, наблюдается ослабление памяти.

1. Железная ртутная мазь – оксид ртути (II).Используется для лечения кожных заболеваний.

2. Хлорид ртути (II) HgCl2 (cулема).Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными, помещений, медицинского инструментария.

В медицине используют не только соединения, но и саму ртуть и ее пары (ртутные термометры, ртутные манометры в аппаратах для измерения кровяного давления). Ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, губительно действуют на многие микроорганизмы.

39. Катионы II аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Ag++. Выполнение реакций.

Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag+, Pb2+ и Hg22+, образующие с хлороводородной кислотой и ее солями нерастворимые осадки хлоридов.

Катионы этой группы бесцветны. При взаимодействии с нитрат- и нитрит-ионами образуют растворимые соли. При взаимодействии с сульфат-, сульфид-, фосфат-, хромат-, карбонат-, бромид- и йодид-ионом образуют осадки, т.е. в воде растворимы нитраты и нитриты серебра, свинца и ртути, остальные соли этих металлов в воде не растворяются. При действии щелочей Ag+ и Hg2+ образуют гидроксиды, которые сразу разлагаются на воду и оксиды серебра и ртути; Pb2+ образует осадок гидроксида свинца. При действии восстановителей указанные катионы могут восстанавливаться до металла.

Групповым реактивом является соляная кислота. при действии которой выпадают белые осадки хлоридов:

Ag++Cl- =>AgCl

Pb2++2Cl- =>PbCl2

Hg22++2Cl- =>HgCl2

Все они нерастворимы в азотной кислоте. Растворимость хлоридов в воде различна. При 20°С растворимость AgCl составляет 1,3*10-5моль/л, PbCl2 - 1.6*10-5 моль/л. При повышении температуры растворимость PbCl2 заметно растет, растворимость других хлоридов практически не изменяется.

Биологическая роль.

Свинец. Его соединения токсичны. При сатурнизме наблюдается ряд симптомов поражения ЦНС (головная боль, бессонница, судороги, галлюцинации, атрофия зрительного нерва), а также нарушения ф-ции почек(альбуминурия) и желудочно-кишечного тракта. В медицине соединение свинца применяются только наружно как антисептическое и вяжущее средство. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулезе.

Серебро. Относиться к ультромикроэлементам. Это значит что оно находится в организме в концентрации менее 10-12%.

В медицине применяются:

3. Нитрат серебра AgNO3 (ляпис) – вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариозных полостей зубов перед их пломбированием.

4. Нитрат и хлорид серебра применяется для пропитывания перевязочного материала – бумаги, ваты, марли.

Ртуть.Ртуть накапливается в печени и почках. При хроническом отравлении ртутью, ее соединениями появляется металлический привкус во рту, сильное слюнотечение, слуховые и обонятельные галлюцинации, головные боли, наблюдается ослабление памяти.

3. Железная ртутная мазь – оксид ртути (II).Используется для лечения кожных заболеваний.

4. Хлорид ртути (II) HgCl2 (cулема).Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными, помещений, медицинского инструментария.

В медицине используют не только соединения, но и саму ртуть и ее пары (ртутные термометры, ртутные манометры в аппаратах для измерения кровяного давления). Ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, губительно действуют на многие микроорганизмы.

 

40. Катионы II аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Hg 22++. Выполнение реакций.

Во вторую аналитическую группу входят катионы Ag+, Pb2+ и Hg22+, образующие с хлороводородной кислотой и ее солями нерастворимые осадки хлоридов.

Катионы этой группы бесцветны. При взаимодействии с нитрат- и нитрит-ионами образуют растворимые соли. При взаимодействии с сульфат-, сульфид-, фосфат-, хромат-, карбонат-, бромид- и йодид-ионом образуют осадки, т.е. в воде растворимы нитраты и нитриты серебра, свинца и ртути, остальные соли этих металлов в воде не растворяются. При действии щелочей Ag+ и Hg2+ образуют гидроксиды, которые сразу разлагаются на воду и оксиды серебра и ртути; Pb2+ образует осадок гидроксида свинца. При действии восстановителей указанные катионы могут восстанавливаться до металла.

Групповым реактивом является соляная кислота. при действии которой выпадают белые осадки хлоридов:

Ag++Cl- =>AgCl

Pb2++2Cl- =>PbCl2

Hg22++2Cl- =>HgCl2

Все они нерастворимы в азотной кислоте. Растворимость хлоридов в воде различна. При 20°С растворимость AgCl составляет 1,3*10-5моль/л, PbCl2 - 1.6*10-5 моль/л. При повышении температуры растворимость PbCl2 заметно растет, растворимость других хлоридов практически не изменяется.

Биологическая роль.

Свинец. Его соединения токсичны. При сатурнизме наблюдается ряд симптомов поражения ЦНС (головная боль, бессонница, судороги, галлюцинации, атрофия зрительного нерва), а также нарушения ф-ции почек(альбуминурия) и желудочно-кишечного тракта. В медицине соединение свинца применяются только наружно как антисептическое и вяжущее средство. Оксид свинца входит в состав свинцового пластыря, используемого при воспалительных заболеваниях кожи, фурункулезе.

Серебро. Относиться к ультромикроэлементам. Это значит что оно находится в организме в концентрации менее 10-12%.

В медицине применяются:

5. Нитрат серебра AgNO3 (ляпис) – вяжущее и прижигающее средство, используется наружно. Применяется в стоматологии для серебрения корневых каналов и кариозных полостей зубов перед их пломбированием.

