Опыт: проведение реакций, характеризующих свойства нерастворимых оснований на примере гидроксида меди (II)
Гидроксид меди (II) можно получить, добавив щелочь к раствору соли меди (II):
CuCl2 + 2NaOH = Cu(OH)2↓ + 2NaCl
(щелочь должна быть в избытке)
1) Рагируют с кислотами с образованием соли и воды. Делим полученный осадок на две порции и приливаем к первой порции соляную кислоту (небольшими порциями, при перемешивании) до растворения осадка:
Cu(OH)2 + 2HCl = CuCl2 + 2H2O
(полученная соль — хлорид меди (II))
2) Нерастворимые гидроксиды разлагаются при нагревании, образуется оксид металла и вода. Вторую порцию осадка нагреваем на спиртовке несколько минут, не доводя до бурного кипения:
Cu(OH)2 = CuO + H2O
Синий осадок меняет цвет на черный, характерный для оксида меди (II).
3) Нерастворимые основания не изменяют окраску индикаторов.
Данный опыт проводить вряд ли понадобится, но нужно помнить, что для него нужен готовый (фабричный) гидроксид меди. Если получать в классе, в нем будет избыток щелочи или сохранится кислая реакция в результате гидролиза хлорида меди (II).
Первым элементом с таким нарушением является хром. Рассмотрим подробнее его электронное строение (рис. 6.16 а). У атома хрома на 4s-подуровне не два, как этого следовало бы ожидать, а только один электрон. Зато на 3d-подуровне пять электронов, а ведь этот подуровень заполняется после 4s-подуровня (см. рис. 6.4). Чтобы понять, почему так происходит, посмотрим, что собой представляют электронные облака 3d-подуровня этого атома.
Каждое из пяти 3d-облаков в этом случае образовано одним электроном. Как вы уже знаете из § 4 этой главы, общее электронное облако таких пяти электронов имеет шарообразную форму, или, как говорят, сферически симметрично. По характеру распределения электронной плотности по разным направлениям оно похоже на 1s-ЭО. Энергия подуровня, электроны которого образуют такое облако, оказывается меньше, чем в случае менее симметричного облака. В данном случае энергия орбиталей 3d-подуровня равна энергии 4s-орбитали. При нарушении симметрии, например, при появлении шестого электрона, энергия орбиталей 3d-подуровня вновь становится больше, чем энергия 4s-орбитали. Поэтому у атома марганца опять появляется второй электрон на 4s-АО.
Сферической симметрией обладает общее облако любого подуровня, заполненного электронами как наполовину, так и полностью. Уменьшение энергии в этих случаях носит общий характер и не зависит от того, наполовину или полностью заполнен электронами какой-либо подуровень. А раз так, то следующее нарушение мы должны искать у атома, в электронную оболочку которого последним "приходит"девятый d-электрон. И действительно, у атома меди на 3d-подуровне 10 электронов, а на 4s-подуровне только один
КатионВоздействие или реактивНаблюдаемая реакция Li+ ПламяКарминово-красное окрашивание Na+ПламяЖелтое окрашиваниеК+ПламяФиолетовое окрашиваниеСа2+ПламяКирпично-красное окрашиваниеSr2+ПламяКарминово-красное окрашиваниеВа2+Пламя S042-Желто-зеленое окрашивание. Выпадение белого осадка, не растворимого в кислотах: Ва2+ + S042 =BaS04Сu2+ВодаГидратированные ионы Сu2+ имеют голубую окраскуРЬ2+S2-Выпадение черного осадка: Pb2+ + S2- =PbS Аg+Cl-Выпадение белого осадка; не растворимого в HNO3, но растворимого в конце. NH3 Н20:Аg+ +Cl- =AgCl Fe2+гексациано-феррат (III) калия (красная кровяная соль) ,K3[Fe(CN)6]Выпадение синего осадка:К++ Fe2+ + [Fe(CN)6]3- =KFe[Fe(CN)6]4Fe3+1) гексацианоферрат (II) калия (желтая кровяная соль)K4[Fe(CN)6] 2) роданид-ион SCN-Выпадение синего осадка:К+ + Fe3+ + [Fe(CN)6]4- = KFe[Fe(CN)6]Появление ярко-красного окрашивания за счет образования комплексных ионов Fe(SCN)2+, Fe(SCN)+2Al3+щелочь (амфотерные свойства гидроксида)Выпадение осадка гидроксида алюминия при приливании первых порций щелочи и его растворение при дальнейшем приливанииNH4+щелочь, нагревЗапах аммиака: NH4+ + ОН- =NH3 + Н20Н+(кислая среда)Индикаторы: лакмус, метиловый оранжевыйкрасное окрашивание красное окрашивание