Общая характеристика катионов I группы

Первую аналитическую группу составляют катионы Ag⁺, Pb²⁺ Hg₂²⁺. Элементы, соответствующие этим катионам, находятся в разных группах периодической системы Д. И. Менделеева. Ag⁺и Hg₂²⁺ –катионы d-элементов имеют электронную формулу внешнего энергетического уровня соответственно 4s²4p¹4d¹⁰ (Ag⁺) и 5s²5p⁶5d^I0 (Hg⁺), т. е. устойчивый 18-электронный внешний энергетический уровень. Рb²⁺ – катион р-элемента, электронная формула внешнего энергетического уровня 6s², предыдущий 5-й уровень имеет 18 электронов.

Эти катионы образуют нерастворимые в воде хлориды, поэтому групповым реактивом I группы является хлороводородная кислота НС1. Растворимость хлоридов различна. У РbС1₂ она наибольшая и значительно увеличивается при повышении температуры и при температуре 373 К достигает 1,2 10^–1 моль/л. Это свойство хлорида свинца дает возможность отделять РbС1₂ от AgCl и Hg₂Cl₂.

Большая растворимость РbС1₂ не позволяет практически полностью осадить катионы Рb²⁺ из раствора при действии НС1. Поэтому при анализе смеси катионов нескольких групп ион Рb²⁺ осаждается серной кислотой и частично попадает во IIгруппу.

Большинство солей катионов I группы нерастворимы в воде. Растворимы лишь нитраты этих катионов и ацетаты серебра и свинца.

Катионы Ag⁺, Pb²⁺, Hg₂²⁺ бесцветны, поэтому большинство их соединений не окрашено. Однако поляризующее действие этих ионов и их способность поляризоваться приводит в ряде случаев к образованию окрашенных продуктов реакции из бесцветных ионов (PbS, PbI₂, Hg₂I₂, AgBr, AgI и др.).

Как и все катионы d-элементов Ag⁺ и Hg₂²⁺ способны к комплексообразованию. Это свойство характерно и для катионов Рb²⁺.

Катионы Ag⁺ и Hg₂²⁺ при действии щелочей дают неустойчивые гидроксиды, которые разлагаются с образованием оксидов Ag₂O и Hg₂O. Катиону Рb²⁺ соответствует гидроксид Рb(ОН)₂, проявляющий амфотерные свойства, что используют для определения и растворения различных соединений свинца.

Катионы I группы подвергаются гидролизу, водные растворы этих солей имеют кислую реакцию. Эти катионы способны изменять степень окисления, вступая в окислительно-восстано-вительные реакции. Так, Рb²⁺ окисляется до Pb⁴⁺, a Hg₂²⁺ до Hg²⁺.