6. Нитрат и хлорид серебра применяется для пропитывания перевязочного материала – бумаги, ваты, марли.

Ртуть.Ртуть накапливается в печени и почках. При хроническом отравлении ртутью, ее соединениями появляется металлический привкус во рту, сильное слюнотечение, слуховые и обонятельные галлюцинации, головные боли, наблюдается ослабление памяти.

5. Железная ртутная мазь – оксид ртути (II).Используется для лечения кожных заболеваний.

6. Хлорид ртути (II) HgCl2 (cулема).Применяется для дезинфекции белья, предметов ухода за больными, помещений, медицинского инструментария.

В медицине используют не только соединения, но и саму ртуть и ее пары (ртутные термометры, ртутные манометры в аппаратах для измерения кровяного давления). Ультрафиолетовые лучи, полученные от ртутно-кварцевых ламп, глубоко прогревают ткани, губительно действуют на многие микроорганизмы.

 

 

41. Катионы III аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Ca2++. Выполнение реакций.

К третьей аналитической группе катионов относятся ка­тионы Ва2+, 8г2+ и Са2+. Это ионы щелочноземельных метал­лов. По активности они лишь немного уступают щелочным металлам. Образуемые катионами щелочноземельных ме­таллов гидроксиды являются сильными основаниями и рас­творимость их увеличивается с увеличением порядкового номера металла в ряду Са(ОН)2 -» Sг(ОН)2 —> Ва(ОН)2. Из со­лей щелочноземельных металлов в воде растворимы галогениды, нитраты, ацетаты, сульфиды и гидрокарбонаты. Все катионы третьей аналитической группы бесцветны.

Для обнаружения катионов третьей группы применяет­ся групповой реактив - разбавленная серная кислота или ее соли, которые образуют белые кристаллические осадки сульфатов СаS04, ВаS04 и SгS04. Сульфаты щелочнозе­мельных металлов обладают разной растворимостью. Наи­меньшую растворимость в воде имеет сульфат бария ВаS04, а наибольшую сульфат кальция. При приливании серной кислоты к смеси катионов третьей группы даже из разбав­ленных растворов сразу же выпадает сульфат бария, после сульфата бария выпадает сульфат стронция. Суль­фат кальция выпадает только из концентриро­ванных растворов солей кальция, поэтому осаж­дение ионов Са2+ в виде этой соли всегда оказыва­ется неполным. Сульфат кальция при проведении микрокристаллоскопической реакции образует красивые кристаллы в виде игл

Осадки сульфатов Са2+,

8г2+, Ва2+ нерастворимы в кислотах и щелочах.

Биологическая роль

Кальций. Это один из пяти элементов (О, С, Н, N. Са), наи­более распространенных в организме человека (1,5 %). Ос­новная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В состав плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при рН 7,40 форма фосфата кальция - гидроксофосфат каль­ция Са5(Р04)30Н. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1 % его общего содержания в орга­низме, очень важна из-за ее воздействия на свертывае­мость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердеч­ную мышцу.

Барий. Биогенная роль бария пока изучена мало. Все рас­творимые в воде и кислотах соли бария весьма ядовиты. Не­растворимый в воде и кислотах сульфат бария хорошо по­глощает рентгеновские лучи, поэтому его применяют с целью исследования желудочно-кишечного тракта человека.

Стронций. В организме животных и человека стронций в больших количествах накапливается в костной ткани и влияет на процесс костеобразования. Избыток его вызы­вает ломкость костей - «стронциевый рахит». Причиной является замена кальция костного вещества стронцием. Извлечь стронций из костей практически невозможно. Повышение радиоактивного фона биосферы может вы­звать появление в атмосфере продукта деления тяжелых элементов 908г. Оседая в костях, последний облучает кост­ный мозг и нарушает костномозговое кроветворение.

В медицине применяются:

Гексагидрат хлорида кальция СаС12 • 6Н20 исполь­зуют при аллергических заболеваниях (сывороточная бо­ лезнь, крапивница) и аллергических осложнениях, свя­занных с приемом лекарств.

Полугидрат сульфата кальция (жженый гипс, полу- водный гипс) получают путем прокаливания природного гипса:

2Са804 • 2Н20 2Са804 • 0,5Н20 + 2Н20.

При смачивании водой он быстро твердеет. На этом свойстве основано его применение для изготовления гип­совых повязок. В стоматологии полугидрат сульфата кальция применяется в качестве слепочного материала при протезировании зубов.

Сульфат бария Ва804 используется как рентгено­контрастное средство.

Реакции катиона кальция Са2+

Реакция окрашивания пламени. Летучие соли каль­ция окрашивают бесцветное газовое пламя в кирпично­красный цвет. Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. Реакция выполняется так же, как описано для катиона бария.

Разбавленная серная кислота H2S04 образует с ио­ном кальция белый осадок сульфата кальция:

СаС12 + H2S04 = CaSO4 + 2НС1

Ca2+ + S042-=CaS04

Вследствие достаточно высокой растворимости сульфата кальция (2 г/л) осаждение возможно только из доста­точно концентрированных растворов солей кальция. Бо­лее полное осаждение сульфата происходит при добав­лении к раствору этилового спирта.

Выполнение реакции. К 3 каплям раствора соли кальция добавляют 3—4 капли разбавленной сер­ной кислоты. К помутневшему раствору приливают 8—• 10 капель этилового спирта. Наблюдают выделение осадка.

