Комплексные соединения

Цель работы: овладение навыками синтеза комплексных соединений и исследование их свойств. Приборы и реактивы: весы техно-химические; стакан вместимостью 50 см3; цилиндры мерные вместимостью 10 и 100 см3; палочка стеклянная; шпатель; кристаллизатор; воронка стеклянная, спир- товка; ножницы; пробиркодержатель; железный гвоздь; фильтровальная бумага; лёд или снег; этанол; медный купо-

рос; штатив с пробирками; силикагель; сульфат натрия.

Растворы: гексацианоферрата(II) калия – 1 н.; сульфата меди(II), хлорида кобальта(II), сульфата натрия – 1 н.; сульфата цинка и никеля(II), ацетата, сульфида, тиосульфата, нитрита натрия и родани- да калия, антимоната калия, сульфата хрома(III) – конц.; соляной кислоты – 2 н. и конц.; гидроксида

натрия, перманганата калия, сульфатов железа(II), гексациа- оноферрата(III) калия, хлорида железа(III) и бария – 0,5 М; пероксида водорода – 3 \%; серной кисло- ты – 1М; аммиака – = 0,95 г/см3.

Опыт 1. СИНТЕЗ СОЛИ СУЛЬФАТА ТЕТРААММИНМЕДИ(II) [Cu(NH3)4]SO4 H2O

Исходя из уравнения реакции

CuSO4 5H2O + 4NH3 = [Cu(NH3)4]SO4 H2O + 4H2O

вычислите массу CuSO4 5H2O и объём раствора аммиака, необходимые для получения 5 г сульфата тетраамминмеди(II). Для увеличения выхода продукта берется двукратный избыток раствора аммиа- ка.

В стакане взвесьте рассчитанное количество CuSO4 5H2O, добавьте раствор аммиака и переме- шайте содержимое стакана до полного растворения соли. Для уменьшения растворимости соли осаж- дение ведётся в присутствии этанола, взятого в количестве, равном половине рассчитанного по реак- ции объёма раствора аммиака. Затем стакан поставьте в кристаллизатор со льдом или снегом на 10 мин. После охлаждения отделите кристаллы от раствора фильтрованием, фильтр вместе с кристалла- ми просушите между листами фильтровальной бумаги. Опишите внешний вид полученной соли [Cu(NH3)4]SO4 H2O.

Опыт 2. СВОЙСТВА СУЛЬФАТА ТЕТРААММИНМЕДИ(II)

1. Электролитические свойства

Небольшое количество синтезированной соли в опыте 1 растворите в воде. Полученный раствор разлейте в две пробирки. В одну пробирку опустите кусочек железной проволоки или гвоздь. Наблю- дается ли выделение металлической меди? В другую пробирку добавьте раствор хлорида бария. На- блюдается ли образования осадка сульфата бария?

Напишите уравнения электролитической диссоциации сульфата тетраамминмеди(II). Напишите

уравнение реакции взаимодействия сульфата тетраамминмеди(II) с хлоридом бария. Объясните, по- чему железо не вытесняет медь из раствора комплексной соли, а вытесняет её из раствора сульфата меди(II)?

2. Разрушение комплексного иона

В две пробирки поместите небольшое количество синтезированной соли в опыте 1. Содержимое в первой пробирке осторожно нагрейте на спиртовке. При этом происходят изменение цвета кристал-

лов и появляется резкий запах. Во вторую пробирку прилейте 1–2 см3 дистиллированной воды, со- держимое тщательно перемешайте стеклянной палочкой и добавьте 2–3 см3 2 н. раствора соляной ки- слоты. При этом изменяется окраска раствора.

Напишите уравнения соответствующих реакций. Объясните причину разрушения комплексного иона. Напишите выражение для константы нестойкости комплексного иона. Сделайте вывод об ус- тойчивости комплексного иона.

Опыт 3. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С КОМПЛЕКСНЫМИ АНИОНАМИ

Налейте по 2 капли в каждую из пяти пробирок раствора хлорида кобальта(II):

а) в первую пробирку добавьте раствор ацетата натрия до получения ярко выраженной розовой ок-

раски, обусловленной ионом [Co(CH 3COO) 6 ]4 ;

б) во вторую – раствор нитрита натрия до появления желто-оранжевой окраски, обусловленной

ионом [Co(NO 2 ) 6 ]4 ;

в) в третью – концентрированную HCl до появления синего цвета, обусловленного ионом

[CoCl 4 ] ;

г) в четвёртую – раствор роданида калия до появления фиолетового цвета, обусловленного ио-

ном [Co(SCN)4]2–;

д) в пятую – раствор тиосульфата натрия до появления синей окраски, обусловленной ионом

[Co(S2 O3 )3 ] .

