какую формулу имеет сульфат ион
Лаб. 3
Раствор вещества – серная кислота
Реактив – хлорид бария
На рисунке:
левая пробирка – H2SO4
верхняя пробирка – BaCl2
правая пробирка – BaSO4
Признак реакции: выпадение белого осадка сульфата бария.
Раствор вещества – сульфат натрия
Реактив – хлорид бария
На рисунке:
левая пробирка – Na2SO4
верхняя пробирка – BaCl2
правая пробирка – BaSO4
Признак реакции: выпадение белого осадка сульфата бария.
а) серная кислота + хлорид бария
б) сульфат натрия + хлорид бария
Вывод
Обнаружить сульфат-ионы в растворах можно при помощи хлорида бария – это качественная реакция на сульфат-ионы. Выпадение белого осадка обусловлено связыванием ионов бария с сульфат-ионами, которые вместе образуют нерастворимый осадок.
2.Запишите формулы сульфат-, сульфит-, сульфид-ионов.
3.Укажите НЕправильное утверждение:
в) в электрическом поле перемещается к катоду
Заряд 2 — обусловлен тем, что серная кислота потеряла 2 водорода – 2 катиона – 2 частицы с зарядом +, превращаясь в сульфат ион. В сульфат-ионе 48 протонов и 50 электронов.
5.Сульфат-ионы массой 240 г были осаждены достаточным количеством хлорида бария. Рассчитайте химическое количество осадка.
Методы определения сульфатов в сточной и питьевой воде
О сульфатах
Термином «сульфат» в специальной литературе обозначают анион (SO4 2- ) сильной двухосновной серной кислоты (неорганические сульфаты) и эфиры серной кислоты с различными ароматическими и алифатическими спиртами (органические сульфаты).
Растворимые и нерастворимые
Сульфаты в своем большинстве хорошо растворяются в воде (FeSO4, MgSO4, K2SO4, Na2SO4). Исключение составляют сульфаты металлов главной подгруппы второй группы таблицы Д. И. Менделеева: CaSO4, SrSO4, BaSO4, RaSO4, а также PbSO4. Сульфаты этих металлов выпадают в виде кристаллических осадков, которые не растворяются даже в присутствии соляной или азотной кислоты.
Неорганические ионные соединения
Неорганические сульфаты — это ионные соединения, в составе которых есть анион SO₄²⁻. Выделяют три ряда сульфатных солей:
BaSO4, RaSO4;
CaSO4, SrSO4, PbHSO4.
· кислые сульфаты не щелочных металлов при нагревании образуют оксиды, разлагаясь с выделением SO3.
Неорганические сульфаты способны образовать кристаллогидраты — вещества, в кристаллы которых входят молекулы воды. Наиболее известны кристаллогидраты:
Органические сульфаты
Сложные эфиры серной кислоты и этилового спирта, название которых заканчиваются на суффикс «сульфат», могут называть сульфатами:
Среди органических сульфатов различают:
Сульфаты органической природы являются мощными алкилирующими агентами (диметилсульфат) и используются в органическом синтезе. Соли сульфоновой кислоты (сульфонаты) и сложные эфиры с протяженными углеводородными остатками нашли широкое применение в качестве моющих средств.
Моющая способность сульфонатов обусловлена строением молекулы, полярная часть которой ( — SO 3- Na + ) обеспечивает её растворимость в воде, а крупная алкильная часть, расположенная в п-положении, придает молекуле способность растворяться в жире.
В результате этого частички жира вместе с загрязнителями диспергируются в виде мицелл и переходят в водную фазу.
Сульфаты в воде
В природных водах сульфаты присутствуют всегда. Некоторые сульфатсодержащие минералы (гипс) постоянно растворяются под действием осадков. Также в природные воды попадают сульфаты из атмосферного воздуха, где идут реакции окисления оксида серы (IV) до оксида серы (VI), процессы образования серной кислоты и ее полной или частичной нейтрализации. Преумножают сульфатное загрязнение и стоки с промышленных предприятий.
Откуда берутся в питьевой
Сульфаты обнаруживаются не только в реках, ручьях и озерах. Избыточное содержание сульфатов наблюдается в подземной воде, добытой даже из глубоких водоносных горизонтов.