Карбонат аммония (NH4)2C03 осаждает карбонат кальция в виде осадка белого цвета:

СаС12 + (NH4)2COs с= СаСО3 + 2NH4C1

Са2+ + С032~ => СаС03

Для полного осаждения кальция необходим доста­точный избыток осадителя. Осадок растворим в разбав­ленных минеральных кислотах и в уксусной кислоте. Осаждение следует проводить в аммиачной среде.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора соли кальция, добавляют 1 каплю раз­бавленного раствора аммиака и 2 капли раствора карбо­ната аммония.

Окcалат аммония (NН4)2С204 дает на холоду в нейтральных или слабощелочных растворах белый мел­кокристаллический осадок оксалата кальция:

СаС12 + (NH4)2C204 СаС204 + 2NH4Cl

Са2+ + С2042-1= СаС204

Осадок нерастворим в уксусной кислоте, но легко растворим в минеральных кислотах. Реакцию с оксала­том аммония нельзя проводить в присутствии солей ба­рия, так как ион Ва2+ образует с оксалатом аммония белый осадок ВаС204.

Это наиболее важная качественная реакция иона Са2+. Она является фармакопейной.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида кальция добавляют 2 капли раствора оксалата аммония.

Гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6])с солями кальция образует вслабо­щелочной среде белый кристаллический осадок, нерас­творимый вуксусной кислоте:

CaCl2 + K4[Fe(CN)6] + NH4C1= CaKNH4[Fe(CN)6] + 3KCl

Ca2+ + K+ + NH4+ + [Fe(CN)6]3-= CaKNH4[Fe(CN)6

В присутствии значительных количеств иона Ва2+ не ре­комендуется применять эту реакцию для открытия ионов Са2+, так как ион Ва2+ при достаточном количестве мо­жет дать осадок с K4[Fe (CN)6].

Выполнение реакции.

В пробирку помещают 2 кап­ли раствора хлорида кальция, добавляют 1 каплю раствора хлорида аммония и 2 капли раствора аммиака до щелоч­ной реакции и нагревают 1 —

мин на водяной бане. К го­рячему раствору прибавляют 5—6 капель 0,5 М раствора желтой кровяной соли. Вновь нагревают 2—3 мин на водяной бане. Реакция менее чувствительна, чем с оксалатом аммония.

 

6. Микрокристаллоскопическаяреакция. Разбавлен­ная серная кислота образует с солями кальция иглооб­разные кристаллы CaS04-2H20 (рис. 20).

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю раствора соли кальция и рядом 1 каплю разбавленной серной кислоты. Соединяют стек­лянной палочкой обе капли и слегка подсушивают (но не высушивают досуха!) над огнем до появления каемки по краям капли. Образующиеся кристаллы рассматри­вают под микроскопом.

42. Катионы III аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Ba2++. Выполнение реакций.

К третьей аналитической группе катионов относятся ка­тионы Ва2+, 8г2+ и Са2+. Это ионы щелочноземельных метал­лов. По активности они лишь немного уступают щелочным металлам. Образуемые катионами щелочноземельных ме­таллов гидроксиды являются сильными основаниями и рас­творимость их увеличивается с увеличением порядкового номера металла в ряду Са(ОН)2 -» 8г(ОН)2 —> Ва(ОН)2. Из со­лей щелочноземельных металлов в воде растворимы гало- гениды, нитраты, ацетаты, сульфиды и гидрокарбонаты. Все катионы третьей аналитической группы бесцветны.

Для обнаружения катионов третьей группы применяет­ся групповой реактив - разбавленная серная кислота или ее соли, которые образуют белые кристаллические осадки сульфатов Са804, Ва804 и 8г804. Сульфаты щелочнозе­мельных металлов обладают разной растворимостью. Наи­меньшую растворимость в воде имеет сульфат бария Ва804, а наибольшую сульфат кальция. При приливании серной кислоты к смеси катионов третьей группы даже из разбав­ленных растворов сразу же выпадает сульфат бария, после сульфата бария выпадает сульфат стронция. Суль­фат кальция выпадает только из концентриро­ванных растворов солей кальция, поэтому осаж­дение ионов Са2+ в виде этой соли всегда оказыва­ется неполным. Сульфат кальция при проведении микрокристаллоскопиче- ской реакции образует красивые кристаллы в виде игл

Осадки сульфатов Са2+,

8г2+, Ва2+ нерастворимы в кислотах и щелочах.

Биологическая роль

Кальций. Это один из пяти элементов (О, С, Н, N. Са), наи­более распространенных в организме человека (1,5 %). Ос­новная масса имеющегося в организме кальция находится в костях и зубах. В состав плотного матрикса кости входит термодинамически и кинетически устойчивая при рН 7,40 форма фосфата кальция - гидроксофосфат каль­ция Са5(Р04)30Н. Фракция внекостного кальция, хотя она составляет всего 1 % его общего содержания в орга­низме, очень важна из-за ее воздействия на свертывае­мость крови, нервно-мышечную возбудимость и сердеч­ную мышцу.

Барий. Биогенная роль бария пока изучена мало. Все рас­творимые в воде и кислотах соли бария весьма ядовиты. Не­растворимый в воде и кислотах сульфат бария хорошо по­глощает рентгеновские лучи, поэтому его применяют с целью исследования желудочно-кишечного тракта человека.

