KVALITAN - virtuálne chemické lagoratóriumMeď / Reakcie / Katióny II. triedy / Katióny / Teória
Reakcie jednomocnej medi
Sírovodík zráža z roztokov solí medných modro čierny sírnik meďný, ktorý sa rozpúšťa za horúca v zriedenej kyseline dusičnej, pričom vzniká dusičnan meďnatý a vylučuje sa elementárna síra:
Cu2CI2+ H2S ⇔ Cu2S + 2 HCl
3 Cu2S+ 16 HNO3 ⇔ 6 Cu(NO3)2 +8H2O + 3S + 4 NO
Alkalické hydroxidy vylučujú za chladu žltý, v nadbytku činidla nerozpustný hydroxid meďný, ktorý sa varením mení na oxid meďný:
Cu2CI2+ 2 KOH ⇔ Cu2(OH)2 + 2 KCl
Cu2(OH)2 ⇔ Cu2O + 2 H2O
Účinkom amoniaku a uhličitanu amónneho nevzniká nijaká zrazenina, ale roztok intenzívne zmodrie účinkom vzniknutej komplexnej amomeďnej zlúčeniny.
Alkalické uhličitany sa správajú ako hydroxidy:
Cu2CI2+ Na2CO3 + H2O ⇔ Cu2(OH)2 + 2 NaCl + CO2
Kyanid draselný dáva biely, v nadbytku činidla rozpustný kyanid meďný. Vo vzniknutej zlúčenine je meď viazaná vo forme komplexného, aniónu, z ktorého sírovodík meď nezráža:
Cu2CI2+ 2 KCN ⇔ Cu2(CN)2 + 2 KCl
Cu2(CN)2 + 6 KCN ⇔ 2 K3[Cu(CN)4]
Soli meďné absorbujú kysličník uhoľnatý:
Cu2CI2+ 2 CO + 4 H2O ⇔ Cu2Cl2 . 2 CO . 4 H2O
Reakcie dvojmocnej medi
Sírovodík a alkalické sírniky poskytujú s Cu2+ čierny, v zriedenej HCl a kyseline sírovej nerozpustný sírnik meďnatý. Sírnik meďnatý je rozpustný v kyanide draselnom v podobe komplexnej zlúčeniny, ďalej v horúcej zriedenej kyseline dusičnej a v malej miere aj v polysulfidoch, najmä v žltom sírniku amónnom účinkom prítomného amoniaku, s čím pri oddeľovaní II. triedy musíme rátať:
CuSO4+ H2S ⇔ CuS + H2SO4
CuSO4+ (NH4)2S ⇔ CuS + (NH4)2SO4
Alkalické hydroxidy za chladu zrážajú modrý, v nadbytku zrážadla nerozpustný hydroxid meďnatý, ktorý sa varom mení na čiernohnedý oxid meďnatý. Oxid meďnatý sa rozpúšťa za tepla v koncentrovaných lúhoch, pričom vzniká meďnatan alkalický:
CuSO4+ 2 NaOH ⇔ Cu(OH)2 + Na2SO4
Cu(OH)2 ⇔ CuO + H2O
CuO + NaOH + H2O ⇔ Na[Cu(OH)3]
Alkalickými hydroxidmi v prítomností organických látok s hydroxylovými skupinami, ako je kyselina citrónová, vínna a glycerín, sa soli meďnaté nezrážajú, kým soli meďné aj v ich prítomnosti dávajú zrazeninu hydroxidu medného, ktorý varom prejde na oxid meďný. Toto odlišné správanie sa solí meďných a meďnatých je podkladom na určenie a stanovenie redukujúcich cukrov.
Redukujúce cukry v alkalickom prostredí za varu redukujú soli meďnaté na meďné, z ktorých vznikne ekvivalentné množstvo oxidu meďného bez toho, že by prítomná soľ meďnatá mala nejaký vplyv na ďalší priebeh chemických dejov. Pri určovaní a stanovovaní redukujúcich cukrov postupujeme takto: Z redukujúcich cukrov, ako glukózy, fruktózy, maltózy, mliečneho cukru atď., pripravíme priamo a z ostatných do predbežnej inverzii 1% roztok, z ktorého odpipetujeme 25 ml, pridáme 25 ml roztoku modrej skalice (34,6 g CuSO4.5 H2O do 500 ml) a 25 ml roztoku Seignettovej soli v alkalickom lúhu (173 g Seignettovej soli + 50 g NaOH do 500 ml). Zmes zahrejeme a uvedieme za tri minúty do varu, var udržujeme presne dve minúty a vzniknutú červenú zrazeninu odfiltrujeme cez papierový filter alebo ešte lepšie cez Goochov téglik. Vylúčený červený kysličník meďný poukazuje na prítomnosť látky s redukčnými vlastnosťami, ale nie je ešte dostatočným dôkazom, že je ňou cukor, čo si musíme ešte overiť osobitnými skúškami. Táto metóda sa používa aj na kvantitatívne stanovenie cukrov.
