Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Общая и неорганическая химия. Часть 2. Лабораторный практикум с использованием микрохимического оборудования по дисциплине «Общая и неорганическая хим
.pdf
Вопросы.
В.1 Выясните, присутствие каких ионов определяется
осуществлением реакций в опытах 1 и 2.
В.2 Напишите подробно все уравнения реакций, протекающих в
отдельно взятых ячейках Е1, Е2, Е3, Е4, пробирке.
В.3 Укажите окраску и консистенцию полученных осадков.
В.4 Выясните, какой газ выделяется в пробирке при нагревании.
В.5 Напишите уравнение диссоциации соли Мора в растворе.
В.6 Определите, из каких разных солей может быть получена соль
Мора. Приведите примеры.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №15(Б)
НАЗВАНИЕ: «ПОЛУЧЕНИЕ И ДИССОЦИАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ
СОЛЕЙ»
Часть 1. Получение комплексных ионов серебра в растворе и
их разрушение.
Подготовка к работе.
Оборудование. Поддон, 4 тонкие пипетки, стеклянная палочка.
Реактивы. Раствор нитрата серебра AgNO3, раствор хлорида натрия
NaCl, концентрированный раствор аммиака NH3, раствор гидроксида
натрия NaOH, раствор азотной кислоты HNO3, раствор йодида калия
KI.
Порядок работы.
1. В ячейку Е1 поместите с помощью пипетки 10 капель раствора
нитрата серебра.
2. К раствору прибавьте пипеткой такое же количество раствора
хлорида натрия. Отметьте образование осадка.
3. В ячейке Е1 полученный осадок растворите путем добавления
избытка (30 капель) концентрированного раствора аммиака.
4. Пипеткой аккуратно на глаз разделите полученный бесцветный
раствор хлорида диаминосеребра на три части и поместите их в
ячейки D1, D2 и D3.
5. В ячейку D1 пипеткой добавьте 2-3 капли раствора едкого
натрия.
. В ячейку D2 пипеткой добавьте 2-3 капли раствора йодида
6
калия. Наблюдайте образование окрашенного осадка.
71
7. В ячейку D3 пипеткой добавьте 2-3 капли раствора азотной
кислоты. Наблюдайте образование осадка.
Часть 2. Получение комплексных ионов меди в растворе и их
разрушение.
Подготовка к работе.
Оборудование. Поддон, 4 тонкие пипетки, стеклянная палочка.
Реактивы. Раствор сульфата меди (II) CuSO4, концентрированный
раствор аммиака NH3, раствор сульфида натрия Na2S, раствор
гидроксида натрия NaOH.
Порядок работы.
1. В ячейку Е6 пипеткой поместите 20 капель раствора сульфата
меди (II).
2. В ячейку Е6 пипеткой поместите по каплям избыток раствора
аммиака до полного растворения первоначально образующегося
голубого осадка гидроксида меди.
. Перемешайте палочкой и отметьте окраску вновь
3
образовавшегося комплексного иона.
4. Аккуратно с помощью пипетки разделите полученный раствор
на 2 части и поместите раствор в ячейки D12 и D11.
5. В ячейку D12 пипеткой поместите по каплям раствор сульфида
натрия.
6. Наблюдайте образование окрашенного осадка сульфида меди.
7. В ячейку D11 пипеткой поместите по каплям раствор
гидроксида натрия.
Часть 3. Получение комплексных ионов кобальта в растворе и
их разрушение.
Подготовка к работе.
Оборудование. Поддон, 2 тонкие пипетки, стеклянная палочка.
Реактивы. Раствор роданида калия KCNS, раствор хлорида
кобальта CoCl2.
Порядок работы.
1. В ячейку F1 пипеткой поместите 10 капель концентрированного
раствора хлорида кобальта.
. В ячейку F1 внесите пипеткой 10 капель раствора роданида
2
калия, перемешайте палочкой.
