Вопросы для самоконтроля

1. Основные положения и понятия координационной теории

2. Классификация комплексных соединений.

3. Комплексообразующая способность s-р-и d- элементов. Её причины.

4. Природа химической связи в комплексных соединениях с позиций метода валентных связей.

5. Влияние природы комплексообразователя на распределение электронов в ионе - комплексообразователе. Внешнеорбитальные и внутриорбитальные комплексные соединения.

6. Представления о строении металлоферментов и других биокомплексных соединений (гемоглобин, цитохромы, кобаламины).

7. Устойчивость комплексных соединений. Константа нестойкости комплексных соединений, её связь с константой устойчивости.

8. Механизм цитотоксического действия соединений тяжелых металлов.

9. Значение комплексных соединений

Упражнения

1. Вычислите заряды следующих комплексных ионов, образованных

Сr (III): а) [Cr(H₂O)₅Cl], б) [Cr(H₂O)₄Cl₂ ], в) [Cr(H₂O)₂ (C₂O₄)₂]. Дайте названия этих комплексных соединений.

2. Составьте комплексное соединение, если: а) комплексообразователь Zn²⁺, лиганды ОН^-, координационное число (к.ч.) 4, внешнюю сферу подберите сами. Дайте название этому КС; б) комплексообразователь Аg⁺, лиганды NH₃,

к.ч.= 2, внешнюю сферу подберите сами. Дайте название этому КС; в) комплексообразователь Fe⁺², лиганды СN, к.ч. = 6, внешнюю сферу подберите сами. Дайте название этому КС. Напишите для всех комплексов первичную и вторичную диссоциацию, покажите выражение константы нестойкости комплексов.

3. Назовите комплексные соли: [Cu(NO₃)₄] (NO₃)₂, [Co(H₂O)(NH₃)₄]Br₂, [Co(NH₃)₅SO₄]NO₃, K₄[Fe(CN)₆], Na₂[PdI₄], K₂[HgI₄], K₂[Pt(OH)₅Cl].

4. Напишите формулы комплексных неэлектролитов: а) тетраамминофосфатхром, б) диаминодихлорплатина, в) триамминотри­хлорокобальт, г) диамминотетрахлорплатина. В каждом из комплексов укажите степень окисления комплексообразователя

5. Составьте уравнения электролитической диссоциации солей: (NH₄)₂Fe(SO₄)₂, [Cu(NH₃)₄]SO₄, Na₃[Co(NO₂)₆].

6. Напишите выражение для константы нестойкости следующих комплексных ионов: [Cd(NH₃)₄]⁺², [Co(NH₃)₆]⁺³, [AlF₆]^-3.

7. Константы нестойкости для некоторых комплексных ионов равны: а) 1·10^-37, б) 8·10^-16, в) 1·10^-44. Какой из указанных ионов менее устойчив к диссоциации?

Лабораторные работы

Работа 1. Получение и cвойства комплексных соединений.

Приборы и реактивы: штатив с набором пробирок, растворы солей: CuSO₄, KI, Bi(NO₃)₂, Zn(NO₃)₂, AgNO₃, CrCl₃, AlCl₃, Al₂(SO₄)₃, NiSO₄, K₃[Fe(CN)₆], Na₃[Co(NO₂)₆], K₄[Fe(CN)₆, растворы гидроксида аммония, гидроксида натрия, азотной и щавелевой кислот, раствор КАl(SO₄)₂, кристаллический CrCl₃·6H₂O, NH₄CNS.

Опыт 1. Различие между простыми и комплексными ионами.

В одну пробирку помещают 3-4 капли раствора хлорида железа (III), в другую – 3-4 кап. К₃[Fe(CN)₆]. В обе пробирки добавляют 2-3 капли роданида аммония (NH₄CNS) или роданида калия (КCNS).

Что наблюдаете? Напишите уравнения реакций и объясните данное явление.

FeCl₃ + 6KCNS → K₃[Fe(CN)₆] + 3KCl

цвет?

K₃[Fe(CN)₆] + KCNS → реакции нет, почему?

Опыт 2. Комплексные соединения в реакциях обмена

а) Помещают в одну пробирку 2-3 капли раствора К₃[Fe(CN)₆], в другую 2-3 капли раствора FeCl₃. В обе пробирки добавляют по 2-3 капли FeSO_4.

Что происходит? Напишите уравнение реакции обмена.

Опыт 3.Образование комплексной соли меди при взаимодействии с раствором аммиака.

