Опыт 5. внутрикомплексные соединения

 

В 3 пробирки внести по 3 капли раствора хлорида железа (III). Одну оставить в качестве контрольной. В две другие добавить по 3 капли раствора щелочи. К образовавшемуся осадку в одну из них добавить 12 – 15 капель щавелевой кислоты HOOC–COOH (С_экв = 2,0 моль(экв)/л), в другую – столько же лимонной кислоты (С_экв = 2,0 моль(экв)/л)

 

.

 

В обе пробирки и в контрольную внести 1 – 2 капли раствора тиоцианата калия или аммония (С_экв = 0,01 моль(экв)/л), который образует с ионами Fe³⁺ ярко окрашенный тиоцианат железа Fe(SCN)₃. Во всех ли пробирках наблюдается окрашивание?

При растворении гидроксида железа (III) в щавелевой и лимонной кислотах образуются внутрикомплексные соединения, в которых карбоксильные группы кислот присоединяются к комплексообразователю. Для щавелевокислого комплекса формула имеет вид:

 

 

Моно- или полидентатным лигандом является остаток щавелевой кислоты? Написать аналогичную формулу лимоннокислого (цитратного) комплекса. Обратить внимание на особую прочность внутрикомплексных соединений.

 

Опыт 6. комплексные соединения в реакциях обмена

 

В пробирку к 4 – 5 каплям раствора сульфата меди добавить такой же объем раствора комплексной соли K₄[Fe(CN)₆]. Отметить цвет образовавшегося осадка гексацианоферрата меди. Написать молекулярное и ионное уравнения реакции.

 

Опыт 7. комплексные соединения

В окислительно-восстановительных реакциях

 

а) Восстановление серебра из его комплексного соединения

Добавить в пробирку к 5 – 6 каплям раствора нитрата серебра раствор хлорида натрия. Полученный осадок растворить в 25%-ном растворе аммиака. Опустить в раствор кусочек гранулированного цинка. Что наблюдается?

Написать уравнения: получения осадка хлорида серебра, его растворения в аммиаке с образованием комплекса серебра и взаимодействия полученного комплексного соединения с цинком. Какой ион является окислителем в последней реакции? Написать уравнение электролитической диссоциации комплексного иона и ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции.

б) Восстановление гексацианоферрата (III) калия

В пробирку внести 8 – 10 капель раствора иодида калия (С_экв = 0,10 моль(экв)/л), 6 – 8 капель раствора соляной кислоты (С_экв = 2,0 моль(экв)/л) и 5 – 6 капель бензола. Отметить, что бензол остается бесцветным. Добавить один микрошпатель кристаллов комплексной соли железа (III) K₃[Fe(CN)₆] и перемешать раствор стеклянной палочкой. По изменению окраски бензола убедиться в выделении свободного иода.

Написать уравнение реакции взаимодействия гексацианоферрата (III) калия с иодидом калия, учитывая, что K₃[Fe(CN)₆] переходит при этом в K₄[Fe(CN)₆]. (Соляную кислоту в уравнение реакции не вводить). Указать окислитель и восстановитель.

в) Окисление гексацианоферрата (II) калия

Поместить в пробирку 4 – 5 капель раствора перманганата калия, подкислить раствором серной кислотой (С_экв = 2,0 моль(экв)/л) и добавить по каплям раствор гексацианоферрата (II) калия до обесцвечивания раствора.

Написать уравнение реакции, учитывая, что комплекс железа (II) переходит в комплекс железа (III) с тем же координационным числом, а перманганат калия в кислой среде восстанавливается до сульфата марганца (II).

 

Опыт 8. прочность комплексных ионов.

Разрушение комплексов

 

а) Разрушение комплекса при разбавлении раствора

Внести в пробирку 2 капли раствора нитрата серебра AgNO₃ и добавлять раствор иодида калия KCl (С_экв = 0,10 моль(экв)/л) по каплям, встряхивая пробирку после каждого добавления.

Почему растворяется выпавший вначале осадок иодида серебра? К получившемуся раствору добавить 4 – 5 капель воды. Что наблюдается?

Описать наблюдаемые процессы. Написать уравнения реакций: образования иодида серебра, его перехода в комплексное соединение, диссоциации комплексного иона, выражение константы нестойкости. Какое влияние оказывает добавление раствора на диссоциацию комплексного иона?

б) Получение аммиакатов.

Налить в пробирку 1 – 2 мл раствора AgNO₃ и добавить немного раствора NaCl. К образовавшемуся осадку приливать раствор аммиака до его растворения. Составить уравнения реакций, учитывая, что координационное число равно двум. Объяснить происходящие изменения.

Полученный раствор разлить в четыре пробирки и использовать в опытах б), в), д).

в) Разрушение комплекса при замене комплексообразователя.

Налить в пробирку 1 – 2 мл раствора [Ag(NH₃)₂]Cl, полученного в опыте 3 а), и добавить туда кусочек цинка. Что наблюдаете? Записать уравнение реакции образование комплексного аммиаката цинка, учитывая, что координационное число Zn²⁺ равно четырем.