Риск появления нежелательных примесей в питьевой воде возрастает, если скважина расположена:
Сульфаты попадают в водоносные горизонты, когда происходит:
Опасность представляют и реагенты, применяемые для зимней обработки дорог, и подтекающие свалки отходов, и сточные воды производств, сбрасываемые без тщательной очистки. Загрязненные воды в период снеготаяния устремляются в поверхностные водоемы и могут попасть в зоны водозаборов, откуда потом попадают в водопровод.
Источники появления в сточных водах
Под термином «сточные воды» согласно российскому Водному кодексу объединены сточные воды централизованной системы водоотведения, дождевая и талая воды, стоки со свалок, а также другая вода, которая сбрасывается или отводится в природные водоемы после использования или которая стекает с водосборной площади.
Сульфаты обнаруживаются в стоках, образовавшихся в результате:
Избыточное содержание сульфатов наблюдается в стоках предприятий, использующих в технологическом цикле серную кислоту. На коксохимических заводах из аммиака и H2SO4 в больших количествах получают сельскохозяйственное удобрение — сульфат аммония. Из почвы (NH4)2SO4 вымывается с осадками в поверхностные водоемы. В зимний период дороги посыпают сульфатсодержащим противогололедным реагентом, который из ливневой канализации массово уходит в реки.
Нормы содержания и ПДК
Повышенные концентрации сульфатов ухудшают органолептические показатели водопроводной воды, оказывают влияние на здоровье человека.
В ГОСТ 31940-2012 закреплены методы измерения концентрации сульфатов в питьевой воде, в том числе разлитой в бутылки. Если содержание солей серной кислоты превышает нормативы, воду перед использованием необходимо очистить.
Польза и вред сульфатов
В зависимости от преобладания в сульфатной воде того или иного компонента выделяют воды:
Влияние на организм человека
Особенность сульфатных вод проявляется в их выраженном воздействии на пищеварительную систему. Употребление минеральной воды с преобладанием сульфатов (более 25%) способствует:
Избыточное количество сульфатов (более 500 мг/дм 3 ) придает питьевой воде горький вкус, а в концентрации 1-2 г на литр сульфатная вода оказывает слабительное действие. Отмечен эффект тормозящего влияния сульфатов на реакцию утоления жажды (Егорова, 2002), в конечном итоге приводящий к увеличению нагрузки не на почки, а на кишечник.
Водопроводы и стоковые коммуникации
С кальцием сульфаты образуют прочную накипь. С повышением температуры воды растворимость сульфата кальция снижается, соль выделяется из воды, оседая на поверхностях труб и нагревательных элементах. Незначительные отложения состоят преимущественно из двуводного гидрата CaSO4 2H2O (гипса), но утолщение накипи приводит к нагреванию прилегающего к металлу слоя. При 100 °С гипс превращается в полуводный гидрат
CaSO4 1/2H2O, снять который крайне затруднительно даже промыванием системы кислотой.
Круговорот сульфатов в природе
Основным резервом сульфатов, вовлекаемых в природный круговорот, в настоящее время выступает самородная сера и сульфатсодержащие минералы. Осадочные породы, особенно органические сланцы, дают большие количества сульфатов путем окисления минералов с одинаковой химической формулой FeS₂ —лучистого колчедана (марказита) и пирита.
В почвенных слоях постоянно идет окислительно-восстановительный обмен серой между сульфидами серы, находящимися в бескислородных условиях в толще почвы, и доступными сульфатами вблизи поверхности. Сульфид окисляется до сульфата в присутствии воздуха, а сульфат восстанавливается до сульфида в анаэробных условиях.
В морях в результате деятельности бактерий происходит восстановление глубоководных сульфатных отложений. Образовавшийся при этом сероводород мигрирует к поверхности воды, где окисляется кислородом атмосферного воздуха до сульфат-иона.
Значительное количество сероводорода остается в подземных водах. Если в воде присутствует железо, образовавшийся FeS способен выпасть в осадок, в результате чего из воды удаляются как ионы железа, так и сульфиды.
В почве за восстановление сульфатов отвечают почвенные бактерии, в этом случае большие количества сероводорода поступают непосредственно в атмосферу.
Сульфат-ион — основная форма серы, доступная организмам-автотрофам. Сульфаты поглощаются живыми существами, благодаря метаболизму которых восстанавливаются и входят в состав белков. При гниении отмерших организмов сера возвращается в круговорот.
Количественные методики определения по ГОСТу
Химическое титрование
С трилоном Б
В питьевой воде концентрацию сульфатов определяют по ГОСТ 31940-2012 титриметрически, с ЭДТА-Na2 (трилоном Б) (метод 1).
