4.2. Приклади розвязування типових задач.

Задача 1.Скласти формулу комплексної сполуки, якщо комплексоутворювачемє іон Со³⁺, лігандами – молекулиNH₃, а зовнішня сфера утворена іонами Сl^-.

Розв’язок.Якщо ступінь окиснення комплексоутворювача 3+, координаційне число, як правило (але не завжди!), буде дорівнювати 6, тобто у внутрішній сфері повинно бути 6 молекулNH₃. Тому сполука комплексного іона: [Co(NH₃)₆].

По алгебраїчній сумі зарядів усіх часток, що входять у комплексний іон, обчислимо заряд комплексного іона. Молекули NH₃ не мають заряду, тобто,алгебраїчна сума: 3 + 60 = 3+,отже формула комплексного іону - [Co(NH₃)₆]³⁺. Щоб молекула комплексної сполуки була нейтральною, у зовнішній сфері повинно бути три іони Сl^-.Таким чином, формула комплексної сполуки: [Co(NH₃)₆]Cl₃.

Задача 2.Написати рівняння дисоціації іонів [Ag(NН₃)₂]⁺і[Ag(CN)₂]^-, а також вираження для констант нестійкості. Порівняти чисельні значення констант нестійкості і вказати, який із приведених іонів більш стійкий.

Розв’язок.

[Ag(NH₃)₂]⁺ Ag⁺+ 2NH₃К_н== 6,810^-8

[Ag(CN)₂]^-  Ag⁺ + 2СN^- K_н = = 110^-21.

Константа нестійкості другого іона значно менше, отже комплексний іон [Ag(CN)₂]^-більш стійкий у розчині.

Задача 3.Напишіть у молекулярній і іонній формі рівняння реакції обміну, враховуючи, що утворюється нерозчинна комплексна сполука:

Розв’язок.

2Na₃[Co(CN)₆] + 3FeCl₂  Fe₃[Co(CN)₆]₂ + 6NaCl;

2[Co(CN)₆]^3- + 3Fe²⁺  Fe₃[Co(CN)₆]₂.

4.3. Задачі для самостійного рішення: 720, 724, 736

4.4. Лабораторна робота

Необхідні прилади, устаткування і реактиви: насос Комовського, лійка Бюхнера, штатив із пробірками, кристалізатор з льодом, розчини солей металів:Cu²⁺,Ag⁺,Ni²⁺,Co²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺,AlCl₃,ZnCl_2, PbAc₂,SnCl₂ ; натрійіамоній гідроксидів,безводні солі:CuCl₂,CuSO₄,NiSO₄,CoCl₂; етанол, розчининатрій сульфіду, концентрованоїнітратної (азотної)кислоти, етиленгліколю, гліцерину, глікоколу, K₄[Fe(CN)₆] , K₃[Fe(CN)₆],FeSO₄, FeCl₃, AgNO₃ .

Дослід 1. Одержання і дослідження амміакатів

а) одержання аміакатів d-металів

До розчину солі відповідного іона металу (Cu²⁺,Ag⁺,Ni²⁺,Co²⁺,Zn²⁺,Cd²⁺- завдання дає викладач) додають невелику кількість розчину лугу. Осади гідроксидів, що утворилися, розчиняють у надлишку водного розчину NH₃.

Необхідно:

- відзначити колір розчинів комплексів;

- написати схему утворення комплексних іонів;

- указати тип гібридизації атомних орбіталей центральних атомів і форму координаційних поліедрів (просторову структуру) комплексних іонів;

- знайти по таблицях константи нестійкості для кожного комплексного іона і зробити висновок про їхню міцність.

б) виділення і дослідження аміаката міді (елементи НДРС)

До 2-3 мл концентрованого розчину солі купруму (міді)(2+) додають невелику кількість концентрованого розчинуNH₃до повного розчинення осаду, що спочатку випав. До розчину, що утворився, доливають рівну кількість етанолу, перемішують і залишають кристалізуватися на 10-15 хвилин у кристалізаторі з льодом. Кристали, що випали, фільтрують на лійці Бюхнера, промивають їх спочатку сумішшю NH₃- спирт (1:1), а потім сумішшю етанол – ефір (1:1). Висушують кристали на фільтрі під вакуумом, використовуючи насос Комовського.

Проводять аналіз отриманого комплексу. Для цього поміщають невелику кількість кристалів аміакату в 3 сухі пробірки:

- першу пробірку нагрівають на полум'ї пальника: аміак, що виділяється, визначають по запаху і по зміні кольору вологого індикаторного папера;

- комплексну сполуку в другій пробірці розчиняють у дистильованій воді і доливають розчин Na₂S; спостереження і рівняння реакції записують у журнал;

- у третю пробірку доливають 2 мл води, а потім до отриманого розчину додають розчин концентрованої азотної кислоти; відзначають зміну кольору розчину. Роблять висновки про міцність комплексної сполуки, приводять відповідне рівняння реакції.

в) виділення аміакату нікелю (елементи НДРС)

До 2-3 мл розчину солі нікелю (2+) додають невелику кількість концентрованого розчину NH₃до повного розчинення осаду, що спочатку випав. Розчин фільтрують. Для повноти осадження до фільтрату додають аміачний розчин хлориду амонію (NH₃–NH₄Cl= 1:1). Осад, що випав, промивають декантацією 2-3 рази аміачним розчином хлориду амонію, а потім послідовно спиртовим розчином амоніаку і чистим спиртом. Висушують кристали на фільтрі під вакуумом, використовуючи насос Комовського. Аналізують комплекс аналогічно досліду1б.

г) виділення аміакату кобальту(елементи НДРС)

До 2-3 мл розчину солі кобальту (2+) додають невелику кількість концентрованого розчину NH₃до повного розчинення осаду, що спочатку випав. Розчин фільтрують від можливого осаду. До гарячого розчину додають спирт до помутніння і залишають кристалізуватися на 10-15 хвилин у кристалізаторі з льодом. Кристали, що випали, фільтрують на лійці Бюхнера, промивають їх спочатку сумішшю NH₃- спирт (1:1), а потім холодним спиртом. Висушують кристали на фільтрі під вакуумом, використовуючи насос Комовського. Аналізують комплекс аналогічно досліду1б.

Дослід 2. Одержання гідроксокомплексів

До розчину заданої солі (СrСl₃,AlCl₃,ZnCl_2, PbAc₂,SnCl₂) додають спочатку недолік, а потім надлишок розчинуNaOH. Записують спостереження і рівняння реакцій, що відбуваються, у молекулярній і іонній формі, а також рівняння зовнішньосферної дисоціації.

У висновках укажіть:

• Яка речовина утворюється при додаванні недоліку NaOH?

• Який характер кислотно-основних властивостей цієї сполуки (кислотний, основний, амфотерний)?

• До якого типу (катіонного, аніонного) належить комплексний іон, що утворився при додаванні надлишку лугу?

• На підставі значень К_нроблять висновок про стійкість комплексних іонів.