Стронций. В организме животных и человека стронций в больших количествах накапливается в костной ткани и влияет на процесс костеобразования. Избыток его вызы­вает ломкость костей - «стронциевый рахит». Причиной является замена кальция костного вещества стронцием. Извлечь стронций из костей практически невозможно. Повышение радиоактивного фона биосферы может вы­звать появление в атмосфере продукта деления тяжелых элементов 908г. Оседая в костях, последний облучает кост­ный мозг и нарушает костномозговое кроветворение.

В медицине применяются:

Гексагидрат хлорида кальция СаС12 • 6Н20 исполь­зуют при аллергических заболеваниях (сывороточная бо­ лезнь, крапивница) и аллергических осложнениях, свя­занных с приемом лекарств.

Полугидрат сульфата кальция (жженый гипс, полу- водный гипс) получают путем прокаливания природного гипса:

2Са804 • 2Н20 2Са804 • 0,5Н20 + 2Н20.

При смачивании водой он быстро твердеет. На этом свойстве основано его применение для изготовления гип­совых повязок. В стоматологии полугидрат сульфата кальция применяется в качестве слепочного материала при протезировании зубов.

Сульфат бария Ва804 используется как рентгено­контрастное средство.

Реакции катиона барип Ва2+

1. Реакция окрашивания пламени. Летучие соли ба­рия окрашивают пламя газовой горелки в желто-зеле­ный цвет. Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. Соль бария (лучше ВаС12) смачивают хлороводородной кислотой и вносят в основание пламени на тонкой платиновой проволоке или на грифеле, а затем переводят в зону пламени с наивысшей температурой.

Разбавленная серная кислота H2S04 и раствори­мые сульфаты выделяют даже из очень разбавленных растворов осадок сульфата бария:

ВаС12 + H2S04 =» BaS04 + 2НС1

Ва2+ + S042- = BaS04

Осадок не растворяется в кислотах и щелочах. Реакциz является фармакопейной.

Выполнение реакции. К1 капле раствора соли бария добавляют 1 каплю разбавленной серной кислоты.

Карбонат аммония (NH4)2C03или другой раство­римый карбонатс солями бария дает белый осадок кар­боната бария:

ВаС12 + (NH4)2C03 = ВаС03|+ 2NH4C1

Ba2+ + C032-= BaC03

Осадок растворим в разбавленных минеральных кис­лотах и в уксусной кислоте (но не в серной, так как в этом случае образуется нерастворимый сульфат бария). Осаждение следует вести в слабощелочной среде, лучше в аммиачной.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора ВаСЬ или Ba(N03)2, добавляют 1 каплю разбавленного раствора аммиака и 2 капли раствора карбоната аммония.

Хромат калия КгСг04или натрия Na2Cr04осажда­ет из нейтральных или уксуснокислых растворов барие­вой соли хромат бария желтого цвета:

ВаС12 + К2Сг04 с= BaCr04 + 2К.С1

Ва2+ + Сг042- с= BaCr04

Выполнение реакции. К 1 капле раствора ба­риевой соли добавляют 1 каплю раствора хромата ка­лия.

>fc 5.Дихромат калия К2Сr2О7осаждает из раство­ров солей бария также желтый осадок ВаСг04:

2ВаС12 + К2Сг207 + Н20 -<—>- 2BaCr04 + 2КС1 + 2НС1

2Ва2+ + Сг20,2- + Н20 2BaCr04 + 2Н+

Осадок ВаСг04 растворим в сильных кислотах, поэтому реакция недоходит до конца (сильная кислота НС1 об­разуется в результате самой реакции). Если к раствору добавить ацетат натрия, хлороводородная кислота бу­дет замещена слабой уксусной кислотой

CH3COONa + НС1 <=СН3СООН + NaCl

и реакция практически дойдет до конца.

Выполнение реакции. К 1—2 каплям раствора бариевой соли добавляют 2 капли раствора ацетата нат­рия и 2 капли раствора дихромата калия.

6. Оксалат аммония(NН4)2С204 образует с со­лями бария белый осадок, растворимый в хлороводород­ной иазотной кислотах, а в уксусной кислоте только при кипячении:

ВаС12 + (NH4)2C204 =ч ВаС204+ 2NH4C1 Ваа+ + С2042-1= ВаС204

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли бария добавляют 2 капли раствора оксалата аммо­ния.

43. Катионы IV аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Аl3++. Выполнение реакций.

К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сг3+, алюминия А13+ и цинка 2п2+. Ионы цинка и хрома являются катионами р-элементов, ион алюминия - катион р-элемента.

Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергают ся необратимому гидролизу и не могут существовать в под*, ном растворе.

Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и пни ка. В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) - сильный окислители, они переходят в производные хрома (III) В кислой и щелочной средах.

Биологическая роль.

Алюминий. Содержание алюминия в организме челове­ка невелико, поэтому он относится к микроэлементам. Уча­ствует в построении эпителиальной, соединительной и кост­ной тканей. Ионы А13+ активируют некоторые пищевари­тельные ферменты (пепсин, панкреатическую липазу).

В медицине применяются:

1. Алюмокалиевые квасцы (КА1(S04)212Н20) - обла­дают вяжущим, прижигающим и кровоостанавливаю­щим действием.

2. Гидроксид алюминия (А1(ОН)3) - обладает адсорби­рующим и обволакивающим действием. Понижает кис­лотность желудочного сока. Входит в состав комбиниро­ванного препарата «Альмагель».

Цинк. Обнаружен во всех органах и тканях человека и высших животных. Наиболее богаты цинком печень, под­желудочная и половые железы, гипофиз и надпочечники.