К пробе анализируемой воды прибавляют соляную кислоту для подкисления среды, а затем барий хлористый. Происходит осаждение сульфат-ионов и образование сернокислого бария BaSO4 с появлением в растворе характерной белой мути.
Сульфат бария BaSO4 в аммиачной среде растворяют в растворе ЭДТА-Na2 (трилона Б). Избыток ЭДТА-Na2 затем титруют раствором, содержащим ионы магния, в присутствии индикатора эриохрома черного. Титрование прекращают, когда произойдет смена окраски — синий цвет сменится на лиловый. Количество ЭДТА-Na2, израсходованного на растворение BaSO4, эквивалентно количеству сульфат-ионов во взятом объеме воды.
С хлоридом бария
По методу 2 из ГОСТ 31940-2012 сульфаты определяют титрованием анализируемой пробы воды раствором соли бария в водно-ацетоновой среде (или водно-спиртовой) при рН 1,5-2,0. Индикатором служит нитхромазо (или ортаниловый К, или хлорфосфоназо). Ионы бария связывают сульфат-ионы, образуется BaSO4 — слаборастворимый осадок. В точке эквивалентности избыток ионов бария взаимодействует с индикатором, образуя комплексное соединение. В этот момент жидкость в колбе меняет фиолетовый цвет на голубой. Чтобы устранить влияние катионов аликвотную часть раствора предварительно обрабатывают катионитом КУ-2.
Фотометрические методы определения сульфатов
Определение сульфатов нефелометрическим и турбидиметрическим методами основано на измерении интенсивности рассеянного света (нефелометрия) или света, прошедшего через мутную среду (титриметрия).
Оба метода предполагают наличие в исследуемом растворе частиц определяемого вещества, находящегося в растворе во взвешенном состоянии.
Нефелометрия
Определение сульфатов нефелометрическим методом базируется на осаждении сульфат-ионов BaCl2 в присутствии HCl и реагента-стабилизатора (желатина, крахмала). В реакции образуется сульфат бария, медленно выпадающий в осадок и образующий суспензию.
Оптическую плотность суспензии измеряют на нефелометре, а концентрацию сульфатов в воде затем рассчитывают по предварительно построенному градуировочному графику.
Турбидиметрия
Сульфаты турбидиметрическим методом определяют на фотометре или спектрофотометре, способным измерить интенсивность помутнения водной пробы. Мутность развивается после взаимодействия находящихся в пробе сульфатов с осадительной смесью, в состав которой входит BaCl2, стабилизирующий реагент (этиленгликоль), а также этанол для снижения растворимости. Прибор фиксирует оптическую плотность помутневшего раствора относительно дистиллированной воды. Точное содержание сульфат-ионов в отобранной на анализ воде, как и в случае нефелометрии, рассчитывают по градуировочному графику.
Очистка вод от сульфатов
Удаление в быту
Вода с избытком сульфатов кроме неприятных вкусовых ощущений и расстройства кишечника, способна вывести из строя бытовую технику.
Удалить сульфаты из воды народными средствами не получится. Лучше всего установить в квартире или коттедже фильтр с системой обратного осмоса. Вода с растворенными в ней солями под давлением проходит через полупроницаемую мембрану фильтра, на которой оседают минеральные соли, бактерии и тяжелые металлы, а очищенная вода беспрепятственно проходит дальше. Фильтр обратного осмоса позволяет очистить воду на 98%, снизив жесткость и устранив риск для здоровья и бытовых приборов.
Предприятия водоподготовки
Очистка больших объемов загрязненной сульфатами воды осуществляется на производствах тремя основными способами:
Сточную воду обрабатывают известковым молоком в присутствии коагулянта и флокулянта. При взаимодействии оксида кальция CaO с водой образуется гидроксид кальция Ca(OH)2, осаждающий сульфаты из сточной воды.
Коагулянт повышает эффективность сорбции сульфатов на хлопьевидном осадке. Добавление флокулянта сокращает дозу коагулирующего реагента, повышает плотность образующихся хлопьев и, в конечном итоге, облегчает отделение плотного осадка от остальной воды в момент фильтрации.
