Опыт 1. Получение комплексных соединений

а) Налить в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра, прибавить такое же количество раствора хлорида натрия. Прилить к образовавшемуся осадку раствор гидроксида аммония до полного растворения осадка. Почему растворился осадок? Сохранить раствор для опыта 2а.

AgNO₃ + NaCl ® AgCl¯ + NaNO₃

AgCl¯ + 2NH₃´H₂O ® [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O

б) Налить в пробирку 3-4 капли раствора сульфата меди, прибавить 2-3 капли раствора гидроксида аммония (25%) - выпадает светло-голубой осадок основной соли меди (CuOH)₂SO₄. Прибавить по каплям избыток раствора гидроксида аммония. Что наблюдается? Написать уравнение реакций в молекулярной и ионной формах. Сохранить раствор для опыта 2б.

2CuSO₄ + 2NH₃´H₂O ® (CuOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄

(CuOH)₂SO₄ + (NH₄)₂SO₄ + 6NH₃´H₂O ® 2[Cu(NH₃)₄]SO₄ + 6H₂O

в) К раствору Hg(NO₃)₂ добавить по каплям раствор иодида калия. Обратить внимание на образование осадка иодида ртути(II), отметить его цвет и добавить избыток иодида калия. Что наблюдается? Написать уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.

Hg(NO₃)₂ + 2KI ® HgI₂¯ + 2KNO₃

HgI₂¯ + 2KI ® K₂[HgI₄]

 

Опыт 2. Разрушение комплексных соединений

а) К раствору, оставшемуся от опыта 1а, прибавить по каплям концентрированную азотную кислоту. Объяснить наблюдаемое явление. Написать уравнение реакции.

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2HNO₃ ® AgCl¯ + 2NH₄NO₃

б) К раствору оставшемуся от опыта 1б, прибавить 3-5 капель сероводородной воды или раствора сульфида натрия. Написать уравнение реакции и объяснить причину образование осадка.

[Cu(NH₃)₄]SO₄ + Na₂S ® CuS¯ + Na₂SO₄ + 4NH₃

 

Опыт 3. Электролитическая диссоциация комплексных соединений

В две пробирки налить по 3-5 капель раствора гексациано-III-феррата калия K₃[Fe(CN)₆], а в третью пробирку налить 1-2 капли раствора FeCl₃. В первую пробирку прибавить 2-3 капли раствора гексанитрокобальтата натрия Na₃[Co(NO₂)₆], а во вторую и третью пробирки прибавить по 2-3 капли раствора роданида аммония NH₄SCN. Что наблюдается? Почему во второй пробирке нет окраски. Написать молекулярные уравнения реакций. Объяснить разницу в диссоциации комплексной и средней солей.

K₃[Fe(CN)₆] ® 3K⁺ + [Fe(CN)₆]^3-

1) 2K⁺ + Na₃[Co(NO₂)₆] ¯ ® K₂Na[Co(NO₂)₆]¯

2) [Fe(CN)₆]^3- + KSCN ¹

FeCl₃ ® Fe³⁺ + 3Cl^-

3) Fe³⁺ + 6SCN^- ® [Fe(SCN)₆]^3-

 

Вопросы для самоподготовки

1. Состав координационных соединений: центральный атом – комплексообразователь, лиганд, внутренняя и внешняя сферы комплекса.

2. Заряд комплексного иона. Координационное число комплексообразователя. Связь координационного числа с зарядом центрального атома. Природа химической связи в комплексных соединениях.

3. Дентатность лиганда. Классификация комплексных соединений по составу лигандов.

4. Магнитные свойства комплексных соединений. Внешнеорбитальные и внутриорбитальные комплексы. Окраска комплексных соединений.

5. Диссоциация комплексных соединений. Катионные, анионные и нейтральные комплексы. Константа нестойкости комплексных ионов. Зависимость диссоциации комплексного иона от концентрации свободных молекул (или ионов) лиганда.

 

Задачи и упражнения

 

1. Найти заряды коммплексных частиц и указать центральный атом, лиганд, координационное число для соединений: а) [Cr(NH₃)₄PO₄]; б) [Co(NH₃)₅Br]SO₄; в) Ba[Cr(NH₃)₂(SCN)₄]₂.

2. Определить степень окисления комплексообразователя в следующих комплексных ионах: а) [AuCl₄]^-, б) [Co(NH₃)₂(NO₂)₄]^-, в) [Cr(H₂O)₄(NH₃)₂]³⁺, г) [Ni(NH₃)₅Cl]⁺.

3. Определить степень окисления комплексных ионов, образованных Со (III): а) [Co(H₂O)(NH₃)₄CN], б) [Co(NH₃)₅SO₄], в) [Co(NH₃)₂(NO₂)₄].

4. Написать уравнения диссоциации и выражения для константы нестойкости следующих комплексных соединений: а) K₂[Cu(CN)₄], б) Na₂[PdI₄], в) [Pd(H₂O)(NH₃)₂Cl]Cl, г) [Pt(NH₃)₂Cl₄].

5. Пользуясь таблицей констант нестойкости, установить, в каких случаях произойдет взаимодействие между растворами веществ:

а) K₂[HgI₄] + KBr ®

б) [Ag(NH₃)₂]Cl + K₂S₂O₃ ®

в) K[Ag(CN)₂] + NH₃ ®

г) K₃[Cu(CN)₄] + Hg(NO₃)₂ ®

6. Какие магнитные свойства характерны для комплексных ионов: а) [Fe(CN)₆]^3- и [Fe(CN)₆]^4-; б) [CoF₆]^3- и [Co(СN)₆]^3-

7. Известно, что комплексные соединения золота (III) имеют окраску, а комплексы золота (I) неокрашены. Объяснить это явление.

8. Определить тип гибридизации атомных орбиталей Mn²⁺ и указать магнитные свойства аниона в комплексном соединении – Na₄[Mn(CN)₆].

9. Вычислить концентрацию ионов платины в 0,5 М растворе K₂[PtCl₄] (К _1-4 = 1,0∙10^-16), если концентрация цианид ионов CN^- равна 0,05 М.

10. При какой концентрации ионов хлора начнется выпадение осадка AgCl из 0,1М раствора [Ag(NH₃)₂]NO₃, содержащего 1 моль аммиака в 1 л раствора? Константа растворимости AgCl равна K _s(AgCl) = 1,56´10^-10, константа нестойкости иона [Ag(NH₃)₂]⁺ равна К _1-2 = 5,7´10^-8.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6