Избирательное обнаружение ионов металлов в виде сульфидов

Двухзарядный анион серы S2" настолько велик (г = = 1,74 А), что он легко поляризуется катионами с образованием ковалентной связи, особенно если сами катионы легко деформируются. Образованию ковалентной связи благоприятствует низкая энергия вакантных Зс?-орбита-лей серы, вследствие чего возможно некоторое «обратное связывание» за счет передачи на эти орбитали электронов от атомов металла с заполненными или почти заполненными d-уровнямй. Поэтому для металлов с d-элек-тронами наблюдается значительное расщепление энергетических уровней, образованных d-орбиталями, что приводит к интенсивной окраске большинства сульфидов. При одинаковом электронном строении ионов окраека углубляется с увеличением их ионного радиуса. Например, различие в окраске сульфидов цинка и кадмия обусловлено большим радиусом кадмия. Здесь уместно продемонстрировать таблицу, иллюстрирующую связь электронного строения иона металла и ионного радиуса с цветом сульфидов (табл. II-З).

Окраска сульфидов металлов

Реактивы

Хлориды цинка(II), кадмия(II), сурьмы(III), меди(II), марганца), 1%-ные растворы.

Хлористоводородная кислота, 6ЛГ раствор. Сероводород, насыщенный раствор.

Выполнение опыта. В четыре цилиндра поместить по 50 мл растворов солей и 300 мл воды. Создать нужную среду добавлением аммиака или хлористоводородной кислоты (рН = 2 в растворе соли цинка, рН = 1 —в растворах солей кадмия и меди и 2 н. по хлористоводородной кислоте в растворе соли сурьмы). На лекции добавить в каждый цилиндр по 20—30 мл раствора сероводорода. Образуется белый сульфид цинка, желтый сульфид кадмия, оранжевый сульфид сурьмы и черный сульфид меди.

Используя характерную окраску сульфидов металлов и варьируя условия реакции (рН, маскирующие вещества), можно избирательно обнаружить некоторые элементы, например сурьму в присутствии марганца, цинка, кадмия.

В цилиндре заранее смешать по 20 мл растворов хлоридов марганца, цинка, кадмия и сурьмы, добавить 50 мл раствора хлористоводородной кислоты и 200 мл воды. На лекции добавить 30 мл сероводородной воды. Выпадает оранжевый осадок сульфида сурьмы.

Примечание. Осадки сульфидов можно получить заранее и поставить на демонстрационный стол цилиндры, прикрепив к ним этикетки с названием сульфидов металлов. Можно получить также другие сульфиды (розовый сульфид марганца, желтый сульфид мышьяка).

 

К оглавлению (Количественный анализ на примерах)

 

 

К оглавлению (Качественный анализ на примерах)