Физиологическая функция цинка осуществляется бла­годаря связи его с ферментами. Высокое содержание цин ка в эритроцитах объясняется тем, что большая часть ого входит в состав угольной ангидразы (карбоангидразы), участвующей в газообмене и тканевом дыхании. Карбоан- гидраза катализирует реакции:

Цинк активирует биосинтез витаминов С и В. Многие соединения цинка используются как вяжущие антисептические средства для наружного примечен

2n804- 7Н20 - глазные капли; ZпО - присыпки. пасты при кожных заболеваниях; Цинк-инсулин -препарат для лечения сахарного диабета.

Хром. Входит в состав растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется главным образом способностью ионов Сг3+ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Сг3+ участву­ют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.Недостаток Сг3+ в организме приводит к возникновению резистентности к инсулину. Одним из последствий этого яв­ляется резкое повышение концентрации глюкозы в крови - гипергликемия. Риск недостаточности Сг3+ возрастает в ста­рости, во время беременности и при недостаточном питании.Соединения хрома со степенью окисления +6 (в живых организмах не образуются) являются сильными канцеро­генами, способными легко проникать через биологические мембраны и вызывать повреждения клеточных структур. Соединения хрома ядовиты и в медицине не применяются.

Реакции катиона алюминия А13+

1. Едкие щелочис солями алюминия образуют белый осадок гидроксида алюминия:

А1С13 + ЗКОН =А1(0Н)3 + ЗКС1

А13+ + ЗОН- = Al(OH)3

Вследствие амфотерного характера гидроксида алю­миния осадок растворяется в разбавленных кислотах и в избытке щелочи, образуя комплексную гидроксосоль А1(ОН)3 + КОН = К[А1(ОН)4]

Выполнение реакции., К 2 каплям растворасоли алюминия прибавляют сначала 1каплю растворащелочи, а затем избыток ее.' Наблюдают выпадение осадка гидроксида алюминия и последующее его раство­рение.

2. Сухой хлорид аммония NH4C1выделяет из гидроксосоли алюминия гидроксид алюминия:

К[А1(ОН)4] + NH4C1 е= А1(ОН)3| + КС1 + NH3f + Н20 [А1(ОН)4]- + NH4+=s А1(ОН)3| + NH3f + Н20

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли алюминия добавляют избыток раствора щелочи до растворения выпавшего осадка гидроксида. К получен­ному раствору добавляют сухой хлорид аммония. Про­бирку несколько раз встряхивают, нагревают на водяной бане и наблюдают выпадение осадка.

3. Сульфид аммония (NH4)S 2 из растворов солей алю­миния выделяет белый осадок гидроксида алюминия:

3(NH4)2S + 2А1С13 + 6Н20 =.2Al(OH)3+ 3H2S + 6NH4Cl

2А13+ + 3S2- + 6Н20 = 2А1(ОН)3|+ 3H2S

Выполнение реакции. К2 каплям раствора со­ли алюминия прибавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение осадка.

4. Ализарин 1,2-диоксиантрахион образует с гидро­ксидом алюминия ярко-красное соединение, так назы­ваемый «алюминиевый лак».

Это одна из наиболее чувствительных реакций на ион А13+. Ионы Сг3+ и Zn2+ мешают проведению этой реак­ции. Эту реакцию можно проводить полумикрометодом или капельным методом.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 3 капли соли алюминия и добавляют раствор аммиака до слабощелочной среды [образование А1(ОН)3]. На­гревают реакционную смесь и добавляют к ней 4—5 ка­пель раствора ализарина. Осадок А1(ОН)3 оказывается при этом окрашенным в ярко-красный цвет.

Выполнение реакции капельным метод ом. На кусочек фильтровальной бумаги наносят кап­лю раствора соли алюминия и ждут, пока жидкость впитается. После этого держат бумагу 1—2 мин над горлышком открытой капельницы с концентрированным раствором аммиака. Пятно смачивают раствором ализа­рина, снова обрабатывают парами аммиака. Образуется ярко-красное окрашивание признак наличия А13+.

5. Получение «тенаровой сини». Разбавленный раствор нитрата кобальта (II) образует с солями алюминия при сжигании золу синего цвета вследствие образо­вания алюмината кобальта:

2A12(S04)3 + 2Co(N03)2 е= 2Со(АlO2)2 + 6S03 + 4N02 + 02

Выполнение реакции. Полоску фильтроваль­ной бумаги смачивают раствором сульфата алюминия и двумя каплями раствора нитрата кобальта (II). Бумаж­ку сжигают в маленькой фарфоровой чашке. Наблюда­ют цвет полученной золы.

 

44. Катионы IV аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Cr3++. Выполнение реакций.

К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сг3+, алюминия А13+ и цинка 2п2+. Ионы цинка и хрома являются катионами р-элементов, ион алюминия - катион р-элемента.

Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергают ся необратимому гидролизу и не могут существовать в под*, ном растворе.

Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и пни ка. В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) - сильный окислители, они переходят в производные хрома (III) В кислой и щелочной средах.

Биологическая роль.

Алюминий. Содержание алюминия в организме челове­ка невелико, поэтому он относится к микроэлементам. Уча­ствует в построении эпителиальной, соединительной и кост­ной тканей. Ионы А13+ активируют некоторые пищевари­тельные ферменты (пепсин, панкреатическую липазу).

В медицине применяются:

2. Алюмокалиевые квасцы (КА1(S04)212Н20) - обла­дают вяжущим, прижигающим и кровоостанавливаю­щим действием.