Oxid meďnatý sa rozpúšťa v amoniaku, pričom vzniká intenzívne modro sfarbený roztok hydroxidu tetramo-meďnatého (Schweitzerovo činidlo) :
CuO + 4 NH3 + H2O ⇔ [Cu(NH3)4](OH)2
Účinkom amoniaku vzniká v roztokoch solí meďnatých najprv svetlozelená zrazenina zásaditej soli, ktorá sa ďalším prídavkom rozpustí a roztok sa sfarbí na tmavomodro: .
2 CuSO4+ 2 NH4OH ⇔ Cu2(OH)2SO4 + (NH4)2SO4
Cu2(OH)2SO4 + (NH4)2SO4 + 6 NH4OH ⇔ 2 [Cu(NH3)4]SO4 + 8 H2O
[Cu(NH3)4]SO4 ⇔ [Cu(NH3)4]2+ + SO42-
Tmavomodrý roztok sa nadbytkom kyanidu draselného odfarbí, lebo jeho účinkom sa redukuje katión dvojmocnej medi na jednomocný a vznikne komplexná zlúčenina K3[Cu(CN)4]. Pretože tento komplex je veľmi stály, sírovodíkom sa nerozloží, a preto v roztokoch solí meďnatých, odfarbených kyanidom draselným, sírovodík na rozdiel od solí kademnatých nevyvoláva nijakú zmenu:
[Cu(NH3)4]SO4 + 2 KCN ⇔ Cu(CN)2 + K2SO4 + 4NH3
Cu(CN)2 ⇔ Cu2(CN)2 + (CN)2
2 NH4OH + 2 CN ⇔ NH4CN + NH4CN + H2O
CuCN + 3 KCN ⇔ K3[Cu(CN)4]
Alkalický uhličitan zráža svetlozelený zásaditý uhličitan meďnatý:
2 CuSO4+ 2 Na2CO3 + H2O ⇔ Cu2(OH)2CO3 + 2 Na2SO4 + CO2
Uhličitan amónny dáva svetlozelenú zrazeninu, ktorá sa v nadbytku rozpustí a roztok zmodrie
2 CuSO4+ 2 Na2CO3 + H2O ⇔ Cu2(OH)2CO3 + 2 Na2SO4 + CO2
Tiosíran sodný zráža za varu z roztokov solí meďnatých okyslených kyselinou sírovou, za súčasnej redukcie dvojmocnej medi na meď jednomocnú,žltý Na2[Cu2(S2O3)2] ktorý sa ďalším varením rozpadne a vylúči sa čiernomodrá zrazenina sírnika meďného:
4 Na2S2O3 + 2 CuSO4 ⇔ Na2[Cu2(S2O3)2] + Na2S4O6+ 2 Na2SO4
Na2[Cu2(S2O3)2]⇔ Cu2O + S + SO2 + Na2SO4
Jodid draselný redukuje soli meďnaté za súčasného vylúčenia bielej zrazeniny jodidu meďného a hnedého elementárneho jódu, ktorý sfarbí bieluzrazeninu na hnedo:
2 CuSO4+ 2 KI ⇔ 2 CuI + 2 I + 2 K2SO4
Účinkom kyanidu draselného vzniká žltá zrazenina kyanidu meďnatého, ktorá sa ďalším prídavkom KCN mení na bielu zrazeninu kyanidu medného, a tá sa v nadbytku činidla rozpustí v podobe komplexnej zlúčeniny:
CuSO4+ 2 KCN ⇔ Cu(CN)2 + K2SO4
2 Cu(CN)2 ⇔ Cu2(CN)2 + (CN)2
CuCN + 3 KCN ⇔ K3[Cu(CN)4]
Rodanid draselný poskytuje s koncentrovanejšími roztokmi solí meďnatých čierny rodanid meďnatý, ktorý sa postupne mení na biely rodanid meďný. V prítomnosti kyseliny siričitej vznikne ihneď v zriedených kyselinách nerozpustný rodanid meďný:
CuSO4+ 2 KSCN ⇔ Cu(SCN)2 + K2SO4
2 Cu(SCN)2 + H2O + H2SO3 ⇔ Cu2(SCN)2 + H2SO4 + 2 HSCN
Ferokyanid draselný zráža červenohnedý, v zriedenej kyseline octovej nerozpustný, ferokyanid meďnatý. Vzniknutá zrazenina je rozpustná v alkaIických lúhoch aj v koncentrovanom amoniaku, pričom roztok zmodrie, oproti tomu v zriedených kyselinách sa nerozpúšťa:
K4[Fe(CN)6] + 2CuSO4⇔ Cu2[Fe(CN)6] + 2 K2SO4
Očistený železný plech ponorený do roztoku solí meďnatých vyredukuje kovovú meď, ktorá vytvorí na jeho povrchu červený povlak:
CuSO4+ Fe ⇔ FeSO4 + Cu
