Лабораторная работа № 7 комплексные соединения

Комплексные соединения составляют обширный класс веществ, образование которых не может объяснятся только теорией валентных связей. Их молекулы можно рассматривать как продукт соединения двух или более, менее сложных молекул, например:

CuSO₄ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]SO₄;

Al +6NaOH +10H₂O = 2Na₃[Al(OH)₆(H₂O)₂] +3H_2.

В водных растворах они диссоциируют не на ионы, образующие исходные вещества, а образуют при диссоциации новые, более сложные ионы внешней и внутренней сферы, например:

[Cu(NH₃)₄]SO₄ = [Cu(NH₃)₄]₂+ +SO₄^2-;

Na₃[Al(OH)₆(H₂O)₂] =3Na⁺ + [Al(OH)₆(H₂O)₂]^3-.

Комплексные ионы диссоциируют на составляющие их комплексообразователи и адденды (лиганды) и подчиняются закону действующих масс, что количественно характеризуется константой, называемой константой нестойкости. Так для соединений, взятых для примера, в нашем случае:

[Cu(NH₃)]²⁺=Cu ^{2 +}+ 4NH₃;

K_нест. = [Cu]²⁺[NH₃]⁴/[Cu(NH₃)⁴]^2+];

[Al(OH)₆(H₂O)₂]^3- = Al ³⁺ +6OH^- +2H₂O;

K_нест. = [Al ³⁺][OH^-]⁶[H₂O]²/[Al(OH)₆(H₂O)₂]^3-.

Чем больше величина этой константы, тем устойчивее комплексный ион. Во многих случаях диссоциация комплексного иона может быть доказана с помощью соответствующих реакций.

Опыт 1.Получение комплексных соединений с комплексным

катионом

а) В пробирку с 1-2 мл раствора хлорида натрия прибавить 2-3 капли нитрата серебра. Наблюдать образование белого осадка, который растворяется в избыточном объеме аммиака вследствие образования хлорида диамннсеребра.

Составьте уравнения образования осадка и комплексной соли. Полученный раствор сохраните для опыта №3.

б) В пробирку с 1-2 мл раствора сульфата меди прибавить по каплям раствор аммиака до образования голубого осадка, а затем избыточный по объему раствор аммиака. Наблюдать растворение осадка и образование ярко-синего сульфата тетраамминмеди. Составьте уравнения образования осадка и комплексной соли. Полученный раствор сохраните для опыта №3.

Опыт 2. Различие между простыми и комплексными катионами Fe³⁺

а) В пробирку с 1-2 мл раствора хлорида железа (III) прибавить по каплям раствор роданида калия. Наблюдайте появление кроваво-красного окрашивания, вследствие образования роданида железа (III). Это качественная реакция на ион Fe^{3+ .}. Напишите уравнение реакции.

б) Проделайте аналогичный опыт, взяв вместо раствора хлорида железа раствор железосинеродистого калия. Убедитесь, что раствор этой соли не содержит ионов Fe³⁺, т.к. роданид калия в этом случае не дает кроваво-красного окрашивания.

с) Налить в одну пробирку немного хлорида железа, а в другую раствор железосинеродистого калия и прибавить в каждую одинаковое количество раствора сульфата железа. Наблюдать появление во второй пробирке синего осадка турнбулевой сини, а в первой отсутствие изменений. Написать уравнение реакции образования турнбулевой сини. Эта реакция качественная на комплексный ион [Fe(CN)₆]³⁺.

Опыт 3. Диссоциация комплексных ионов

Налить в две пробирки по 2 мл раствора сульфата меди (II). В одну пробирку прибавит раствор КОН, в другую раствор сульфида аммония. Наблюдать образование осадков. Составить уравнения реакций.

Раствор темно-синего цвета, полученный в опыте 1, разделить на две пробирки и в одну пробирку прибавить раствор КОН, в другую раствор сульфида аммония. Дать объяснения наблюдаемым явлениям, исходя из данных о величинах произведения растворимости Cu(OH)₂ и CuS

Написать уравнения диссоциации комплексного иона [Cu(NH₃)_4]²⁺ и константы его нестойкости.

Задания

1. Дать названия комплексным соединениям и определить заряд комплексообразователя:

а) [Co(NH₃)₂(NO₂)₄]; б) K₂{PtCl₆]; в) [Pt(NH₃)₆]Cl_4;

г) [PtCl₄(NH₃)₂];д) [Co(NH₃)₅H₂O]Br_3;; е) Na₃[Co(CN)₆];

ж) [Pt(NH₃)₆]Cl₄; з) [Co(NH₃)₅H₂O]Br_2.