Во всех пяти пробирках образуются комплексные соединения с комплексными анионами, в ко-

торых комплексообразователем является ион плексов.

Co 2

. Напишите уравнения реакций получения ком-

Напишите уравнения диссоциации комплексов и выражения констант нестойкости комплексов.

Дайте полную характеристику каждого комплекса.

Опыт 4. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С КОМПЛЕКСНЫМИ КА-

ТИОНАМИ

Возьмите пять пробирок и поместите по 2 капли:

а) в первую – раствор хлорида кобальта(II); б) во вторую – раствор сульфата хрома (Ш); в) в третью – раствор сульфата меди(II);

г) в четвёртую – раствор сульфата никеля(II);

д) в пятую – раствор сульфата цинка(II).

Затем прилейте в каждую пробирку по каплям (до 10 капель) раствор аммиака до приобретения раствором цвета, соответствующего комплексному катиону. Получатся следующие окраски:

а) в первой пробирке – коричневая (красно-бурая), обусловленная ионом [Co(NH 3 )6 ]2 ;

б) во второй – бледно-лиловая, обусловленная ионом [Cr(NH 3 )6 ]3 ; в) в третьей – сине-фиолетовая, обусловленная ионом [Cu(NH 3 )4 ]2 ; г) в четвёртой – сине-фиолетовая, обусловленная ионом [Ni(NH 3 )6 ]2 ;

д) в пятой пробирке сначала образуется белый осадок

Zn(OH)2 , затем он растворится с образо-

ванием бесцветного комплекса [Zn(NH3 )4 ]2 .

Напишите уравнения реакций получения комплексов. Напишите уравнения диссоциации комплек- сов и выражение константы нестойкости комплексов. Дайте полную характеристику каждого комплекс- ного соединения.

Опыт 5. ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С КОМПЛЕКСНЫМ КА-

ТИОНОМ И КОМПЛЕКСНЫМ АНИОНОМ

Налейте в пробирку 5 капель раствора гексацианоферрата(II) калия и 2 капли раствора сульфата никеля(II). Образуется бледно-зелёный осадок. В данном случае протекает реакция замещения внеш- него иона в комплексном соединении

K 4 [Fe(CN)6 ]

2NiSO4

Ni2 [Fe(CN)6 ]

2K 2SO 4 .

Далее к полученному соединению добавьте по каплям раствор аммиака до полного растворения осадка и образования бледно-лиловых кристаллов комплексной соли [Ni(NH 3 )6 ]2 [Fe(CN) 6 ] (кристаллы лучше заметны, если дать пробирке немного постоять).

Напишите уравнения реакций. Напишите уравнения диссоциации и выражения констант нестойко-

сти. Дайте полную характеристику комплексов.

Опыт 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ КОМПЛЕКСОВ

1. Разрушение комплекса в результате осаждения комплексообразователя. Возьмите три пробирки. В первую налейте 5 капель раствора сульфата железа(II) и добавьте одну каплю 1 н. рас- твора сульфида натрия. Выпадает черный осадок сульфида железа(II). Этот контрольный опыт пока-

зывает, что наличие в растворе иона Fe 2

фида железа.

приводит к образованию с ионом S2

черного осадка суль-

Во вторую пробирку налейте 5 капель раствора сульфата железа(II) и добавьте 3 капли концен- трированного раствора ацетата натрия. В результате реакции образуется комплекс Na 4 [Fe(CH 3COO) 6 ] коричневого цвета.

В третью пробирку налейте 5 капель раствора

добавьте по 1 капле раствора сульфида натрия.

K 4 [Fe(CN) 6 ] . Затем во вторую и третью пробирки

Что наблюдается? В какой пробирке выпадает осадок FeS? Почему? Сравните устойчивость комплексов K 4 [Fe(CN) 6 ] и Na 4 [Fe(CH 3COO) 6 ] .

2. Разрушение комплекса в результате образования нового комплекса. Сначала получите

комплекс

Na 2 [Co(CH 3COO) 4 ] . Для этого в две пробирки налейте по 2 капли раствора хлорида кобаль-

та(II) и по 10 капель раствора ацетата натрия до появления ярко-розового цвета, обусловленного ио-

ном [Co(CH3COO)4 ]2 .

Далее одну пробирку оставьте для сравнения цвета, а во вторую добавьте 10 капель раствора ро-

данида калия до появления фиолетового цвета, обусловленного ионом [Co(SCN)4 ]2 .

Напишите уравнения реакций и объясните, чем обусловлено разрушение данного комплексного иона и образование другого.

Опыт 7. РЕАКЦИИ С УЧАСТИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1. К 2 см3 подкисленного раствора хлорида железа(III) добавьте такой же объём раствора гекса-

цианоферрата(II) калия (K4[Fe(CN)6]). Каков цвет образующегося осадка гексацианоферрата желе-

за(III)? Напишите молекулярное и ионное уравнения реакций.

