Ni2+
Считается, что биологическая роль никеля заключается в участии в структурной организации и функционировании основных клеточных компонентов – ДНК, РНК и белка.
Никель играет определенную роль и в гормональной регуляции организма. Никель угнетает действие адреналина, снижает артериальное давление, оказывает успокаивающее действие на центральную нервную систему.
Применяется при изготовлении брекетсистем, протезировании. Cd2+
Кадмий относится к токсичным (иммунотоксическим) ультрамикроэлементам, являясь одним из основных поллютантов окружающей среды. Его отрицательное действие на организм человека проявляется уже при очень низких концентрациях (3–300 мг в сутки). А при дозе 1–9 г возможны случаи с летальным исходом.
Предполагается, что кадмий влияет на углеводный обмен, активирует ряд ферментов, играет роль в синтезе в печени гиппуровой кислоты, участвует в обмене в организме цинка, меди, железа и кальция.
Кадмий используется в гомеопатической медицине.
В последние годы кадмий стал применяться при создании новых противоопухолевых нано-медикаментов. Cu2+
Известно около 30 разных белков и ферментов, в составе которых выявлены ионы Сu2+.
Ионы меди, которые входят в состав ферментов, принимают участие в процессах дыхания тканей, роста и кроветворения, влияют на синтез в организме гемоглобина, а также усиливают действие гормонов гипофиза и инсулина, влияя таким образом на обмен сахаров и жиров.
Медь необходима для нормальной жизнедеятельности растений и животных, так как входит в состав ферментов, влияет на белковый и углеводный обмен
Сульфат меди CuSO4•5H2O обладает антисептическим вяжущим действием. Приме няется наружно в виде ратсовров, палтлочек (при трахоме). В малых дозах раствор применется для лечения анемии.
Cu2С6Н4О8∙5H2O цитрат меди назначают в виде мазей при глазных заболеваниях.
Медьсодержащие препараты и БАДП используются также в лечении и профилактике заболеваний опорно-двигательного аппарата, гипотиреоза. Широкое распространение получило использование медной внутриматочной спирали в качестве средства контрацепции
Hg2+
Содержание ртути в организмах составляет около 10-6%. В среднем в организм человека с пищей ежесуточно поступает 0,02-0,05 мг ртути.
Ионы ртути и её соединения, связываясь с сульфгидрильными группами ферментов, могут инактивировать их.
Попадая в организм, ртуть влияет на поглощение и обмен микроэлементов - Си, Zn, Cd, Se
. HgO является антисептическим веществом и входит в состав мазей для лечения кожных и глазных болезней.
HgCl2 (сулема) применяют в растворе 1:1000 как дезинфицирующее средство для дезинфекции белья, одежды, стен, лечения кожных заболеваний.
HgI2 используют в виде микстур для лечения некоторых венерических заболеваний, входит в состав мазей для лечения кожных заболеваний.
Hg(СN)2•HgO – оксицианид ртути используется для лечения глазных и урологических заболеваний.
Качественные реакции на катионы 1 группы
I аналитическая группа характеризуется отсутствием группового реагента, т.е. реактива, способного осаждать все катионы этой группы из их растворов.
Качественные реакции катионов Li+
Реакция с двузамещенным гидрофосфатом натрия
Среда нейтральная или слабощелочная
3Li+ + HPO42- = Li3PO4 ↓ + H+
Признаки реакции: белый осадок, растворимый в растворах кислот и солей аммония.
Предел обнаружения
5 мкг.
Реакция с растворимыми карбонатами.
Среда нейтральная или щелочная
2Li+ + CO32- = Li2CO3 ↓
Признаки реакции: белый осадок, растворимый в растворах кислот.
Предел обнаружения
500 мкг.
Реакция с растворимыми фторидами.
Li+ + F- = LiF ↓
Признаки реакции: белый осадок, растворимый в уксусной кислоте.
Предел обнаружения
50 мкг.
