Подгруппа цинка (цинк, кадмий, ртуть)

Степени окисления и потенциалы:

Восстановительные свойства металлов в нулевой степени окисления демонстрируют следующие примеры:

1. Цинк восстанавливает воду в щелочной среде.

Zn + 2NaOH + 2H₂O -> Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

2. Ртуть взаимодействует с хлоридом железа(Ш) и с серой, что исполь­зуется для ликвидации загрязнения помещений металлической ртутью.

2Hg + 2FeCl₃ -> 2FeCl₂ + HgCl₂ Hg + S -> HgS

3. При реакции ртути с азотной кислотой в зависимости от соотноше­ния реагентов образуются соединения ртути(1) или ртути(II).

6Нg_{(ИЗБЫТОК)} + 8НN0_3(разб.) -> 3Hg₂(N0₃)₂ + 2NO + 4Н₂О 3Hg + 8НNО_3(разб.) -> 3Hg(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Увеличение неметаллических свойств в ряду элементов Zn - Cd - Hg способствует возможности образования ковалентных связей этими метал­лами, в частности, димеризации атомов ртути. Такой атомный димер Hg₂²⁺ неустойчив и легко подвергается реакции диспропорционирования:

[Hg—Hg]²⁺⁽ковалентная связь) ---> Hg° + Hg²⁺

Например, взаимодействие нитрата ртути(1) со щелочью заканчивается образованием следующих продуктов реакции:

Hg₂(NO₃)₂ + 2NaOH -» Hg (черный) + HgO(желтый) + 2NaNO₃ + H₂O

Первоначально образующийся гидроксид ртути(1) неустойчив и диспро-порционирует.

Hg₂(OH)₂ -> Hg⁰ + HgO + Н₂О

б) Реакция нитрата ртути(1) с аммиаком приводит к смеси свободной ртути черного цвета и аминонитрата ртути белою цвета (итоговый цвет-черный).

Hg₂(NO₃)₂ + 2NH₃ ---> Hg + [H₂N-Hg]NO₃ + NH₄NОз

Аминонитрат ртути обладает антисептическим действием.

Хром

Степени окисления: (+2), +3, +6.

Сr(II) - сильный восстановитель. В частности, (ф°(Сг³⁺/Сг²⁺) = - 0,41 В. Гидроксид хрома(II) очень быстро окисляется кислородом воздуха.

Сr(III) проявляет сильные восстановительные свойства в щелочной среде [ф°(Сг0₄^2- /Сг(ОН)₃) = - 0,13 В]. 2Cr(OH)₃ + 3Na₂O₂ -» 2Na₂CrO₄ + 2Н₂О + 2NaOH 2КСrO₂ + ЗС1₂ + 8КОН -> 2К₂СrO₄ + 6КС1 + 4Н₂О

Cr(VI) - сильный окислитель в кислой среде [ф°(Сг₂О₇^2- /Сг³⁺) = + 1,33 В].

В этой степени окисления хром наиболее ядовит - при вдыхании СгОз, СгО₄^2-, Сг₂О₇^2- возможен рак легких, предельно допустимая концентрация (ПДК) для хромат-иона равна 100 мг/м³ воздуха. Токсичность хрома(VI) в пищеварительном тракте и в крови связана с окислением биогенных восстановителей.

Cr(VI) + red  Cr(IlI) + ox

Полуреакция

Cr₂O₇^2- + 14Н⁺ + 6е^-  2Сг³⁺ + 7Н₂О

лежит в основе метода хроматометрии (титрования восстановителей в кислой среде). В частности, хроматометрию применяют в санитарно-гигиенической практике при анализе промышленных и сточных вод для определения химического потребления кислорода - оценки содержания органических веществ, которые растворены в воде.