Сульфаты, присутствующие в питьевой воде в допустимых СанПиН концентрациях, для человека не опасны. Увеличение содержания сульфат-ионов в воде ухудшает качество жизни, со временем выводит из строя бытовую технику и водопроводные коммуникации. Поэтому так важно точно знать концентрацию сульфатов в воде и при малейшем подозрении на превышение санитарных и технических нормативов делать анализ этого параметра в аккредитованной лаборатории.
Анализ катионов. Классификация катионов на группы
» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>
Анализ катионов
При систематическом анализе принято деление катионов и анионов на аналитические группы. Наиболее удобная, применяемая и в настоящее время классификация катионов, разработана Н.А. Меншуткиным в 1871 г. Все существующие ныне классификации предусматривают разделение катионов на 5 или 6 аналитических групп на основании следующих их свойств:
1.На различии растворимости хлоридов, карбонатов, сульфатов или гидроксидов.
2. На амфотерных свойствах некоторых гидроксидов.
3. На способности ряда гидроксидов образовывать комплексные аммиакаты.
Классификация катионов на аналитические группы
характеристика
реактив
раствор
Почти все соли калия, натрия, аммония и большинство солей магния хорошо растворимы в воде. Поэтому группового реактива, осаждающего все четыре катиона, нет.
Калий и натрий относятся к 1 группе периодической системы элементов и образуют сильные щелочи. Гидроксид аммония является слабым основанием, но катион аммония близок по свойствам к катиону калия и образует несколько аналогичных малорастворимых солей. Соли аммония разлагаются при нагревании и могут быть удалены прокаливанием. Гидроксид магния – слабое основание, плохо растворимое в воде. Труднорастворимы также фосфат магния и карбонат. Гидроксокарбонат магния растворяется в избытке солей аммония и при действии карбонатом аммония в присутствии хлорида аммония в осадок не выпадает. Поэтому при систематическом анализе ион магния остается в растворе с катионами 1 группы. По этой причине он и отнесен к этой группе.
Ионы калия, магния, аммония необходимы для минерального питания растений. Большое содержание солей натрия указывает на засоленность почв.
Анализ водных вытяжек из почвы на наличие этих катионов используют для определения пригодности почв для возделывания различных культур.
Оценка качества природных вод включает пробы на присутствие ионов аммония. Наличие в воде аммиака и солей аммония служит признаком загрязненности, так как эти соединения образуются при гниении белков.
Продукты детского и диетического питания также подвергаются обязательному исследованию на содержание натрия, калия и магния.
Катионы 2 группы, в отличии от катионов 1 группы, образуют малорастворимые в воде карбонаты. Поэтому их осаждают действием карбоната аммония, который является групповым реактивом.
Сульфиды этих элементов, в отличие от катионов 3,4 и 5 групп, хорошо растворимы в воде.
В водных растворах катионы 2 группы бесцветны.
Соли кальция используют для улучшения почв: в сильно кислые почвы для нейтрализации вводят известняк СаСО3; а в солонцеватые – гипс CaS04•2H2O. Кальций входит в состав минеральных удобрений: фосфоритной муки Са3(РО4)2, суперфосфата Са(Н2РО4)2 + CaS04, кальциевой селитры Са(НСО3)2 и т.д.
Растворимый гидрокарбонат кальция Са(НСО3)2 находится в природных водах, сообщая им временную жесткость. Арсенит и арсенат кальция используют как сельскохозяйственные яды.
Ионы бария ядовиты. Карбонат и хлорид бария используют в сельском хозяйстве как яды. Поэтому обнаружение ионов бария проводят при распознавании ядохимикатов.
Радиоактивный изотоп стронция 90 Sr, образующийся при ядерных реакциях, представляет большую опасность для здоровья и жизни.
Реакции катионов второй группы
Реактивы | Катионы | ||
Са 2+ | Ba 2+ | Sr 2+ | |
(NH4 )2СО3, Nа2СО3, К2СО3 | СаСО3↓ белый | ВаСО3↓ белый | SrСО3↓ белый |
Na2HP04 | СаНРО4↓ белый | ВаНРО4↓ белый | SrHP04↓ белый |
(NH4)2C204 | СаС2Н4↓ белый | ВаС2О4↓ белый | SrC204↓ белый |
H2S04 и растворимые сульфаты | CaS04↓ белый | BaS04↓ белый | SrS04↓ белый |
К4[Fe(CN)6]+NH4Cl | Ca(NH4)2 [Fe(CN)6] ↓ белый | Ba(NH4)2•Fe(CN)6]↓, белый | ──── |
CaS04 | BaS04↓ выпадает сразу | SrS04↓ выпадает не сразу | |
К2Сr207 | ВаСrО4↓ желтый | ───── | |
Окрашивание пламени | Кирпично- красное | Желто-зеленое | Карминово-красное |
К третьей аналитической группе относят катионы алюминия, железа(II), железа(III), марганца (II), цинка, хрома(III). Они характеризуются большим разнообразием свойств.
