Лабораторная работа №4.

«Комплексные соединения»

Цель работы: изучить явление комплексообразования, свойств различных комплексов; проведение измерений и расчет констант нестойкости.

Задачи: 1) образовательная: сформировать представление о комплексных соединениях, как большой группы веществ, изучить строения комплексных соединений (комплексообразователь, лиганды, внутренняя сфера, внешняя сфера); научиться определять вид химической связи между коплексообразователем и лигандами, внешней и внутренней сферой, определять координационное число комплексообразователя, предсказывать пространственное строение и магнитные свойства и окраску комплексных ионов;

2) развивающая: развивать у студентов представление о взаимосвязи строения и свойств соединений, развивать умение использовать теоретические знания при решении задач, развивать логическое мышление умение анализировать и делать выводы. Развивать умение работы с химическим оборудованием и реактивами;

3) воспитательная: формировать научное мировоззрение.

Теоретическая часть.

Сложные химические соединения, получившие название комплексных, состоят из внутренней (координационной) и внешней сферы. Внутренняя сфера получила название комплекса. Например, в комплексном соединении [Cu(NH₃)₄]SO₄ комплексом (внутренней сферой) является ион [Cu(NH3)₄]²⁺, a внешней сферой — ион S0₄²⁺.

Комплексное соединение в растворе диссоциирует на комплекс и вешнюю сферу:

[Cu(NH₃)₄]S0₄ → [Cu(NH₃)₄]²⁺+S0₄^2-

Комплексы бывают катионные [Cu(NH₃)₄]²⁺, анионные [Fe(CN)₆]^3- и нейтральные [Ni(CO)₄]. Комплекс имеет центральный атом комплексообразователь (в указанных примерах Сu²⁺, Fe³⁺, Ni), вокруг которого, координируются молекулы или ионы - лиганды (в приведенных примерах NН₃, CN^-, CO). Общее число координационных (донорно-акцепторных) связей, образуемых комплексообразователем с лигандами, называется координационным числом центрального атома. По числу связей, образуемых лигандом с комплексообразователем, лиганды делятся на моно-, ди- и более дентантные лиганды. Комплексы в растворе ведут себя как слабые электролиты, диссоциируют не полностью.

[Cu(NH₃)₄]²⁺↔ Cu²⁺ + 4NH₃

Экспериментальная часть.

Опыт 1. ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ С КОМПЛЕКСНЫМ АНИОНОМ

К 3-4 каплям нитрата висмута прибавьте 1-2 капли 0,5 н. иодида калия до появления темно-бурого осадка. К осадку прилейте еще 2-3 капли иодида калия. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций.

Опыт 2. ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ С КОМПЛЕКСНЫМ КАТИОНОМ

В пробирку налейте 4-5 капель дистиллированной воды и добавьте несколько кристалликов хлорида кобальта. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции и диссоциации аквакомплекса кобальта.

Опыт 3. ОБРАЗОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ, СОДЕРЖАЩИХ КОМПЛЕКСНЫЙ КАТИОН И КОМПЛЕКСНЫЙ АНИОН.

К 2 каплям гексацианоферрата (III) калия добавьте 4 капли сульфата никеля до появления осадка. Затем добавьте 25%-ый раствор гидроксида аммония до полного растворения осадка. Далее наблюдайте выпадение бледно-лиловых кристаллов соли в растворе (1-2 мин). Напишите уравнения реакций.

Опыт 4. РАЗРУШЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ

Налейте в пробирку 2-3 капли сульфата меди и добавьте по каплям 2 н. раствора гидроксида аммония до растворения осадка (СиОН)₂SО₄ и образования комплексного соединения. Напишите уравнения реакции, если координационное число меди - 4.

К полученному раствору налейте 2-3 капли сульфида натрия. Какое вещество выпадает в осадок. Напишите уравнение диссоциации комплексной соли.

Контрольные задания:

1. Что называют комплексом? Какие виды комплексов вы знаете?

2. Что такое комплексообразователь?

3. Что такое лиганд? Какие виды лигандов вы знаете?

4. Как происходит диссоциация комплексного соединения? (на конкретном примере).

5. Что называют константой нестойкости комплекса? Приведите пример.

Основная литература:

1. Коровин, Н.В. Общая химия: учеб. / Н.В.Коровин. – М.: Высшая школа, 2000. - С.71-81

2. Коровин, Н.В. Лабораторные работы по химии /Н.В.Коровин, Э.М. Мингулина, Н.Г. Рыжова; Под ред. Н.В Коровина. – М.: Высшая школа, 2001. – С.162-170

Дополнительная литература:

1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа. 1988.с.96-101

2. Васильева З.Г., Грановская А.А., Таперова А.А., Макарычева Е.П., Фриденберг Е. Э. Лабораторный практикум по общей химии. Полумикрометод. М., Химия, 1965.

3. Глинка Н.Л. Общая химия. Л. : Химия, 1983.

4. Крешков А.П. Основы аналитической химии (качественный и количественный анализ).М., ГХИ, 1961.с. 146-160

5. Лучинский Г. П. Курс химии. М.: Высшая школа,1985.с. 129-135

6. Фролов В.В. Химия. М. Высшая школа, 1986. с. 85-90

7. Зайцев О. С. Задачи и вопросы по химии. М.: Химия, 1985.

8. Романцева Л. М., Лещинская З. Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. М.: Высшая школа,1980.с.152-166

Раздел Физическая и коллоидная химия