Объяснить, пользуясь таблицей констант нестойкости комплексных ионов, причину вытеснения цинком серебра из его аммиачного комплексного иона.

г) Качественные реакции на ион серебра.

Налить в две пробирки одинаковые объемы раствора AgNO₃. В одну из них добавить раствор NaOH, а в другую – KI. Записать наблюдения.

Эти реакции характерны для иона Ag⁺ и могут быть использованы для его обнаружения. Составить уравнения реакций.

Раствор [Ag(NH₃)₂]Cl, полученный в опыте 3 а), налить по 1 мл в две пробирки. В одну пробирку прилить раствор NaOH, а в другую – KI. Что происходит? Написать уравнение диссоциации комплексного иона [Ag(NH₃)₂]⁺ и выражение его константы нестойкости. Дать объяснение наблюдаемым явлениям, пользуясь уравнением диссоциации комплексного иона и правилом произведения растворимости.

д) Получение тиосульфатного комплекса серебра.

Получить в пробирке осадок AgCl. Затем добавлять раствор Na₂S₂O₃ (С_экв = 1,0 моль(экв)/л) до полного растворения осадка. Написать уравнение реакции образования Na₃[Ag(S₂O₃)₂].

К полученному раствору комплексного соединения

е) Сравнительная устойчивость тиоцианатного комплекса кобальта в воде и в спирте

Получить в пробирке тетратиоцианатокобальтат (II) аммония (NH₄)₂[Co(SCN)₄], добавляя к 7 – 8 каплям насыщенного раствора хлорида кобальта (II) равный объем насыщенного раствора тиоцианата аммония. Наблюдать появление ярко-синей окраски комплексного соединения. Разделить раствор на 2 пробирки; в одну из них добавить амиловый спирт, в другую – 10 капель воды. Как изменяется окраска в каждой пробирке?

Написать уравнения реакций; образования комплексного соединения, его диссоциации и диссоциации комплексного иона. В воде или в спирте диссоциация комплексного иона протекает полнее? Чем это объясняется?

ж) Разрушение комплекса при осаждении комплексообразователя

В две пробирки с раствором сульфата меди добавить: в одну раствор оксалата аммония, в другую – сульфида аммония. Написать уравнения реакций и отметить цвета выпавших осадков. В двух других пробирках получить комплексное соединение меди, добавив к 4 – 5 каплям раствора CuSO₄ (С_экв = 1,0 моль(экв)/л) раствор аммиака до растворения выпадающего вначале осадка основной соли меди. Отметить цвет полученного комплексного соединения. Написать уравнение реакции взаимодействия сульфата меди с аммиаком, учитывая, что координационное число меди равно четырем.

Испытать действие растворов оксалата аммония и сульфида аммония на полученный раствор комплексной соли меди. От действия какого реактива выпадает осадок? На присутствие каких ионов в растворе комплексной соли указывает появление этого осадка? Добавить в пробирку, где выпал осадок, еще 6 – 7 капель того же реактива и для ускорения коагуляции осторожно нагреть. Сохранилась ли в растворе окраска комплекса меди?

Описать наблюдаемые явления. Ответить на поставленные по ходу работы вопросы. Написать уравнения проделанных реакций, уравнение электролитической диссоциации комплексной соли меди и ее комплексного иона. Как влияет добавление (NH₄)₂S на диссоциацию комплексного иона? Почему при добавлении оксалата аммония осадок не выпадает? Сравнить по табл. произведение растворимости соответствующих солей меди.

 

Опыт 9. двойные соли

 

В трех пробирках приготовить раствор двойной соли (NH₄)₂SO₄ · FeSO₄ · 6H₂O (соли Мора), внеся в каждую по 6 – 8 капель воды и по одному микрошпателю соли. В одну пробирку к раствору соли Мора добавить 5 – 6 капель раствора сульфида аммония, в другую – столько же раствора хлорида бария. Выпавший черный осадок представляет собой сульфид железа (II). Отметить цвет осадков и написать ионные уравнения реакций их образования. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывают эти реакции?

В третью пробирку добавить 7 – 8 капель раствора едкого натра (С_экв = 2,0 моль(экв)/л) и, укрепив в штативе, опустить ее в водяную баню, нагретую почти до кипения. Подержать над пробиркой красную лакмусовую бумажку, смоченную водой. По изменению окраски лакмуса и по запаху определить, какой газ выделяется из пробирки. Написать ионное уравнение реакции его образования. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывает эта реакция?

Учитывая результаты опыта, написать уравнение электролитической диссоциации соли Мора.

Проверить действием раствора сульфида аммония, обнаруживаются ли ионы Fe²⁺ в растворе K₄[Fe(CN)₆]. Наблюдается ли выпадение черного осадка FeS? Почему?

Описать наблюдаемые явления. Ответить на вопросы, поставленные по ходу работы, и написать уравнения соответствующих реакций. Написать уравнение электролитической диссоциации K₄[Fe(CN)₆]. Чем отличается электролитическая диссоциация двойной соли от диссоциации соли, содержащей устойчивый комплексный ион?