Изменение валентности этих элементов осуществляется сравнительно легко, поэтому для них характерны окислительно-восстановительные реакции.
Гидроксиды железа и марганца обладают слабоосновными свойствами, растворяются в кислотах, но не растворяются в щелочах. Гидроксиды всех катионов третьей группы не растворимы в воде, но могут переходить в коллоидное состояние.
Соли большинства элементов этой группы образуют окрашенные растворы.
Окраска растворов солей элементов третьей аналитической группы
зеленая
фиолетовая
Катионы третьей аналитической группы образуют сульфиды, нерастворимые в воде, но растворимые в кислотах. В отличие от них сульфиды первой и второй группы растворимы в воде, а сульфиды четвертой и пятой группы катионов нерастворимы в кислотах. Поэтому в качестве группового реактива используют сульфид аммония. Другие растворимые сульфиды, так же осаждающие катионы третьей группы, не могут быть использованы как групповой реактив, так как с ними в раствор будут введены катионы первой и второй групп. Присутствие катиона аммония в ходе систематического анализа определяется до введения сульфида аммония, а в дальнейшем катион аммония легко удаляется из раствора в виде аммиака. Катионы третьей группы в зависимости от воздействия на них гидр оксида аммония в присутствии хлорида аммония подразделяют на две подгруппы:
катионы аллюминия, хрома(III), железа (III), осаждаемые водным аммиаком в присутствии хлорида аммония.
катионы железа(II), марганца(II), цинка не осаждаемые таким образом.
Катионы третьей группы, подобно катионам второй группы и магния, образуют труднорастворимые карбонаты и гидрофосфаты. Кроме того, они обладают способностью образовывать комплексные соединения.
Обнаружение и количественное определение катионов третьей группы связано главным образом с анализом почв, микроудобрений, растительного и животного материала, продовольственного сырья и продуктов питания (особенно детских и диетических), так как эти катионы имеют важнейшее биологическое значение.
Алюминий в больших количествах содержится в кислых подзолистых почвах, снижая урожайность многих культур. Соли алюминия применяют для очистки природных вод.
Железо содержится в тканях всех растений и животных. Оно входит в состав гемоглобина крови животных, участвует в синтезе хлорофилла зеленых растений. При недостатке железа в почве у растений развивается хлороз, т.е. отсутствие зеленой окраски из-за пониженного содержания хлорофилла. Избыток железа в почве так же вреден для растений. Многие соли железа (лактат, сульфат, глицерофосфат) применяют в ветеринарии как антианемические средства.
Марганец, цинк, хром – микроэлементы, необходимые для нормального течения обменных процессов у растений и животных. Недостаток марганца в почве способствует развитию у них различных заболеваний; в крови – приводит к возникновению „марганцевого рахита”. Нехватка цинка ведет к нарушению синтеза хлорофилла, витаминов, ауксинов у растений, витаминов и ферментов у животных и человека.
Избыток цинка в почвах, продуктах питания, сырье является токсичным для человека, животных и растений. Согласно гигиеническим нормативам качества и безопасности продовольственных продуктов и сырья предельно допускаемое содержание цинка: в мясе- 70,0 мг/кг., в молоке – 5,0 мг/кг., в яйце-50,0 мг/кг.