72
3. Отметьте образование окрашенного комплексного иона
[Co(CNS)4]
2+
.
4. В ячейку F1 к полученному раствору по каплям добавьте
дистиллированной воды. Отметьте изменение окраски раствора.
5. После всех опытов тщательно промойте поддон водой.
Вопросы.
Часть 1.
В.1 Определите, какие реакции происходят в ячейке Е1. Напишите
уравнения получения хлорида серебра и последующее растворение
его в избытке раствора аммиака.
В.2 Что происходит в ячейке D1 с хлоридом диамминосеребра при
добавлении щелочи. Почему?
В.3 Что происходит в ячейке D2 с хлоридом диамминосеребра при
добавлении йодида калия. Почему? Напишите уравнение реакции.
В.4 Что происходит в ячейке D3 с хлоридом диамминосеребра при
добавлении щелочи. Почему? Напишите уравнение реакции.
В.5 Почему ион диамминосеребра разрушается йодидом калия и
азотной кислотой, но не разрушается щелочью?
В.6 Напишите выражение константы нестойкости полученного
иона диамминосеребра. Чему равно числовое значение этой
константы (возьмите из справочника).
Часть 2.
В.1 Какие реакции происходят в ячейке Е6? Напишите уравнения
реакций получения комплексного иона [Cu(NH
]2+ из сульфата меди
3)2
(II) и раствора аммиака. Назовите соединения.
В.2 Что происходит в ячейках D11 и D12? Отметьте окраску
образующихся осадков.
В.3 Запишите выражение константы неустойчивости иона
[Cu(NH3)2]2+ и запишите ее численное значение (данные возьмите из
справочника).
В.4 Сравните по величине взятые из справочника значения
произведения растворимости сульфида меди (II) и гидроксида меди
(II).
В.5 Объясните, почему комплексный ион [Cu(NH
]2+ не
3)2
разрушается при добавлении гидроксида натрия и разрушается при
образовании сульфида меди.
73
Часть 3.
В.1 Какие реакции происходят в ячейке F1? Напишите уравнения
реакций и окраску образовавшего раствора.
В.2 Как изменяется окраска раствора при добавлении
дистиллированной воды?
В.3 Как влияет концентрация раствора на устойчивость
комплексного иона [Co(CNS)4]2+?
В.4 Сравните устойчивость комплексных ионов, полученных во
всех трех опытах. Значения констант неустойчивости для [Ag(NH3)2]+,
[Cu(NH3)2]2+, [Co(CNS)4]
2+
возьмите в справочнике. Сделайте вывод.
Примеры решения задач.
1. Определите заряд комплексного иона, если центральный
атом находится в высшей степени окисления: [AlF6]x.
Решение.
. Необходимо знать, что заряд комплексного иона равен сумме
1
зарядов комплексообразователя и лигандов.
2. Найдем комплексообразователь. В данном ионе – алюминий, по
условию задачи в высшей степени окисления.
3. Определим местоположение алюминия в периодической
системе: 3 период, 3 группа, главная подгруппа.
4. Запишем электронную конфигурацию валентных электронов:
3s23p1
5. Изобразим графическую конфигурацию валентных электронов:
6. Изобразим электронную формулу алюминия в высшей степени
окисления:
Al0 – 3e = Al+3
+3
Al
3s23p0
7. Найдем лиганды. Лиганд – анион плавиковой кислоты HF:
-1
+
+ F-
+3F-1
+3F-1
]x
6
]-3
6
HF⇔ H
Заряд – F
8. Определим заряд комплексного иона: [Al
х = (+3) + 6(-1) = - 3, значит, формула комплексного иона будет
следующей: [Al
74
2. Определите степень окисления комплексообразователя, если
известно [Cu(NH3)Cl3]-1.
Решение.