3. Гидроксид алюминия (А1(ОН)3) - обладает адсорби­рующим и обволакивающим действием. Понижает кис­лотность желудочного сока. Входит в состав комбиниро­ванного препарата «Альмагель».

Цинк. Обнаружен во всех органах и тканях человека и высших животных. Наиболее богаты цинком печень, под­желудочная и половые железы, гипофиз и надпочечники.

Физиологическая функция цинка осуществляется бла­годаря связи его с ферментами. Высокое содержание цин ка в эритроцитах объясняется тем, что большая часть ого входит в состав угольной ангидразы (карбоангидразы), участвующей в газообмене и тканевом дыхании. Карбоан- гидраза катализирует реакции:

Цинк активирует биосинтез витаминов С и В. Многие соединения цинка используются как вяжущие антисептические средства для наружного примечен

2n804- 7Н20 - глазные капли; ZпО - присыпки. пасты при кожных заболеваниях; Цинк-инсулин -препарат для лечения сахарного диабета.

Хром. Входит в состав растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется главным образом способностью ионов Сг3+ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Сг3+ участву­ют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.Недостаток Сг3+ в организме приводит к возникновению резистентности к инсулину. Одним из последствий этого яв­ляется резкое повышение концентрации глюкозы в крови - гипергликемия. Риск недостаточности Сг3+ возрастает в ста­рости, во время беременности и при недостаточном питании.Соединения хрома со степенью окисления +6 (в живых организмах не образуются) являются сильными канцеро­генами, способными легко проникать через биологические мембраны и вызывать повреждения клеточных структур. Соединения хрома ядовиты и в медицине не применяются.

Реакции катиона хрома (III) Crs+

1. Едкие щелочииз раствора соли хрома (III) выде­ляют серо-зеленый аморфный осадок гидроксида хро­ма (III)

СгС13 + ЗКОН (= Сг(ОН)з + ЗКС1

Сг3+ +ЗОН -=Сг(ОН)3

Осадок растворяется в разбавленных кислотах, а также в растворах щелочей:

Сг(ОН)3 + ЗКОН=К3[Сг(ОН)6]

что указывает на амфотерность гидроксида хрома.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли хрома (III) добавляют 1 каплю раствора щелочи, а затем еще несколько капель. Наблюдают выпадение и последующее растворение осадка.

5. Пероксид водорода Н202 вприсутствии щелочи окисляет ион хрома Сг3+ в хромат-ион Сг042". Реакция сопровождается характерным внешним признаком — из­менением окраски раствора на ярко-желтую обуслов­ленную присутствием иона Сг042~:

2СгС18 + ЗН2О2+ 10NaOH = 2Na2Cr04 + 6NaCl +8H20

2Cr3++ 3H202 + lOOH -= 2Cr042-+ 8H2O

Если полученный раствор хромата подкислить разбав­ленной серной кислотой, то пероксид водорода окисля­ет хромат в надхромовую кислоту Н2Сг06 синего цвета, легко переходящую в эфирный слой.

Выполнение реакции, а) Получение хромат- иона. В пробирку помещают 2 капли раствора соли хро­ма (III) и добавляют несколько капель щелочи (обра­зующийся осадок гидроксида хрома должен растворить­ся). Прибавляют 3 капли раствора пероксида водорода и слегка подогревают на водяной бане. Наблюдают пе­реход окраски из зеленой в желтую.

б) Получение надхромовой кислоты. В пробирку по­мещают 3 капли разбавленной серной кислоты, 2 капли раствора пероксида водорода и 1 мл эфира; смесь встря­хивают. Затем прибавляют 2—3 капли полученного рас­твора хромата (желтого цвета) и снова встряхивают. Наблюдают окраску эфирного слоя.

3.Сульфид аммония (NH^Sвыделяет из растворов солей хрома (III) ’ссро-зслепыи % осадок гидроксида хрома:

2СгС13 + 3(NH4)2S + 6Н20 = 2Сг(ОН)3 + 3H2S + 6NH4C1

2Crs+ + 3S2-+6H20 = 2Cr(OH)3+ 3H2S

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли хрома (III) добавляют 2 капли раствора сульфида аммония. Наблюдают выпадение осадка.

 

45. Катионы IV аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Zn2++. Выполнение реакций.

К четвертой аналитической группе относятся катионы хрома Сг3+, алюминия А13+ и цинка 2п2+. Ионы цинка и хрома являются катионами р-элементов, ион алюминия - катион р-элемента.

Хлориды, бромиды, йодиды, сульфаты, нитраты и ацетаты хрома, алюминия и цинка растворимы в воде. При гидролизе этих солей растворы имеют кислую реакцию среды. Соли очень слабых кислот, например, сульфиды, карбонаты, цианиды алюминия и хрома (III) подвергают ся необратимому гидролизу и не могут существовать в под*, ном растворе.

Постоянное значение степени окисления в своих соединениях имеют цинк и алюминий: оно равно + 2 и + 3 соответственно, хром имеет несколько значений степеней окисления. Это обстоятельство проводит к различию в химических свойствах соединений алюминия, хрома и пни ка. В окислительно-восстановительных процессах соединения хрома в высшей степени окисления (VI) - сильный окислители, они переходят в производные хрома (III) В кислой и щелочной средах.

Биологическая роль.

Алюминий. Содержание алюминия в организме челове­ка невелико, поэтому он относится к микроэлементам. Уча­ствует в построении эпителиальной, соединительной и кост­ной тканей. Ионы А13+ активируют некоторые пищевари­тельные ферменты (пепсин, панкреатическую липазу).