Реакции катионов третьей группы
Реактивы | Катионы | |||||
A1 3+ | Cr 3+ | Fe 3+ | Fe 2+ | Mn 2+ | Zn 2+ | |
(NH4)2S в щелочной среде | Аl(ОН)3 | Сr(ОН)3↓ | ↓Fе2S3 | ↓FeS | ↓MnS | ↓ZnS |
NaOH, КОН, NН4ОH | АI(ОН)3 | Сr(ОН)3↓ | ↓Fе(ОН)3 | ↓Fе(ОН)2 | ↓Мn(OН)2 | ↓Zn(ОН)2 |
NaOH, КОН | Р-р А102 – | Р-р Cr02 – | ↓Fе(ОН)3 | ↓Fе(ОН)2 | ↓Мn(ОН)2 | р-р ZnО2 2- |
NH4Cl в щел. среде | ↓Аl(ОН)3 | ↓Сr(ОН)3 | ↓Fе(ОН)3 | |||
Na2HP04 | ↓AlP04 | ↓CrPО4 | ↓FePО4 | ↓Fе3(РО4) | ↓Мn3(РО4) | ↓Zn3(РО4) |
K4[Fe(CN)6] | ↓Fe4[Fe(CN)6]3 | ↓Fe2[Fe(CN)6] | ↓Мn2[Fе(CN)6] | ↓К2Zn3[Fе(CN)6]2 | ||
К3[Fе(СN)6] | ↓Fe3[Fe(CN)6] | ↓Мn3[Fе(CN)6]2 | Zn3[Fе(CN)6]2 | |||
KCNS | Fе(СNS)3 | |||||
Алюминон | Красный | Красный | Красный | |||
(NH4)2S208 | Cr207 2- р-р | МnО4 – р-р | ||||
Дитизон | Красный | |||||
Cо(NО3)2 | CoZn02 | |||||
Н2О2 в щелочной среде | Cr204 р-р | Fе(ОН)3 |
Четвертая аналитическая группа объединяет катионы серебра, свинца, и ртути(I). Общим свойством этих катионов является способность осаждаться под действием разбавленной соляной кислоты и ее солей в виде хлоридов-осадков белого цвета. Поэтому соляная кислота является групповым реактивом для катионов этой группы.
Кроме того, катионы четвертой аналитической группы образуют нерастворимые сульфиды черного цвета, которые в отличие от катионов 5 группы, не растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония. Мало растворимы в воде также фосфаты и карбонаты катионов четвертой группы. Растворимые соли подвергаются гидролизу и их растворы имеют кислую реакцию. В окислительно-восстановительных реакция катионы четвертой группы выступают в роли окислителей и восстанавливаются до свободных металлов. В водных растворах катионы серебра, свинца и ртути (I) бесцветны.
Соединения катионов четвертой группы имеют важное биологическое значение. Ионы серебра обладают бактерицидным действием. Нитрат серебра применяют в медицине и ветеринарии при эрозиях, язвах, экземах, а также в офтальмологии и стоматологии. Металлическая ртуть и большинство ее соединений очень ядовиты. Наиболее токсичны для животных и человека: хлорид (сулема) и йодид ртути (II) и органические ртутные препараты, применяемые для протравливания семян: гранозан, этилмеркурхлорид, этилмеркурфосфат. Эти соединения нарушают углеводный и кальциевый обмен, функции почек, печени, эндокринных желез, центральной нервной системы вследствие блокады сульфгидрильных групп ферментов. Хлорид ртути (I) или каломель (Hg2CI2) не ядовита и используется в медицине и ветеринарии как слабительное, антисептическое и мочегонное средство.
Соединения свинца также ядовиты. К наиболее токсичным относятся нитрат, ацетат и гидроксохлорид свинца, а так же тетраэтилсвинец. Загрязнение воздуха, почвы и воды соединениями свинца происходит в результате выброса их промышленными предприятиями, выхлопными газами автотранспорта. В соответствии с санитарными нормами содержание свинца в 1 л воды не должно превышать 0.1 мг. В основных сельскохозяйственных продуктах допускается следующее содержание свинца и ртути:
Гигиенические нормативы содержания свинца и ртути в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)
Мясо | Молоко | Яйца | |
Свинец | 0,5 | 0,1 | 0.3 |
Ртуть | 0,03 | 0,005 | 0,02 |
Ацетат свинца и оксид свинца используются в медицине, ветеринарии как вяжущие и противовоспалительные средства в форме примочек, компрессов, мазей и пластырей.