1. Найдем лиганды в комплексном ионе: NH
молекула, Cl
-
- анион соляной кислоты: HCl → H
+
– нейтральная
3
+ Cl-
2. Сумма зарядов комплексообразователя и лигандов равна заряду
комплексного иона. Обозначим степень окисления Cu через х. Тогда,
х + 0 + 3(-1) = -1, х = +2. Значит Cu+2.
3. Дайте название комплексным соединениям: [Ni(CO)4],
[Mn(OH2)6]SO4, H2[PtCl6].
Решение.
1. Определяется заряд комплексного иона; выясняется, какой
комплекс – катионный, анионный, нейтральный.
2. Первым всегда называется анион, затем катион. Название
аниона в именительном падеже, название катиона – в родительном
падеже.
. Называние лигандов начинается с названия отрицательно
3
заряженных частиц, затем переходят к нейтральным (сначала Н2О,
потом NH3).
4. К названию лиганда добавляется о- (хлоро-, бромо-, нитрито-,
циано-).
5. Количество лигандов указывается греческими числительными:
1) название нейтральных комплексных соединений: [Ni(CO)4] –
электронейтральное комплексное соединение. Степень окисления
комплексообразователя не указывается, значит, [Ni(CO)4] –
тетракарбонилникель.
2) название комплексных соединений с комплексным катионом:
[Mn(OH2)6]SO
→ [Mn
4
2+
(OH2)6]
2+
+ SO
2-
4
- называется анион,
- называется катион, с указанием числа лигандов и называется
центральный атом на русском языке в родительном падеже, в скобках
отметив римской цифрой его степень окисления: [Mn(OH2)6]SO4 –
сульфат гексааквамарганца (II).
) Название комплексных соединений с комплексным анионом:
3
H
[PtCl6]
2
H2[PtCl
] → 2H
6
+
+ Pt4+Cl
2-
6
75
Называется комплексный анион, с указанием числа лигандов и
⋅
центральный атом (латинское название с окончанием ат), затем
указывается катион.
H2[PtCl6] – гексахлороплатинат (IV) водорода.
4. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации
комплексного соединения и выражение константы нестойкости и
константы устойчивости комплексного иона: K2[Zn(CN)4].
Решение.
1. Напишем уравнение первичной диссоциации:
K2[Zn(CN)
2. Напишем суммарное уравнение вторичной диссоциации:
Zn(CN)
] → 2К
4
2-
↔ Zn2+ + 4CN-
4
+
+ Zn(CN)
2-
4
3. Напишем выражение константы нестойкости:
CС
−+
2
=
К
нест
CNZn
C
−
2
)( CNZn
4
4. Напишем выражение константы устойчивости комплексного
иона:
=
=
1
K
нест
С
2
−
)(
CNZn
4
4
⋅
CC
2
−+
CNZn
К
уст
К
уст
Задачи.
1. Определите степень окисления и координационное число
комплексообразователя в следующих комплексных соединениях и
приведите их названия:
а) К[AuBr4 ] е) К[PtNH3CI5]
б) К2[Cd(CN)4] ж) H[CO(H2O)2(CN)4]
в) Ca[ZrF6] з) [Pt(NH3) 5CI]CI3
г) Na3[Ag(S2O3)2] и) Na2[FeNO(CN)5]
д) [Pt(NH3)2CI2] к) K[Cr(SO4)2]
2. Определите величину и знак заряда комплексных ионов.