В медицине применяются:

1. Алюмокалиевые квасцы (КА1(S04)212Н20) - обла­дают вяжущим, прижигающим и кровоостанавливаю­щим действием.

2. Гидроксид алюминия (А1(ОН)3) - обладает адсорби­рующим и обволакивающим действием. Понижает кис­лотность желудочного сока. Входит в состав комбиниро­ванного препарата «Альмагель».

Цинк. Обнаружен во всех органах и тканях человека и высших животных. Наиболее богаты цинком печень, под­желудочная и половые железы, гипофиз и надпочечники.

Физиологическая функция цинка осуществляется бла­годаря связи его с ферментами. Высокое содержание цин ка в эритроцитах объясняется тем, что большая часть ого входит в состав угольной ангидразы (карбоангидразы), участвующей в газообмене и тканевом дыхании. Карбоан- гидраза катализирует реакции:

Цинк активирует биосинтез витаминов С и В. Многие соединения цинка используются как вяжущие антисептические средства для наружного примечен

2n804- 7Н20 - глазные капли; ZпО - присыпки. пасты при кожных заболеваниях; Цинк-инсулин -препарат для лечения сахарного диабета.

Хром. Входит в состав растительных и животных организмов. Биологическая активность хрома объясняется главным образом способностью ионов Сг3+ образовывать комплексные соединения. Например, ионы Сг3+ участву­ют в стабилизации структуры нуклеиновых кислот.Недостаток Сг3+ в организме приводит к возникновению резистентности к инсулину. Одним из последствий этого яв­ляется резкое повышение концентрации глюкозы в крови - гипергликемия. Риск недостаточности Сг3+ возрастает в ста­рости, во время беременности и при недостаточном питании.Соединения хрома со степенью окисления +6 (в живых организмах не образуются) являются сильными канцеро­генами, способными легко проникать через биологические мембраны и вызывать повреждения клеточных структур. Соединения хрома ядовиты и в медицине не применяются.

Реакции катиона цинка Zn2+

I. Едкие щелочи из раствора солей цинка выделяют белый студенистый осадок гидроксила цинка:

ZnCl2 + 2КОН = Zn(OH)2| + 2КС1 Zn2+ + 20Н-1= Zn(OH)2|

Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами

И ПОэОМу растворяется в разбавленных кислотах и.,в избытке щелоча: '

Zn(OH)a + 2 КОН = K2[Zn(OH)4]

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора «•или цинка добавляют сначала 1 каплю раствора щело- чн, а затем его избыток. Наблюдают выпадение и после­дующее растворение осадка.

2. Красная кровяная соль Ks[Fe(CN)6] [гексацианоферрат (III) калия] с солями цинка дает коричневато- желтый осадок гексацианоферрата (III) цинка:

3ZnCl2 + 2K3[Fe(CN)6] = Zn3[Fe(CN)e]2 + 6KCl

3Zn2++ 2[Fe(CN)6]3— = Zn3[Fe(CN)6]2

Осадок растворяется в хлороводородной кислоте и рас­творе аммиака. ’

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли цинка прибавляют 2 капли раствора красной кро­вяной соли.

3. Желтая кровяная соль K4[Fe(CN)6][гексацианоферрат (II) калия] реагирует с солями цинка с образо­ванием белого осадка гексацианоферрата (II) цинка-ка­лия: ” '

3ZnCl2 + 2K4[Fe(CN)6] = Zn3K2[Fe(CN)6]2+ 6KC1

3Zn2+ + 2K+ + 2[Fe(CN)6]4-= Zn3K2[Fe(CN)e]2

Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора соли цинка прибавляют 2 капли раствора желтой кровя­ной соли и нагревают.

4. Сульфид аммония (NH4)2S или натрияосаждает из нейтральных растворов ион цинка в виде белого аморф­ного сульфида цинка:

ZnCl2 + (NH4)2S = ZnS + 2NH4Cl

Zn2+ + S2-= ZnS

Реакция является фармакопейной.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора со­ли цинка добавляют 2 капли раствора сульфида аммо­ния или натрия.

5. Микрокристаллоскопическая реакция.Тетрароданогидраргидрат (II) аммония (NH4)2[Hg(SCN)4] образу­ет в нейтральном или слабокислом растворе с ионами цинка бесцветные кристаллы в виде крестов илидендритов . Если в растворе находилось большое количество минеральной кислоты, а солей цинка мало, кристаллы выпадают в виде клиньев

ZnCl2 + (NH4)2[Hg(SCN)4] = Zn[Hg(SCN)4] + 2NH4C1

Выполнение реакции. На предметное стекло помещают 1 каплю раствора соли цинка, слегка упари­вают и подкисляют каплей разбавленной уксусной кис­лоты. Сразу прибавляют 1 каплю реактива. Рассматри­вают выпавшие кристаллы под микроскопом.

Реакция сухим путем.

Кусочек фильтровальной бу­маги, смоченной раствором со­ли цинка и раствором нитрата кобальта (II), при сжигании дает золу, окрашенную в зеле­ный цвет цинкатом кобальта (зелень Ринмана). При этом происходит реакция:

Zn(N03)2 + Co(N03)2= CoZn02 + 4N02 + 02

Проведению реакции мешают ионы А13+ и Сг3+.