Реакции катионов четвертой группы
Реактивы | Катионы | |||
Ag + | Pb 2+ | Нg2 2+ | ||
HCl и хлориды | AgCl↓ – белый, растворимый в NH4ОH | PbC12↓- белый, растворимый в горячей воде | Hg2C12↓ – белый, чернеющий в NH4ОH | |
KOH, NaOH | Аg2O↓ – бурый | Pb(OH)2↓- белый, растворимый в кислотах и избытке щелочей. | Hg2О↓- черный | |
NH40H (избыток) | [Аg(NН3)2] + раствор | Рb(ОН)↓-белый | (NН2Нg)NО3↓- белый + ↓Hg | |
K2Cr04 | Аg2СrО4↓ кирпично- красный | PbCr04↓ – желтый | Hg2CrО4↓ – красный | |
H2S04 | ───── | PbS04↓ – белый | ───── | |
Na2HP04 | Аg3РО4↓ – желтый | ───── | ───── | |
НI, (KI) | AgI↓- желтый | РbI2↓- желтый, растворимый в горячей воде, NaOH, избытке КI | Hg2I2↓- грязно-зеленый, растворимый в избытке КI | |
Сu металлич. | ───── | ───── | Hg↓ |
Катионы пятой группы образуют нерастворимые в воде сульфиды, гидроксиды и основные соли. Гидроксид аммония, который используется как групповой реактив, образует с катионами пятой группы, ярко окрашенные основные соли, которые, кроме солей висмута, растворимы в избытке аммиака. Образующиеся при этом комплексные соли – аммиакаты, также имеют характерную окраску.
Катионы меди, кадмия и висмута, кроме того, образуют комплексные соединения с цианидами и йодидами. В реакциях окисления-восстановления катионы пятой группы ведут себя как окислители и восстанавливаются до свободных металлов.
В водных растворах почти все катионы пятой группы окрашены.
Окраска растворов солей катионов пятой аналитической группы
Ион | Cu 2+ | Co 2+ | Ni 2+ | Cd 2+ | Bi 3+ |
Окраска раствора | голубая | розовая | зеленая | бесцветная | бесцветная |
Объектом качественного анализа на присутствие катионов меди, кобальта, никеля, кадмия и висмута являются удобрения, почвы, растения, биологические жидкости, сельскохозяйственное сырье, продовольственные продукты. Медь входит в состав удобрений и сельскохозяйственных ядов, например: медного купороса, парижской зелени Сu(СН3СОО)23Сu(АsО2)2, бордосской жидкости. Медь необходима для нормальной жизнедеятельности растений и животных, так как входит в состав ферментов, влияет на белковый и углеводный обмен. Сульфат и карбонат меди используют в ветеринарии как антгельминтики. Медь отнесена к токсичным элементам. Предельно допустимое содержание меди в некоторых продуктах питания приведено в таблице N29. Кобальт входит в состав витамина В12. Пониженное содержание этого микроэлемента в почвах, растениях, кормах и пищевых продуктах отрицательно сказывается на росте сельскохозяйственных культур, продуктивности животных и развитии человека. Избыточное содержание кобальта, как и меди, и кадмия считается токсичным.
Гигиенические нормативы содержания меди и кадмия в основных продовольственных продуктах, (в мг/кг)
Мясо | Молоко | Яйца | |
Медь | 5.0 | 1.0 | 3.0 |
Кадмий | 0.05 | 0.03 | 0.01 |
Мышьяк /III/, сурьма/III/ и олово /III/ в щелочной среде ведут себя как восстановители. Мышьяк /V/, cурьма /V/ в кислой среде проявляют свойства окислителей.
Характерной реакцией для катионов 6 группы является образование нерастворимых в воде сульфидов при взаимодействии с сероводородом в кислой среде. Сульфиды катионов 6 группы растворяются в сульфидах натрия, калия, аммония, образуя сульфосоли (тиосоли). Например:
Сульфосоли по своему составу подобны кислородосодержащим кислотам тех же элементов с той разницей, что роль кислорода здесь играет элемент, ему аналогичный – сера.
Использование сероводорода в качестве группового реактива сопряжено с многочисленными трудностями.
Бессероводородный метод качественного анализа предусматривает осаждение катионов 6 группы (олова и сурьмы) едкими щелочами. При этом образуются соединения нерастворимые в воде, обладающие способностью растворяться в избытке щелочей.
В ветеринарии соединения мышьяка применяют в качестве противопаразитарных средств и веществ, улучшающих обмен (осарсол, новарсенол, натрия арсенат).
Продовольственные продукты и сельскохозяйственное сырье подлежат обязательному анализу на присутствие мышьяка. Предельно допустимое содержание мышьяка составляет: в мясе- 0.1 мг/кг, в молоке- 0.05 мг/кг, в яйце – 0.1 мг/кг.
Биологическая роль сурьмы и олова выяснена недостаточно. В ветеринарии используют сульфиты сурьмы /III/ и /V/ в качестве отхаркивающих средств, арсенат олова как антгельминтик.