Задачи (сарс)

1. В одном литре воды растворили 5,6 л NH₃ (н.у.). К полученному раствору добавили 100 мл 0,5 М раствора соляной кислоты и далее растворили 4,48 л газообразного хлороводорода (н.у.), затем добавили ещё 200 мл 0,1 М раствора серной кислоты. Определить рН на каждом этапе.

2. В 100 мл воды растворили 0,6 г уксусной кислоты и к полученному раствору сделали три добавки: 100 мл 0,01М раствора NaOH, затем 0,36 г NaOH и, наконец, 100 мл 0,1 М раствора Ва(ОН)₂. Определить рН на каждом этапе.

3. Какой объём углекислого газа при 25⁰С и 1атм должен поглотить 0,1 М раствор Na₂CO₃ объёмом 0,5 л, чтобы его рН уменьшился на единицу по сравнению с первоначальным значением?

4. Какие массы NaOH нужно добавить в три стакана со 100 мл раствора Н₃РО₄ имеющими концентрацию кислоты 0,1 М, чтобы получить соответственно буферные растворы с рН равными рК₁, рК₂, рК₃ фосфорной кислоты? Определите рН исходного раствора кислоты.

5. Какой объём газообразного сероводорода при 25⁰С и 1атм нужно растворить в 1 л 0,01 М раствора NaOH, чтобы получить буферные растворы с рН равными рК₂ и рК₁ сероводородной кислоты?

Занятие 7. Комплексные соединения в растворах.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

Значение темы: комплексными или координационными соединениями являются многие биологически важные вещества: ферменты, витамины, переносчик кислорода - гемоглобин, пигмент растений - хлорофилл и др., многие лекарственные препараты. Поэтому знание их строения и основных свойств необходимо для дальнейшего усвоения биохимии, фармакологии и других дисциплин.

Цель:

I. Закрепить теоретические знания по структуре КС, природе химической связи в них и их диссоциацию. Изучить значение КС в химии и медицине.

II. Получить некоторые КС и показать их отличие от простых и двойных солей.

III. Номенклатура КС:

1) Если комплексное соединение построено ионно, то его называют по типу названия солей: первым называют анион, затем катион.

2) В названии комплексного иона (частный случай – заряд равен нулю) лиганды указывают прежде комплексообразователя. Лиганды перечисляют в алфавитном порядке независимо от их заряда. При помощи приставок ди-, три-, тетра-, гекса- указывают число лигандов. Если в названии самого лиганда уже имеется числитель, то число таких лигандов указывают при помощи греческих приставок бис-, трис-, тетракис-, гексакис. При этом собственное название лиганда заключают в обычные скобки.

3) Анионным лигандам дают окончание –о, а нейтральным лигандам приписывают их собственные названия. Особые названия имеют H₂O (аква) и HN₃ (аммин).

Например, в название комплексного соединения [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂, входят лиганды «хлоро» и «аммин», но прежде всего указывают аммиачные лиганды, затем хлоридные и, наконец, металл.

4) Степень окисления металла указывают в скобках римскими цифрами. Например, с учетом всех правил, комплекс [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ следует назвать: хлорид пентамминхлорокольбат (III).

5) Если комплексный ион – анион, то к названию комплексообразователя добавляют суффикс – ат. Например:

K₄[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (II) калия – первым назван анион соединения независимо от того, является он комплексным ионом или внешнесферным.

Таблица 1.

Некоторые распространенные лиганды

Лиганд	Название лиганда	Лиганд	Название лиганда
Br- Cl- CN- SCN- OH-	бромо- хлоро- циано- тиоцианато- гидроксо-	CrO42- NH3 H2O -NH2 en	оксалато аммин аква амино- этилендиамин

IV. Изомерия КС:

Изомерами называют комплексные соединения, содержащие одни и те же группы атомов, но располагаются эти группы в молекулах по разному.

Различают несколько видов изомерии координационных соединений:

1. структурная изомерия:

-изомерия положения;

-координационная изомерия

2. стереоизомерия:

-геометрическая (цис-транс-изомерия)

-оптическая изомерия.

Изомерия положения наблюдается тогда, когда частица-лиганд может координироваться различными атомами: например, нитрит-ион NO₂^- может координироваться через атом азота, тогда лиганд NO₂^- называют «нитро»; если координация через атом кислорода – «нитрито». В этом случае различаются химические и физические свойства комплексов: «нитро» - желтый, «нитрито» - красный. Анион SCN^- может координироваться либо через атом серы, либо через атом азота.

Координационная изомерия – когда одна и та же частица в одном случае выступает в роли лиганда, а в другом – находится вне координационной сферы. Например, соединение CrCl₃(H₂O)₆ существует в виде трех изомеров: [Cr(H₂O)₆]Cl₃ – фиолетовый цвет; [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂ · H₂O и [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl · 2H₂O – зеленый цвет.

Стереоизомерия – комплексные ионы имеют одинаковые химические связи, но различаются пространственным расположением.

Геометрическая (цис-транс-) не наблюдается в тетраэдрических комплексах, однако характерна для квадратно-плоскостных и октаэдрических.

Например, для комплекса [Pt(NH₃)₂Cl₂]:

Цис-изомер Транс-изомер

Различаются не только химическими, физическими свойствами, но и биологической активностью. Так, например, цис-изомер [Pt(NH₃)₂Cl₂] проявляет ярко выраженную противоопухолевую активность, а транс-изомер – нет.

Оптические изомеры представляют собой несовместимые зеркальные отображения один другого. Такие молекулы или ионы называют хиральными. К числу хиральных молекул относятся ферменты.