Реакция (специфическая) с феррипериодатом калия.
Li+ + K2[FeIO6]= K+ + LiK[FeIO6]
Признаки реакции: бледно-желтый осадок.
Окрашивание пламени газовой горелки.
Соли лития окрашивают пламя горелки в карминово-красный цвет.
Качественные реакции катионов Na+
1).Реакция с дигидроантимонатом калия (или гексагидроксостибатом (V) калия).
Na++ KH2SbO4 = NaH2SbO4↓ + K+
Na+ + [Sb (OH)6]- = Na[Sb (OH)6]↓
Признаки реакции: белые кристаллические осадки.
Данная реакция применяется для осаждения ионов натрия из сыворотки крови или плазмы при йодометрическом определении натрия в крови.
2). Микрокристаллическая реакция с цинкуранилацетатом (фармакопейная)
Na+ + Zn(UO2)3(CH3COO)8 +CH3COO- + 9Н2О = NaZn(UO2)3(CH3COO)9*9H2O
Признаки реакции: желтый (или желто - зеленый) кристаллический осадок.
Реакция высокочувствительна – предел обнаружения 0,8 мкг.
3). Окрашивание пламени газовой горелки (фармакопейный тест).
Соли и другие соединения натрия окрашивают пламя в желтый цвет.
Качественные реакции К+
1). Реакция с гидротартратом натрия (фармакопейная) или (винной кислотой) в присутствии ацетата натрия в нейтральной среде.
К+ + NaHC4Н4O6 = KHC4H4O6 + Na+
Признаки реакции: белый кристаллический осадок.
Предел обнаружения-50 мкг, предельное разбавление 103 мл/г.
2). Реакция с гексанитрокобальтатом (III) натрия (фармакопейная).
Обнаружение иона К+с помощью гексанитрокобальтата (III) натрия проводят в нейтральном и слабокислом растворах, так как в щелочной среде и в присутствии сильных кислот реагент разлагается.
2К+ + Na3[Co(NO2)6] = K2Na[Co(NO2)6] + 2Na+
Признаки реакции: желтый кристаллический осадок.
Предел обнаружения – 4 мкг, предельное разбавление 104 мл/г.
3). Реакция (микрокристаллоскопическая) с гексанитрокупратом (II) натрия и свинца.
2К+ + Na2Pb[Cu(NO2)6] = K2Pb[Cu(NO2)6] + 2Na+
Признаки реакции: черные кристаллы кубической формы.
Предел обнаружения 0,15 мкг. Предельное разбавление 6,6*103 мл/г.
4).Окрашивание пламени газовой горелки (фармакопейный тест).
Соли калия или их растворы окрашивают пламя в фиолетовый цвет.
Качественные реакции катионов NH4+
Следует иметь в виду, что приведенные выше реагенты, используемые для исследования растворов на содержание в них ионов калия и натрия, дают аналогичный эффект с катионом аммония. Поэтому использование этих реагентов возможно после предварительного испытания раствора на содержание в нем катиона аммония.
1). Разложение солей аммония щелочами (фармакопейная).
NH4+ + OH- = NH3↑ + H2O
Признаки реакции: характерный запах аммиака, окрашивание универсальной индикаторной бумаги в фиолетовый цвет
Предел обнаружения: 0,01 мкг, предельная концентрация 10-7 г/мл. Реакция специфична и высокочувствительна.
2). Реакция с реактивом Несслера (фармакопейная).
NH4+ + 2[HgI4]2- + 4OH-= [OНg2NH2]I + 7I- + 3H2O
Признаки реакции: красно-бурый осадок.
Предел обнаружения – 0,05-0,25 мкг.
Катионы 2 аналитической группы .Общая характеристика.
Свойства катионов
К катионам II аналитической группы относятся катионы, дающие осадки с соляной кислотой и ее солями, которые являются групповым реактивом. Этим свойством обладают катионы серебра Ag+, ртути (I) Hg2+ и свинца РЬ2+.