Составьте формулы комплексных соединений с приведенными
катионом или анионом:
a) [Bi
+3
I4] e) [Cr
+3
(H2O)4CI2]
76
б) [Cr+3(NH3)5 CI] ж) [Co+3(NH3)2(NO2)4]
в) [Pd
+3
(NH3)2 (CN)2] з) [Zn
+2
(OH)6]
г) [Fe +3F6] и) [Ag+1(CN)2]
д) [Hg+2(SCN)4] к) [Fe+3(H2O)5Br]
3. Напишите координационные формулы следующих комплексных
соединений, обоснуйте выбор комплексообразователя и приведите их
названия:
а) 3NaF·AIF3 з) 3NaCI·IrCI3
б) SiF4·BaF2 и) KCN·Fe(CN)3
в) 2Ca(CN)2·Fe(CN)2 к) Cd(OH)2·4NH3
г) 2Ba(OH)2·Cu(OH)2 л) KCI·PtCI4·NH3
д) CoCI3·4NH3·H2O м) KCN·Co(CN)3·2H2O
е) 2KNO3·HNO3·Au(NO3)3 н) NH4CN·Cr(CN)3·2H2O
ж) 2NH
Br·CuBr2·2NH3
4
4. Напишите координационные формулы следующих комплексных
соединений и приведите их названия:
а) PtCI4·6NH3 в) PtCI4·4NH3 д) PtCI4·2NH3
б) PtCI4·5NH3 г) PtCI4·3NH
3
5. Имея в виду, что координационное число кобальта (III) равно
шести, напишите координационные формулы следующих
комплексных соединений:
а) Co(NO2)3·6NH3 в) Co(NO2)3·3NH3
б) Co(NO2)3·KNO2·2NH3 г) Co(NO2)3·3KNO2
Напишите уравнения электролитической диссоциации этих
соединений и их названия.
6. Напишите уравнение диссоциации в растворе комплексных
ионов следующих соединений и выражение констант нестойкости
комплексных ионов:
а) K3[Fe(CN)6] д) K[VF6]
б) [Co(H2O)2(NH3)4]CI3 е) Ba[BF5]
в) [Co(H2O)(NH3)4CI]CI2 ж) Na2[MoF6]
г) Cs[Ag(CN)2] з) K2[Zn(OH)6]
7. Из каких насыщенных молекул состоят следующие комплексные
соединения:
а) K
[PdBr4] е) (NH4)2[Fe(SO4)2]
2
б) Ba2[Co(OH)6] ж) [Cr(NH3)4C2O4]Cl
77
в) Na2[Ni(CN)4] з) Cs[AuCl4]
г) [Cr(NH3)3H2OCI2]Сl и) Na2[Pt(OH)6]
д) H[Co(H2O)2(CN)4] к) [Cr(NH3)3(H2O)3]Cl
8. Известно, что из раствора комплексной соли CoCl3·6NH3 нитрат
серебра осаждает весь хлор, а из раствора CoCl3·5NH3 только 2/3 хлора.
Напишите координационные формулы этих солей и уравнения их
диссоциации.
9. Напишите молекулярные и ионные уравнения реакций обмена
между следующими соединениями:
а) CdSO4·4NH
б) Fe(CN)2·4KCN + FeCl
в) PtCl4·2NH3·H2O + AgNO
+ BaCl
3
=
2
=
3
=
3
10. Какое основание является более сильным: [Cu(NH3)4](OH)2
или Cu(OH)
? Ответ мотивируйте.
2
11. Определите, какая кислота сильнее: HCN или H[Ag(CN)2]?
Ответ обоснуйте.
12. Степень гидролиза какой соли больше?
a) KCN или K[Ag(CN)2] б) ZnCl2 или [Zn(NH3)4]Cl2
Ответ мотивируйте.
13. Какой комплексный ион прочнее:
а) [Zn(NH3)4]2+ или [Cd(NH3)4]2+
б) [Co(NH3)4]2+ или [Co(NH3)6]3+
Используйте значения констант нестойкости для сравнения.
14. Какой комплексообразователь будет образовывать более
прочные комплексы:
а) Pt4+ или Pt2+ в) Mg2+ или Ni2+
б) Ca2+ или Zn2+ г) Zn2+ или Cd2+
Ответ мотивируйте.
15. Напишите графические формулы цис- и транс-изомеров
тетрахлордиамминплатины.
16. Объясните, какие комплексные соединения называются
хелатами. Приведите два примера.
17. Определите, какой тип гибридизации и соответственно
пространственная конфигурация ионов должна быть у комплексных
частиц [Zn(NH
]2+ и [Ni(CN)4]2-.