Выполнение реак­ции. Небольшой кусочек фильтровальной бумагисмо­чить 1—2 каплями соли цинка. Затем смачивают бу­мажку одной каплей разбавленного раствора Со(N03)2. Дают бумажке высохнуть и сжигают ее в маленькой фарфоровой чашке. Наблюдают цвет полученной золы.

 

46. Катионы V аналитической группы. Общая характеристика, Биологическая роль. Действие группового реактива. Частные реакции катиона Fe3++. Выполнение реакций.

К пятой аналитической группе катионов относятся ионы Fе2+, Fе3+, Мn2+ и Мg2+. Ионы Fе2+, Ре3+ и Мn2+ яв­ляются катионами p-элементов, ион Мg2+ — катион 8-эле­мента. Ионы Мn2+ и Мg2+ - бесцветные, ионы Ре2+ - блед­но-зеленые, а ионы Fе3+ - желтые.

Нитраты, хлориды, сульфаты и ацетаты катионов пя­той группы хорошо растворимы в воде. При нагревании ацетата железа (III) происходит гидролиз, который сопро­вождается образованием основных солей. Соли других ка­тионов этой же группы также подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию среды.

Карбонаты катионов Fе2+, Fе3+, Мп2+ и Мg2+ не растворяются в воде. Из-за гидролиза они переходят в гидроксиды, если растворимость гидроксидов меньше растворимости карбонатов.

Фосфаты катионов пятой группы менее растворимы в воде, чем их гидрофосфаты. Это приводит к тому, что при взаимодействии солей катионов пятой группы с гидрофос­фатом натрия выпадают не гидрофосфаты, а фосфаты. Фосфаты катионов Fе2+ , Мn2+ растворяются в уксусной и минеральных кислотах, а фосфат катиона Ре3+ растворяется лишь в минеральных кислотах.

Среди катионов пятой группы ионы железа и марганца имеют переменную степень окисления, а ионы магния — постоянную. Для ионов железа и марганца характерны окислительно-восстановительные реакции. Наибольшую окислительиую способность соединения марганца проявляют в кислой среде.

Катионы Fе2+, Fе3+ и Мn2+ легко образуют комплексные соединения. Например, катионы железа Fе3+ образуют фторидные и оксалатные комплексы [FеР6]3-, [Fе(С204)3]3-. Это свойство используется для маскировки ионов Fе3+ при анализе катионов нескольких групп.

Групповым реагентом на катионы пятой аналитической группы является гидроксид натрия. При действии гидрокси­да натрия все катионы пятой группы образуют нераствори­мые в воде гидроксиды. Гидроксиды катионов пятой группы не растворяются в избытке щелочи и в растворе аммиака в отличие от гидроксидов катионов четвертой и шестой групп.При действии раствора щелочи на соли катионов желе­за Fе2+ и марганца Мn2+ образуются сначала гидроксиды Fе(ОН)2 - бледно-зеленого цвета и Мn(ОН)2 - белого цве­тf. На воздухе эти гидроксиды окисляются кислородом и осадки становятся бурыми.

При взаимодействии едких щелочей с солями Fе3+ выпадает бурый студенистый осадок Fе(ОН)3, а с солями марганца н белый аморфный осадок Мg(ОН)2:

Осадок гидроксида магния Мg(ОН)2 хорошо растворяется в кислотах и растворах амонийных солей:

Многие свежеосажденные гидроксиды и сульфиды катионов пятой группы часто получаются в коллоидном состоянии.

Реакции катиона железа (III) Fe3+

1. Едкие щелочи и аммиаквыделяют бурый студе­нистый осадок гидроксида железа (III):

FeCl3 + ЗКОН = Fe(OH)3 + ЗКС1

Fe3+ + ЗОН = Fe(OH)3

Гидроксид железа (III) растворяется в кислотах, ноне растворяется в избытке щелочей.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида железа (III) добавляют 2 капли раствора ще­лочи.

2. Роданид калия KSCNдает с раствором соли же- леза~ХП1) в слабокислой среде кроваво-красное окра­шивание вследствие образования железороданистых комплексов. Реакция применяется для качественного и количественного определения Fe (III), упрощенное уравнение:

FeCI3 + 3KSCN Fe(SCN)3 + ЗКСl

Fe3+ + 3SCN-=Fe(SCN)3

Реакция обратима, поэтому для повышения ее чувствительности реактив должен быть взят в избытке.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 1 каплю раствора хлорида железа (III) и 2 капли раствора роданида калия.

3. Гексацианоферрат калия (II) K4[Fe(CN)6] (желтая кровяная соль) осаждает из нейтральных или кислых растворов солей железа (III) берлинскую лазурь— осадок интенсивного синего цвета:

4FeCl3 + 3K4[Fe(CN)6] t= Fe4[Fe(CN)6]3| + 12KC1

4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4-+ Fe4[Fe(CN)6]3

В кислотах осадок заметно не растворяется, щелочи его разлагают. Реакция очень чувствительна и поэтому обычно применяется для определения иона Fe3+ в анализируемых растворах.

Выполнение реакции. К 2 каплям раствора хлорида железа (III) добавляют 1 каплю раствора желтой кровяной соли.

4. Сульфид аммония (NH4)2S, прибавленный к раст-вору соли железа (III), дает черный осадок сульфида железа (III):

2FeCl3 + 3(NH4)2S = Fe2S3 + 6NH4C1

2Fe3+ + 3S2- = Fe2S3

Этот осадок растворяется в кислотах.

Выполнение реакции. В пробирку помещают 2 капли раствора хлорида желез