В пробирку внесят 10-15 капель раствора сульфата меди (ІІ) и по каплям добавляют 25% раствора ΝН₄ОН. Наблюдают растворение выпавшего вначале осадка основного сульфата меди и изменение цвета раствора при образовании комплексного сульфата тетраамин меди (ІІ).

2CuSO₄ + 2NH₄OH → Cu₂(OH)₂SO₄↓ + (NH₄)₂SO₄

Cu₂(OH)₂SO₄ + 8NH₄OH → [Cu(NH₃)₄(OH)₂] + [Cu(NH₃)₄]SO₄ + 8H₂O

цвет?

Работа 2.Получение катионных комплексных соединений

Опыт 4

а) Комплексное основание никеля.

В пробирку вносят 3-4 капли раствора сульфата никеля и такой же объём раствора гидроксида натрия. К осадку добавляют 5-6 капель 25% раствора гидроксида аммония.

Что происходит? Сравните окраску ионов Ni⁺² в растворе сульфата никеля с окраской полученного раствора. Напишите все уравнения реакций получения комплексного иона, если координационное число Ni⁺² равно шести.

б) Образование комплексного иона серебра

К 3-4 каплям раствора нитрата серебра прибавляют 2-3 кали раствора НС1. К части полученного осадка прибавляют 10-12 кап. раствора аммиака. К полученному раствору добавляют раствор азотной кислоты до получения кислой среды.

Какой эффект наблюдаете? Опишите все процессы в уравнениях реакций.

Работа 3. Получение анионных комплексных соединений

Опыт 5. Получение гидроксокомплексов цинка, хрома и алюминия.

В три пробирки помещают раздельно растворы солей цинка, хрома (ІІІ), алюминия и в каждую пробирку добавляют по каплям раствор гидроксида натрия. Наблюдают вначале выпадение осадков гидроксидов, а затем их растворение в избытке щелочи.

Напишите уравнения реакций, учитывая, что образуются растворимые гидроксокомплексы, содержащие ионы [Zn(OH)₄]^-2, [Cr(OH)₄]^-, [Al(OH)₄]^-.

Опыт 6. Получение тетраиодвисмута калия

В пробирку к 3-4 каплям раствора нитрата висмута прибавляют по каплям раствор иодида калия до выпадения осадка темно-бурого цвета иодида висмута. Растворяют этот осадок, прибавляют избыток раствора иодида калия.

Напишите уравнения реакций образования комплекса висмута (ІІІ), если координационное число его равно 4. Определите заряд комплексного иона.

Опыт 7. Получение внутрикомплексного соединения оксалата железа (ІІІ).

В две пробирки вносят по 5-7 капель раствора хлорида железа (ІІІ). Одну пробирку оставить для контроля. В другую пробирку добавить раствор гидроксида натрия до начала выпадения осадка. К полученному осадку прибавляют насыщенный раствор щавелевой кислоты. Наблюдают растворение осадка и обесцвечивание раствора. Проверяют присутствие ионов железа (ІІІ) в обоих пробирках, прибавлением раствора роданида калия. Во всех ли пробирках наблюдается образование окрашенного раствора?

Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной формах, если формула комплексного иона железа имеет вид [Fe(C₂O₄)₃]^-3.

Опыт 8. Разрушение комплекса при разбавлении раствора.

Вносят в пробирку 3 капли раствора нитрата серебра и добавляют к нему раствор иодида калия по каплям до выпадения осадка, постоянно встряхивая пробирку. Выпавший вначале осадок растворяется. К полученному раствору добавляют 4-6 капель воды.

Что наблюдаете? Дайте объяснение и напишите уравнение реакций.

Опыт 9. Сравнение устойчивости аквакомплексов меди.

В пробирку помещают небольшое количество безводного порошка сульфата меди и добавляют воды до половины пробирки. Раствор приобретает окраску за счет образования аквакомплекса меди.

Составьте формулу этого комплекса и укажите составные части.

Полученный раствор делят на 3 пробирки. Одну оставляют для контроля. Во вторую по каплям добавляют раствор NH₄OH, встряхивая каждый раз пробирку для лучшего перемешивания ее содержимого. В третью пробирку добавляют небольшое количество сухого хлорида натрия. Отмечают изменение цвета в обеих пробирках. Растворы во второй и третьей пробирках разбавляют водой.

Что наблюдаете? Сделайте вывод об устойчивости аква-, амиачного и галогенидного комплексов меди. Напишите уравнения соответствующих реакций.