Контрольные вопросы

1. Какой процесс называется окислением?

2. Какой процесс называется восстановлением?

3. Какова классификация окислительно-восстановительных реакций?

4. Привести примеры влияния среды на протекание окислительно-восстановительных реакций.

Лабораторная работа № 4 комплексные соединения

Цель работы: изучение явления комплексообразования, свойств и способов получения некоторых комплексов; исследование диссоциации комплексных и двойных солей и химических реакций с их участием.

Теоретическая часть

Сложные химические соединения, получившие название комплексных, состоят из внутренней (координационной) и внешней сферы. Внутренняя сфера называется комплексным ионом. Например, в комплексном соединении [Ni(NH₃)₆]SO₄ комплексным ионом или внутренней сферой является ион [Ni(NH₃)₆]²⁺, а внешней сферой - ион SO₄^2-.

Комплексное соединение в растворе диссоциирует на комплексный ион и ион внешней сферы. Диссоциация протекает по типу сильных электролитов и называется первичной диссоциацией (I ступень):

В растворах диссоциация протекает преимущественно по первой ступени.

Комплексный ион диссоциирует по типу слабых электролитов, т.е. в незначительной мере – вторичная диссоциация (II ступень):

Константа, отвечающая этому равновесию, называется константой нестойкости (К_н) комплексного иона:

Константа нестойкости характеризует каждый комплексный ион и является мерой устойчивости комплекса. Чем устойчивее комплексный ион, тем меньше его константа нестойкости.

Комплексы бывают катионные – комплексный ион заряжен положительно [Cu(H₂O)₄]Cl₂, анионные K₄[Fe(CN)₆] – комплексный ион отрицательный. Нейтральные комплексы состоят только из внутренней сферы - [Сг(СО)₆], поэтому они обычно не диссоциируют и их растворы не проводят электрический ток и их часто называют неорганическими неэлектролитами.

ОПЫТ 1. Образование соединений с комплексным катионом.

Поместить в две пробирки по 3 - 4 капли раствора сульфата меди и добавить в одну из них две капли хлорида бария, а в другую - раствора щелочи. На присутствие каких ионов в растворе указывают образовавшиеся осадки? Написать уравнения реакций.

Поместить в пробирку 4 - 5 капель раствора сульфата меди и по каплям добавить раствор аммиака до образования осадка гидроксосульфата меди. К раствору с осадком добавить раствор аммиака до растворения осадка в результате образования комплексной соли - аммиаката меди. Написать уравнения реакций получения гидроксосульфата и аммиаката меди (координационное число меди равно 4).

Полученный раствор аммиаката меди разделить на две части и провести те же два опыта, которые были проделаны с раствором сульфата меди. Образуется ли осадок гидроксида меди? На основании проделанных опытов написать уравнение диссоциации аммиаката меди.

ОПЫТ 2. Образование соединения с комплексным анионом.

К двум каплям раствора нитрата серебра добавить раствор хлорида калия до образования осадка. К осадку по каплям прилить раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ до его растворения вследствие образования тиосульфатного комплекса серебра (координационное число серебра равно двум). Написать уравнения протекающих реакций.

К раствору тиосульфатного комплекса серебра прибавить 1 - 2 капли хлорида калия. Образуется ли осадок хлорида серебра? Написать уравнение диссоциации тиосульфатного комплекса серебра.

ОПЫТ 3. Прочность комплексных ионов и разрушение комплексов.

К 2 - 3 каплям концентрированного раствора хлорида кобальта (II) добавить концентрированный раствор роданида аммония NH₄CNS до изменения окраски в результате образования роданидного комплекса кобальта. Написать уравнения реакции (координационное число кобальта равно 4).

Убедиться в устойчивости полученного соединения, добавляя по каплям дистиллированную воду до изменения окраски, обусловленной заменой лигандов CNS^- на H₂О. Написать уравнение реакции, учитывая, что координационное число кобальта в аквакомплексе равно шести. Написать уравнение диссоциации комплексных ионов [Co(CNS)₄]^2- и [Со(Н₂О)₆]²⁺ и выражения констант нестойкости. Объяснить, почему происходит замена лигандов.

ОПЫТ 4. Реакции обмена с участием комплексных соединений.

К 2 - 3 каплям раствора сульфата меди добавить такой же объем раствора комплексной соли K₄[Fe(CN)₆]. Отметить цвет образовавшегося осадка. Написать уравнение реакции в молекулярной и ионной формах.

ОПЫТ 5. Диссоциация двойных солей.

Проделать качественные реакции на ионы Fe³⁺ и SO₄^2-. Для этого к 2 -3 каплям раствора хлорида железа (III) добавить 1 - 2 капли раствора роданида аммония NH₄CNS. Отметить цвет образовавшегося осадка роданида железа. Написать уравнение реакции.

К 2 - 3 каплям раствора сульфата натрия добавить 1-2 капли хлорида бария. Отметить цвет осадка. Написать уравнение реакции.

Внести в две пробирки по 1 - 2 капли раствора двойной соли NH₄Fe(SO₄)₂. В одну пробирку добавить 1 - 2 капли раствора роданида аммония, а в другую – 1 - 2 капли раствора хлорида бария. Отметить происходящие в результате реакций изменения. Написать уравнения реакций.

На основании проделанных опытов записать уравнение электролитической диссоциации двойной соли. Сделайте вывод по работе на основании проделанных опытов.