氨汞化

科技工作者之家 2020-11-17

氨汞化,即氨汞化合物。

在锌副族元素中,锌、镉的二价盐水溶液与氨水反应都能生成白色氢氧化物沉淀。该沉淀均能溶于过量氨水中,形成可溶性氨配合物。但二价汞盐溶液与氨水反应得到的沉淀却是氨基汞盐。

简介制备了Hg(NH2)Cl,Hg(NH2)NO3和Hg(NH3)2Cl2固体.通过实验对它们在氨水及铵盐溶液,氨性缓冲溶液,常见酸及配离子共存体系中的溶解性作了定性研究,并从配体平衡,硬软酸碱理论和物质结构等方面作了简要解释。1

实验及现象实验方法1、氨汞化合物的制备

氯化氨基汞[Hg(NH2)Cl]:向8mL 0.1mol·L-1的HgCl2溶液中滴加1mL4mol·L-1的氨水,将生成的白色淀淀分离,并洗涤至近中性,在70℃下干燥数小时,得白色固体粉末;

硝酸氨基汞[Hg(NH2)NO3]:与氯化氨基汞的制备方法类似,得到的产品也是白色固体粉末;

氯化二氨合汞[Hg(NH3)2Cl2]:向8mL乙醚中加入无水的HgCl2固体至饱和,再通入用碱石灰干燥的氨气,得白色沉淀;或在8mL饱和NH4Cl溶液中加HgCl2固体至饱和,向其中通入氨气,得白色沉淀.将白色沉淀分离,分别用相应的溶剂洗涤数次,在60℃温度下干燥数小时,均得到白色固体粉末氯化二氨合汞。产品Hg(NH2)Cl与Hg(NH3)2Cl2的区别可通过加热实验确定。Hg(NH3)2Cl2有固定的熔点,而Hg(NH2)Cl加热时不经熔化就分解。

实验现象分析1、氨汞化合物在不同溶剂中的溶解性分析

(1)在氨水中的溶解性

在氨水中,三种氨汞化合物均难溶.这是因为大量氨的存在对该化合物的离解平衡有抑制作用.而且在碱性条件下,氨汞化合物还转化成少量淡黄色HgO,使得沉淀的溶解变得更加困难。从HSAB原则看,Hg2+是软酸,而NH3是比Cl-,NO3-更硬的碱,取代是难以进行的。

(2)在铵盐中的溶解性

大量铵根离子的存在对Hg(NH2)Cl和Hg(NH2)NO3的离解是有利的。从离解平衡的角度看,这两种氨基汞盐都应该易溶。但事实并非如此.在相同浓度铵根离子的溶液中,Hg(NH2)NO3易溶,而Hg(NH2)Cl不溶。这与Hg(NH2)Cl的共价性较强,而Hg(NH2)NO3的离子性较强有关。

(3)在氨性缓冲溶液中的溶解性

在NH4Cl/NH3·H2O的缓冲溶液中,Cl-是大量的。大量Cl-的存在不利于可溶性氨配合物的生成,而有利于沉淀Hg(NH2)Cl或Hg(NH3)2Cl2的形成。故Hg(NH2)Cl在含大量NH4Cl的缓冲溶液中是不溶的。由于Hg(NH2)Cl的溶解度较Hg(NH2)NO3小,后者在含大量Cl-的缓冲溶液中转化为Hg(NH2)Cl沉淀。在含少量NH4Cl的NH3·H2O中,情况并非如此。虽然Cl-的存在不利于沉淀的溶解,但由于Cl-浓度较小,影响不大。而少量铵根离子的存在有利于Hg(NH2)+的离解,大量NH3的存在又有利于可溶性配离子Hg(NH3)42+的形成。因此,两种氨基汞盐均易溶于含有少量铵根离子的NH3·H2O中。

(4)在H+及配体存在时的溶解性

在强酸溶液中,Hg(NH2)Cl与Hg(NH2)NO3均不易受单一H+进攻。

如Hg(NH2)Cl,Hg(NH2)NO3均不溶于H2SO4,HNO3中,即便加热也不溶,这就是证明。但有较强的配体与H+共存时,情况就不同了。因配体与H+对Hg(NH2)+的共同作用,Hg(NH2)Cl,Hg(NH2)NO3均易转化为可溶性配离子。如两种氨基汞盐均易溶于盐酸。若配体的配位能力较Cl-更强时,无需H+的帮助就能使沉淀溶解。如氨基汞盐易溶于浓的NaBr,NaI溶液中即是证明。

2、结构分析

(1)Hg(NH2)Cl

该物质是含有Hg(NH2)+单元的锯齿链状结构,N-Hg-N是直线型。

N原子周围的两个H原子和两个Hg原子形成四面体结构;一个Hg原子周围除有两个N原子外,还有四个Cl-配位,构成畸变的八面体结构.链和链之间是通过共用的配位Cl原子搭桥,处于桥键的的配位Cl-不易电离;而N原子价键已达饱和,无孤电子对,且显正电性,H+无法接近带正电性的N原子。因此,这种结构的氨汞配合物在非配位酸中是相当稳定的。若同时存在H+或铵根离子等对取代出的-NH2的共同作用,协助配体对Hg的进攻,这种溶解更易进行。

(2)Hg(NH2)NO3

这种物质的结构与Hg(NH2)Cl是一样的,只是由于NO3-与CI-在结构及配位能力上的差异使得它们在溶解性上略有差异。1

结论由试验结果及以上分析,可以得出以下三点结论:①在氨水中,三种氨汞化合物均难溶;②在非配位酸中,仅Hg(NH3)2Cl2在加热下缓慢溶解。而在配位酸中(如HX),三种氨汞化合物均可溶;③大量Cl-的存在不利于可溶性氨汞配合物的形成,而有利于Hg(NH2)Cl和Hg(NH2)NO3沉淀的形成;铵根离子的存在或有比Cl-更强的配体存在,有利于可溶性氨汞配合物的形成。1

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学

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