Хлориды серебра AgCl и ртути (I) Hg2Cl2 практически нерастворимы в воде, хлорид свинца (II) РЬС12 плохо растворим. Поэтому при необходимости анализа смеси катионов добавлением соляной кислоты или ее солей осаждают катионы второй группы в виде хлоридов, отделяя их этой операцией от всех остальных групп катионов.
Катионы серебра, ртути (I) и свинца в водных растворах бесцветны. Степень окисления ионов серебра, ртути и свинца легко изменяется, так как они проявляют свойства окислителей.
Катионы II группы образуют при воздействии сероводорода в кислой среде осадки сульфидов, при воздействии солей фосфорной и угольной кислоты -- осадки фосфатов и карбонатов. Катионы серебра, ртути (I) и свинца обладают слабоосновными свойствами, поэтому их соли с сильными кислотами в воде легко подвергаются гидролизу и имеют кислую реакцию.
При действии щелочей на растворы солей серебра и ртути (I) образуются гидроксиды, которые сразу же разлагаются на воду и оксиды серебра и ртути (I): Ag2O и Hg2O. Из растворов солей свинца при действии щелочей выпадает осадок гидроксида свинца (II) РЬ(ОН)2, обладающий амфотерными свойствами. Катионы II группы образуют растворимые в воде нитраты и ацетаты.
Соединения серебра, ртути (I) и свинца имеют широкое применение в науке и технике.
Соли серебра используются в фотографии, соли ртути (I)--в ветеринарии, соли свинца -- в лакокрасочной промышленности.
2)Задание 2
Групповой реактив и характерные реакции на анионы 1 группы:
сульфат-ион ,тиосульфат-ион,фосфат-ион,хромат-ион,карбонат-ион,гидрокорбанат –ион,борат-ион. Применение соединений в медицине.
Частные реакции анионов первой аналитической группы:
SO4 2- , CO3 2- , SO3 2- , S2O3 2- , BO2 - , B4O7 2- и C2O4 2- Групповым реагентом является ВаСl2 в нейтральной или слабощелочной среде, так как труднорастворимые бариевые соли этих анионов, за исключением BaSO4 , растворимы в кислотах. ИонAg+ образует с анионами данной группы (кроме SO4 2-) труднорастворимые в воде соли, легко растворяющиеся в разбавленной азотной кислоте. Все анионы данной группы бесцветны. Реакции сульфат-иона SO4 2- Сульфат-ион является анионом серной кислоты H2 SO4 — сильного электролита. В водных растворах бесцветен, практически не гидролизуется, обладает окислительновосстановительными свойствами.
1 ) Хлорид бария ВаСl 2 осаждает из разбавленных растворов сульфатов белый осадок сульфата бария:
ВаС12 + Na2SO4 → BaSO4 ↓+ 2Na2SO4 Ва2+ + SO4 2- → BaSO4 ↓ Осадок не растворяется в кислотах и гидроксидах щелочных металлов. За исключением концентрированной серной, в которой он заметно растворяется с образованием гидросульфата бария:
BaSO4 + H2 SO4 → Ba(НSO4 )
Реакция является фармакопейной.
2) Ацетат и нитрат свинца (II) осаждают из растворов сульфатов белый осадок сульфата свинца (II):
Pb(NO3 ) 2 + Na2SO4 → PbSO4 ↓ + 2NaNO3 Pb2+ + SO4 2-→ PbSO4 ↓ Осадок не растворяется в азотной кислоте и с трудом растворяется при нагревании в растворах щелочей (в отличие от осадков сульфатов кальция, стронция и бария), а также в концентрированном 30 % растворе ацетата аммония:
РbSО4 + 4КОН → К2 [Pb (ОН) 4 ] + K2 SO4
Растворяется также в концентрированной серной кислоте:
РbSО4 + H2 SO4 → Pb(ОНSO4 )
Реакции тиосульфат-иона S2O32-
1. Кислоты разлагают тиосульфат-ион S2O32- c выделением свободной серы и SO2:
Na2S2O3 + 2HCl = H2S2O3 + 2NaCl,
H2S2O3 = S + SO2 (Г) + H2O.
