Медь, серебро, ртуть, марганец

Медь, серебро и ртуть стоят в ряду напряжений после водорода: они не вытесняют водород из кислот и с кислотами-неокислителями не реагируют, а их ионы — сравнительно сильные окислители. Марганец, наоборот, довольно активен, но интересен прежде всего соединениями в высоких степенях окисления — оксидом марганца(IV) и перманганатом.

Медь

Медь проявляет степени окисления +1 и +2. Соединения меди(I): красный оксид \(\ce{Cu2O}\), белый \(\ce{CuCl}\), сульфид \(\ce{Cu2S}\). Соединения меди(II): чёрный оксид \(\ce{CuO}\), голубой гидроксид \(\ce{Cu(OH)2}\), синий медный купорос; растворы солей меди(II) голубые.

Медь не реагирует с соляной и разбавленной серной кислотами (если нет кислорода), но растворяется в кислотах-окислителях и в растворах солей железа(III) и серебра:

\[ \ce{3Cu + 8HNO3(\text{разб.}) -> 3Cu(NO3)2 + 2NO ^ + 4H2O}; \qquad \ce{Cu + 2H2SO4(\text{конц.}) ->[t^\circ] CuSO4 + SO2 ^ + 2H2O} \]

\[ \ce{Cu + 2FeCl3 -> CuCl2 + 2FeCl2}; \qquad \ce{Cu + 2AgNO3 -> Cu(NO3)2 + 2Ag}; \qquad \ce{2Cu + O2 + 4HCl -> 2CuCl2 + 2H2O} \]

Во влажном воздухе медь покрывается зелёной патиной — основным карбонатом: \(\ce{2Cu + O2 + CO2 + H2O -> (CuOH)2CO3}\). Оксид меди(II) восстанавливается водородом, углём, аммиаком, спиртами: \(\ce{3CuO + 2NH3 ->[t^\circ] 3Cu + N2 + 3H2O}\). Гидроксид меди(II) растворяется в аммиаке с образованием ярко-синего комплекса \(\ce{[Cu(NH3)4](OH)2}\). Иодиды восстанавливают медь(II) до иодида меди(I): \(\ce{2CuSO4 + 4KI -> 2CuI v + I2 + 2K2SO4}\).

Соединения меди(I) в растворе неустойчивы и диспропорционируют: \(\ce{Cu2O + H2SO4 -> Cu + CuSO4 + H2O}\). Сульфид меди(II) не растворяется в соляной кислоте, но растворяется в азотной.

Серебро

Серебро растворяется в азотной кислоте и в горячей концентрированной серной: \(\ce{Ag + 2HNO3(\text{конц.}) -> AgNO3 + NO2 ^ + H2O}\). В воздухе с примесью сероводорода темнеет: \(\ce{4Ag + 2H2S + O2 -> 2Ag2S + 2H2O}\). Гидроксид серебра неустойчив и сразу превращается в бурый оксид: \(\ce{2AgNO3 + 2NaOH -> Ag2O v + 2NaNO3 + H2O}\). Ион серебра — реактив на галогенид-ионы: \(\ce{AgCl}\) белый, \(\ce{AgBr}\) светло-жёлтый, \(\ce{AgI}\) жёлтый; хлорид серебра растворяется в аммиаке. Нитрат серебра при нагревании разлагается до металла.

Ртуть

Единственный жидкий металл; пары ртути ядовиты. Растворяется в азотной кислоте, с серой реагирует при растирании (\(\ce{Hg + S -> HgS}\)) — так обезвреживают пролитую ртуть. Нитрат ртути(II) при нагревании разлагается до металла: \(\ce{Hg(NO3)2 ->[t^\circ] Hg + 2NO2 ^ + O2 ^}\).

Марганец

Марганец проявляет степени окисления от +2 до +7. С ростом степени окисления меняется характер соединений: \(\ce{MnO}\) и \(\ce{Mn(OH)2}\) — основные, \(\ce{MnO2}\) — амфотерный, \(\ce{Mn2O7}\) и марганцовая кислота — кислотные. Манганаты (+6, зелёные) устойчивы только в щелочной среде, перманганаты (+7, фиолетовые) — сильные окислители (раздел «Перманганат калия и соединения хрома в разных средах»). Оксид марганца(IV) окисляет соляную кислоту и служит катализатором разложения пероксида водорода и хлората калия:

\[ \ce{MnO2 + 4HCl ->[t^\circ] MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}; \qquad \ce{2H2O2 ->[MnO2] 2H2O + O2 ^} \]

Металлический марганец с соляной кислотой даёт соль марганца(II): \(\ce{Mn + 2HCl -> MnCl2 + H2 ^}\).