Контрольные вопросы и задания
1. Назовите следующие комплексные соединения: [Со(NH3)6]Сl3, [Со(NH3)5Н2О]Сl3, [Рt(ОН)2(NH3)4]Сl2, H4[Fe(CN)6], K2[Рt(NO2)2Сl2], K2[Co(NH3)2(NO2)4], [Pt(NH3)2Br4], [Pt(NH3)4][PtCl4], [Cu(NH3)2(CNS)2].
2. Напишите координационные формулы следующих соединений:
а) гексацианоферрат(II) железа(III); б) гексацианоферрат(III) калия;
в) хлорид тетраммингидроксоплатины (IV); г) гексанитритокобальтат(III)
натрия; д) тетранитритодиамминкобальтат(III) калия;
е) тетрабромо-диамминплатина; ж) тетрамминфосфатохром.
3. Напишите уравнения диссоциации комплексной соли
[Ag(NH3)2]NO3, выражение для Кнест. приведите все способы разрушения этой комплексной соли (Кнест. = 9·10-8).
4. Установите, в каких случаях произойдет взаимодействие между растворами нижеуказанных электролитов:
а) K2[HgI4] + KBr; г) К[Аg(СN)2] + К2S2О3;
б) K2[HgI4] + KCN; д) K[Ag(CN)2] + NH3;
a) [Ag(NH3)2]Cl+ K2S2O3; е) K3[Сu(СN)4] + Нg(NО3)2.
Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме.
7. Металлы
Рассмотрим свойства элементов следующих подгрупп:
IB – Cu, Ag, Au
IIB – Zn, Cd, Hg
IIIA – В, Al, Ga, In, Tl
VIIIВ – Fe, Со, Ni.
Металлы этих подгрупп являются прекрасными проводниками (Cu, Ag, Au, Al, Fe) и составными компонентами полупроводников типов AIIВVI и AIIIBV и др.
В побочных подгруппах химическая активность металлов увеличивается снизу вверх и первый элемент является наиболее активным.
Ib. Медь, серебро, золото
В атомах металлов IB подгруппы электронная конфигурация внешнего и предшествующего уровней ns1(n-1)d10. В возбужденном состоянии они могут проявлять степени окисления соответственно +1, +2, +3: Ag+, Cu2+ (Cu+), Au3+(Au+). С неметаллами и аммиаком они взаимодействуют только при нагревании по следующим схемам:
Изменение химического характера оксидов и гидроксидов в зависимости от степени окисления представлено в табл.7.1.
Таблица 7.1
Характер оксидов и гидроксидов элементов IВ подгруппы
Степень окисления |
+1 |
+2 |
+3 |
Оксиды |
Э2О |
ЭО |
Э2О3 |
Гидроксиды |
Cu2O→ Cu(OH)↓ Ag2O → Ag(OH) Au2O → Au(OH)↓ |
CuO → Cu(OH)2↓ (AgO) - |
- - H3AuO3 Au2O3< Au(OH)3 |
Химический характер |
основной |
амфотерный с преобладанием основного |
Амфотерный с преобладанием кислотного |
* Жирным шрифтом выделены формулы наиболее устойчивых оксидов.
Степень окисления +1 наиболее характерна для Ag, +2 - для Си, +3 - для Au. Гидроксид меди (II) Cu(OH)> - очень слабое основание, частично растворяется в концентрированных растворах сильных щелочей с образованием комплексных солей - тетрагидроксокупратов-(II):
Сu(ОН)2 + 2КОН = K2[Cu(ОН)4].
В большей степени выражена амфотерность для оксидов и гидроксидов золота (III):
Au(ОН)3 + 3HCl = AuCl3 + 3Н2O
Au(ОН)3 + KОН = K[Au(OH)4].
По последней реакции получаются тетрагидроксоаураты-(III).
Медь, серебро, золото - прекрасные комплексообразователи, образуют самые разнообразные комплексные соединения: гидраты и аквакомплексы [Cu(Н2О)4]SO4, аммиакаты [Ag(NH3)2]NO3, тиосульфатные, роданидные, цианидные. Осадки AgCl, AgBr и другие легко растворяются в растворах аммиака, цианида и роданида калия, тиосульфата натрия вследствие комплексообразования. Например:
AgCl+ 2NH3 = [Ag(NH3)2]Сl
Координационное число для Ag+, Au+, как правило, равно двум, для Cu2+, Au3+ - четырем.
Растворы солей меди (II), образованных сильными кислотами, имеют вкислую реакцию среды за счет протекающего гидролиза:
Cu2+ + Н2О ⇄ CuOH+ + Н+
2CuSO4 + 2Н2О ⇄ (CuОН)2SO4 + H2SO4.
Отношение этих металлов к кислотам определяется их положением в ряду напряжения. Так как они стоят после водорода, то растворяются лишь в сильных окислителях. Медь, серебро можно растворить в азотной (разбавленной и концентрированной) и серной (концентрированной) кислотах:
Cu + HNO3 = NO + Cu(NO3)2 + H2O
разб.
Cu + 4HNO3 = 2NO2 + Cu(NO3)2 + 2H2O
конц.
2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4 + SO2 + 2H2O
конц.
Золото растворяется в концентрированной селеновой кислоте H2SeO4, а также в царской водке (смесь конц. HNO3 + 3НСl) и в KCN в присутствии Н2O2 или О2 за счет комплексообразования
2Au+ 6H2SeO4 = Au2(SeO4)3 + 3SeO2 + 6Н2О
конц.
Au+ HNO3+ 4НСl = H[AuCl4]+ NО+ 2Н2О
4Au + 8KCN + O2 + 2Н2О = 4K[Au(CN)2] + 4КОН.
Ионы меди Сu2+, серебра Ag+ и золота Au3+ являются сильными окислителями:
2CuSO4 + 4KI = 2CuI↓ + I2 + 2K2SO4
2AgNO3 + 2NaOH + НСОН = 2Ag + НСООН + 2NaNO3 + H2O.
Последняя реакция применяется для получения пленок серебра (реакция серебряного зеркала).