3)4
3
78
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 16
ТЕМА: «d-ЭЛЕМЕНТЫ VI ГРУППЫ. СВОЙСТВА
СОЕДИНЕНИЙ ХРОМА»
Теоретический материал, подлежащий изучению до начала
работы.
Закономерности в изменении свойств d-элементов VI группы и
образуемых ими простых веществ; принципы получения простых
веществ. Характерные степени окисления элементов в соединениях и
закономерности в изменении устойчивости соответствующих
соединений. Закономерности в изменении кислотно-основных и
окислительно-восстановительных свойств соединений в различных
степенях окисления. Применение d-элементов VI группы, и их
соединений.
Общие положения.
-элементы VI группы периодической системы
d
Характеристики элемента
Cr
24
42
Mo
W
74
Атомная масса 52,01 95,95 183,92
Валентные электроны 3d54s
Металлический атомный
0,127 0,139 0,140
1
4d55s1 5d46s
2
радиус, нм
Энергия ионизации, эВ 6,77 7,10 7,98
Условный радиус, нм 0,035 0,065 0,065
Содержание в земной коре,
8·10
-3
6·10-5 1·10-5
% (мол. доли)
В ряду Cr – Mo – W увеличивается энергия ионизации, т.е.
уплотняются электронные оболочки атомов.
Характерные степени окисления хрома +3 и в меньшей мере +6.
Для молибдена и вольфрама, как и для других 4d- и 5d- элементов,
наиболее характерна высшая степень окисления, т.е. +6. Возможны
также соединения, где хром и его аналоги проявляют степени
окисления 0, +1, +2, +4, +5.
Для хрома, молибдена и вольфрама наиболее типичны
координационные числа 6 и 4, для Mo и W известны производные с
координационным числом, равным 8.
79
Подгруппа хрома
В природе Cr и W находятся в виде соединений с кислородом, а Мо
– с серой. Наиболее значимые минералы: Fe(CrO2)2 – хромистый
железняк, MoS2 – молибденит, СаWO4 – шеелит, (Fe, Mn)WO4 –
вольфрамит.
В природе соединения молибдена играют роль катализаторов
процесса фиксации атмосферного азота.
В виде простых веществ хром, молибден и вольфрам – сероватобелые блестящие металлы. Устойчивые в обычных условиях
модификации они имеют структуру объемно центрированного куба. В
ряду Cr – Mo – W наблюдается повышение температуры плавления.
На свойства металлов в большей степени влияют примеси. Как и в
других подгруппах d-элементов, с ростом атомного номера элемента в
ряду Cr – Mo – W химическая активность заметно понижается.
Хром взаимодействует с разбавленной соляной и серной
кислотами:
Сr + HCl = CrCl3 + H
Сr + H2SO
4(разб.)
2
= Cr2(SO4)
3(разб.)
+ H
2
В концентрированных HNO3, H2SO4 хром пассивируется:
Сr + HNO
Сr + H2SO
= Cr2O3 + NO2 + H2О
3(конц.)
= Cr2O3 + SO2 + H2O
4(конц.)
Вольфрам разрушается в горячей смеси фтороводородной и
азотной кислот. Аналогично взаимодействует молибден:
Э + 2HNO3 + 8HF = H2[ЭF8] + 2NO + 4H2O
Молибден и вольфрам взаимодействуют при сплавлении со
щелочами в присутствии окислителя:
Э + 3NaNO3 + 2NaOH = Na2ЭO4 + 3NaNO2 + H2O
При нагревании, в особенности в мелкораздробленном состоянии,
элементы довольно легко окисляются многими неметаллами,
например, сгорают в кислороде:
2Cr + 3/2O2 = Cr2O3
Mo(W) + 3/2O2 = MoO3(WO3)
Относительно чистый хром получают методом алюмотермии:
r2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3
C
80
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]