Опыт. К 2–3 каплям раствора Na2S2O3 прибавить 1–2 капли 2М раствора HCl и слегка нагреть.
2. Окислители (KMnO4, I2) окисляют S2O32- - ион соответственно до SO42- и S4O62- - ионов (S4O62- - тетратионат-ион):
5Na2S2O3 + 8KMnO4 + 7H2SO4 = 5Na2SO4 + 8MnSO4 + 4K2SO4 + 7H2O, 5S2O32- + 8MnO4- + 14H+ = 10SO42- + 8Mn2+ + 7H2O,
2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI,
2S2O32- + I2 = S4O62- + 2I-.
Опыт. К 2–3 каплям раствора I2 прибавить 2–3 капли раствора Na2S2O3. К 2 каплям раствора KMnO4 прибавить 1–2 капли 1М раствора H2SO4 и 3–4 капли раствора Na2S2O3. Наблюдается обесцвечивание растворов.
3. Нитрат серебра AgNO3 образует с S2O32- -ионами белый осадок Ag2S2O3, который быстро желтеет, буреет и превращается в осадок Ag2S черного цвета:
53
Ag2S2O3 (T) + H2O = Ag2S (T) + 2H+ + SO42- .
В избытке Na2S2O3 осадок Ag2S2O3 растворяется с образованием комплексных ионов:
Ag2S2O3 (T) + 3Na2S2O3 = 2Na3[Ag(S2O3)2].
Опыт. К 3–4 каплям раствора AgNO3 прибавить 1–2 капли раствора Na2S2O3 до образования осадка, а затем избыток раствора Na2S2O3 до растворения осадка.
2 Фосфат-ион PO4 3- является анионом ортофосфорной кислоты НзРO4 - кислоты средней силы. Реакции фосфат-иона PO4 3-
Хлорид бария ВаСl2 выделяет из нейтральных растворов белый аморфный осадок гидрофосфата бария:
Na2HPO4 + ВаСl2 → ВаНРО4↓+ 2NaCl НРО3 2-+ Ва2+ → ВаНРО4↓ Свежеосажденный осадок растворим в минеральных кислотах (кроме серной) и в уксусной кислоте.
Если проводить реакцию в слабощелочной среде или с раствором соли Bа3 РО4 , выделяется осадок
Ва3 (РО4 )2 : ЗВа2+ + 2РО4 3- → Ba3 (PО4 )2↓
Магнезиальная смесь (водный раствор аммиака, хлорида аммония и хлорида магния) выделяет даже из разбавленных растворов белый кристаллический осадок фосфата магнияаммония:
Na2HPO4 + MgCl2 + NH4OH → NH4MgPO4↓ + 2NaCl + H2O HPO4 2- + Mg2+ + NH4OH → NH4MgPO4↓ + H2O
Осадок легко растворим даже в очень слабых кислотах. Эта реакция является характерной для PO4 3- и применяется для обнаружения фосфатов в моче. Реакция является фармакопейной.
Нитрат серебра AgNO3 дает с фосфатомионом желтый осадок фосфата серебра, легко растворимый в азотной кислоте и в растворе аммиака.
Полное осаждение возможно только в нейтральной или щелочной среде: Na3PO4 + 3AgNO3 →Ag3PO4↓+ 3NaNO3 PO4 3- + 3Ag+→Ag3PO4↓
Реакция является фармакопейной.