2. Смешайте по 2 см3 растворов пероксида водорода и гидроксида натрия и добавьте такое же количество гексацианоферрата(III) калия (K3[Fe(CN)6]). Тлеющей лучинкой докажите выделение ки-

слорода. Напишите уравнение реакций, учитывая, что гексацианоферрат(III) калия восстанавливается до гексацианоферрата(II) калия. Укажите окислитель и восстановитель.

3. К 2–3 см3 раствора перманганата калия, подкисленного раствором серной кислоты, добавьте

по каплям раствор гексацианоферрата(II) калия до обесцвечивания раствора. Напишите уравнение

2+

реакции, учитывая, что MnO4 восстанавливается до Mn

гексацианоферрата(III) калия.

, а гексацианоферрат(II) калия окисляется до

4. К 2–3 см3 раствора сульфата меди(II) прилейте по каплям раствор аммиака до полного рас-

творения образующегося в начале осадка гидроксисульфата меди(II). В полученный раствор фиоле- тового цвета внесите 3–4 г силикагеля и тщательно перемешайте содержимое пробирки. При этом наблюдается изменение окраски раствора. Объясните это явление.

5. На предметное стекло микроскопа поместите каплю раствора антимоната калия и крупинку

сульфата натрия. Рассмотрите в микроскоп образовавшиеся кристаллы. Напишите уравнение реакции и зарисуйте форму кристаллов.

ТЕСТЫ

1. Комплексная соль – это

1) (NH4)2 Fe(SO4)2; 2) Al(OH)SO4;

3) [Co(NH3)5Cl]Cl2; 4) Na2HPO4.

2. Диаминтетрароданохромат(III) бария – это

1) Ba[Cr(SCN)4(NH3)2]2; 2) Cr[Ba(SCN)4(NH3)2]3;

3) Ba(SCN)2 Cr(SCN)3; 4) BaCr(SCN)5.

3. Заряд комплексного иона, окислительное и координационное числа комплексообразователя комплексного соединения (NH4)2[PtCl4(OH)2] равны

1) 2+, +2, 4; 2) 2-, +4, 6; 3) 2-, +4, 4; 4) 2+, +4, 2.

4. Константа нестойкости комплексного иона соли Na[Ag(NO2)2] равна

1) Kн = [Na+] [[Ag(NO2)2]–] / [Na[Ag(NO2)2]];

2) Kн = [[Ag(NO2)2]–] / [Na+] [[Ag(NO2)2]–];

3) Kн = [[Ag(NO2)2]–] / [Ag+] [NO2–]2;

4) Kн = [Ag+][NO2–]2 / [[Ag(NO2)2]–].

5. Концентрация ионов серебра в растворе комплексной соли [Ag(NH3)2]Cl концентрации 0,1

моль/дм3, содержащей кроме того

0,5 моль/дм3 аммиака (Kн [Ag(NH3)2]+= 5,9 10–8) равна

1) 0,5 моль/дм3; 2) 0,1 моль/дм3;

3) 2,36 10–9 моль/дм3; 4) 2,4 10–4 моль/дм3.

6. Объём (н.у.) газообразного аммиака для растворения гидроксида меди(II) массой 8 г равен

1) 7,31 дм3; 2) 22,40 дм3; 3) 11,20 дм3; 4) 5,60 дм3.

7. Масса нитрата серебра потребуется для осаждения ионов хлора из 0,1 моль [Cr(H2O)6]Cl3 рав-

на

1) 17,0 г; 2) 51,0 г; 3) 34,0 г; 4) 8,5 г.

8. Масса осадка, образовавшегося при взаимодействии 2 молей AgCl 2NH3 с избытком раствора

AgNO3, равна

1) 108,0 г; 2) 143,5 г; 3) 53,5 г; 4) 287,0 г.

9. Концентрация ионов серебра в растворе комплексной соли [Ag(NH3)2]NO3 концентрации 0,1

моль/дм3 в избытке аммиака с концентрацией 1 моль/дм3 (Kн [Ag(NH3)2]+ = 5,9 10–8) равна

1) 5,9 10–9 моль/дм3; 2) 1 моль/дм3;

3) 7,8 10–15 моль/дм3; 4) 9,3 10–9 моль/дм3.

10. Какой объём 0,1 н. раствора AgNO3 потребуется для осаждения связанного ионогенно хлора,

содержащегося в 100 см3 0,1 н. раствора комплексной соли [Cu(NH3)4]Cl2?

1) 0,1 см3; 2) 100 см3; 3) 10 см3; 4) 50 см3.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 946; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!