Тема: «элементы I в группы (подгруппы меди)»

К I В группе относятся три элемента - медь, серебро и золото. Подобно атомам щелочных металлов, атомы всех этих элементов имеют в наружном слое по одному электрону, но предпоследний их электронный слой, в отличие от атомов щелочных металлов содержит восемнадцать электронов. Радиусы атомов меди, серебра и золота меньше радиусов соответствующих атомов металлов I А группы. Это обуславливает значительно большую плотность, высокие температуры плавления и большие величины энтальпии атомизации рассматриваемых металлов: меньшие по размеру атомы располагаются в решетке более плотно, вследствие чего силы притяжения между ними велики.

Элементы I В группы - малоактивные металлы. Они с трудом окисляются и, наоборот, их ионы легко восстанавливаются, они не разлагают воду, гидроксиды их являются сравнительно слабыми основаниями. В ряду напряжений они стоят после водорода. В то же время 18-ти электронный слой, устойчивый у других элементов, здесь еще не вполне стабилизировался и способен к частичной потере электронов. Так, медь наряду с однозарядными катионами, образует и двухзарядные, которые для нее даже более характерны.

Точно также для золота степень окисления +3 более характерна, чем +1, известны также и соединения серебра со степенью окисления +2 и +3.

 

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

ОПЫТ 1. Получение и изучение свойств гидроксида меди.

Едкие щелочи NaOH и КОН образуют с Сu²⁺ голубой осадок Сu(ОН)₂, чернеющий при нагревании вследствие превращение в СuО:

Сu²⁺+ 2OН^-g Сu(ОН)₂$

Сu(ОН)₂$ g СuО$ +Н₂O

Гидроокись меди обладает слабо выраженными амфотерными свойствами и поэтому частично растворима в избытке КОН или NaOH (особенно при нагревании) с образованием комплексных соединений.

Выполнение опыта:

В две пробирки поместить по 3-4 капли раствора хлорида меди и по каплям добавить раствор NаОН до выпадения голубого осадка Сu(ОН)₂. Одну пробирку нагреть, при этом происходит отщепление воды и образование черного СuО. В другую пробирку добавить раствор NаОН до растворения осадка Сu(ОН)₂ и образования синего раствора, окраска которого обусловлена получением ионов тетрагидроксокупрата (II) [Сu(ОН)₄]^2-. Углубление окраски от голубой до синей подтверждает явление более интенсивной окраски комплексных ионов.

Написать уравнения реакций в ионной и молекулярной формах.

ОПЫТ 2. Получение меди цианоферрата (II).

Реакция получения меди цианоферрата (II) является характерной аналитической реакцией на ион Сu²⁺.

Осадок нерастворим в разбавленных кислотах, но растворяется в аммиаке (образование комплексного соединения). Он разлагается также при действии щелочей.

Выполнение опыта:

К 2-3 каплям раствора соли меди добавить такое же количество калия гексацианоферрата (II) K₄[Fе(СN)₆]. В результате реакции должен образоваться аморфный красно-бурый осадок Сu₂[Fе(СN)₆]. Испытать осадок на растворение в разбавленных кислотах.

Написать уравнения реакций в ионной и молекулярной формах.

ОПЫТ 3. Окислительные свойства ионов Cu²⁺.

Тиосульфат натрия Na₂S₂О₃, прибавленный к раствору соли меди, обесцвечивает его вследствие образования комплексной соли. Если полученный раствор нагреть, образуется темно-бурый осадок смеси Cu₂S с серой:

2Cu²⁺ + 2S₂O₃^2- + 2Н₂O g Cu₂S$ + S$ + 4H⁺ + 2SO₄^2-

Выполнение опыта:

К 4-5 каплям раствора сульфата меди добавить такое же количество тиосульфата натрия. Раствор нагреть до выпадения осадка.

Составить уравнение реакции и уравнять методом электронно-ионного баланса.