Молибдат аммония (NH4 )2MoO4 , прибавленный в избытке, осаждает из азотнокислого раствора гидрофосфата желтый кристаллический осадок: Na2HPO4 + 12(NH4 )2MoO4 + 23HNO3 → (NH4 )3H4 [P(Mo2O7 )6 ]↓ + 21NH4NO3 + 2NaNO3 + 10H2O HPO4 2- + 3NH4 + + 12MoO4 2- + 23H+ →(NH4 )3H4 [P(Mo2O7 )6 ]↓+ 10H2O Осадок легко растворим в щелочах и в растворе аммиака, азотной кислоте. Кроме того, осадок растворяется в избытке фосфата щелочного металла. Ионы SO3 2- и S2O3 2- (и другие ионы-восстановители) мешают реакции, так как они восстанавливают MoO4 2- до молибденовой сини. Реакция очень чувствительна и характерна для иона РО4 3-; применяется для обнаружения фосфатов в моче.
Данная реакция является фармакопейной.
Хромат-ион CrO4
1. Реакция с нитратом серебра:
K2CrO4+2AgNO3→Ag2CrO4↓+2KNO3
Образуется красно-бурый осадок хромата серебра, растворимый в азотной кислоте.
2. Реакция с ацетатом свинца:
K2CrO4+ Pb(CH3COO)2→ PbCrO4↓+2CH3COOK
Образуется желтый осадок хромата свинца, растворимый в щелочах, азотной кислоте и нерастворимый в уксусной.
3. Реакция с пероксидом водорода:
2K2CrO4+2HCl→K2Cr2O7+H2O+2KCl
K2Cr2O7+4H2O2+2HCl→2H2CrO6+2KCl+3H2O
В кислой среде пероксид водорода окисляет образовавшийся ион дихромата в надхромовую кислоту. При добавлении эфира или хлороформа надхромовая кислота переходит в слой эфира или хлороформа, придавая ему синюю окраску.
4. Реакция с кислотами:
2K2CrO4+2HCl→K2Cr2O7+H2O+2KCl
В кислой среде образуется дихромат-ион и раствор из желтого становится оранжевым.
Карбонат-ион является анионом угольной кислоты Н2СО3 . Эта кислота в свободном состоянии не встречается, так как почти полностью распадается на СO2 и воду. Н2СО3 - очень слабая кислота и ее аммонийные соли и соли щелочных металлов в значительной степени подвергаются гидролизу. Реакции карбонат-иона СО3 2-
Хлорид бария ВаСl2 из растворов карбонатов осаждает на холоду белый осадок карбоната бария:
ВаСl2 + Na2CO3 → ВаСО3↓+ NaCl Ва2+ + СО3 2-→ ВаСО3↓
Осадок легко растворим в разбавленных кислотах: хлороводородной, азотной и в уксусной. При кипячении или при стоянии он становится кристаллическим и более плотным.
Кислоты разлагают все карбонаты с бурным выделением оксида углерода (IV):
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ CO3 2-+ 2H+ → H2O + CO2↑
Эта реакция очень характерна для карбонатов, так как выделение SO2 при разложении сульфитов кислотами протекает не так бурно. Реакция является фармакопейной. Выделяющийся углекислый газ обнаруживают по помутнению баритовой или известковой воды в приборе для обнаружения газов.
Нитрат серебра AgNO3 из растворов карбонатов осаждает карбонат серебра — осадок белого цвета:
2AgNO3 + Na2 CO3 →Ag2 CO3 ↓ + 2NaNO3 2Ag+ + CO3 2-→Ag2 CO3 ↓ Карбонат серебра легко растворим в разбавленной азотной кислоте и растворе аммиака. При растворении в кислоте наблюдается интенсивное выделение оксида углерода (IV). При нагревании происходит почти полный гидролиз карбоната серебра. В осадке остается оксид серебра грязно-коричневого цвета.
Реакция с сульфатом магния. Реакция является фармакопейной. Карбонат – ион с сульфатом магния образует белый осадок:
Осадок растворим в кислотах.
|
Скачать 195.56 Kb.