Опыт 6. Разрушение комплексов.
а) Осаждение комплексообразователя.
Выполнение опыта. В четыре пробирки внести по 3 – 4 капли раствора сульфата меди. В две из них (первая и вторая пробирки) добавить по каплям 1 н. раствор аммиака до растворения выпадающего вначале осадка основной соли меди. Отметить цвет полученного комплексного соединения. Написать уравнение реакции взаимодействия сульфата меди с избытком аммиака, учитывая, что координационное число меди равно четырем.
Испытать действие оксалата аммония (NH4)2C2O4 и сульфида аммония (NH4)2S на растворы простой и комплексной солей меди. Для этого в первую (комплексная соль) и третью (простая соль меди) пробирки добавить по 4 – 5 капель раствора оксалата аммония, а во вторую (комплексная соль меди) и четвертую (простая соль меди) – такой же объем раствора сульфида аммония. В каких пробирках образовались осадки?
Написать уравнения соответствующих реакций. Сравнить величины константы нестойкости комплексного иона и произведений растворимости оксалата (ПРCuC2O4 = 10–8) и сульфида меди (ПРCuS = 10‑36). Почему при добавлении оксалата аммония к раствору комплексной соли меди осадок не выпадает?
б) Окислительно–восстановительные реакции комплексных соединений.
Выполнение опыта. В пробирку внести 8 – 10 капель 0,1 н раствора иодида калия, 6 – 8 капель 2 н. раствора соляной кислоты и 5 – 6 капель бензола. Отметить, что бензол остается бесцветным. К содержимому пробирки добавить один микрошпатель кристаллов гексацианоферрата(II) калия K3[Fe(CN)6] и перемешать стеклянной палочкой. Дать отстояться раствору. По изменению окраски бензола убедиться в выделении свободного йода. Написать уравнение соответствующей реакции, учитывая, что K3[Fe(CN)6] переходит в K4[Fe(CN)6]. Соляную кислоту в уравнении не учитывать. Составить схему ионно–электронного баланса, указать окислитель и восстановитель.
Б Синтез двойных и комплексных солей
Приборы и реактивы: технические весы с набором разновесов; водоструйные насосы с воронкой Бюхнера; кристаллизатор со льдом или снегом; пипетки (вместимостью 5, 10 мл); стаканы (вместимостью 10, 50, 100 мл); мерные цилиндры (на 10, 20 25 мл); стеклянные палочки; фильтровальная бумага; часовые стекла; сушильный шкаф; электроплитка; реактив Несслера, сухие соли: соли: сульфат меди, сульфат аммония, хлорид никеля; сульфат никеля, сульфат калия; растворы: аммиака (конц.), хлорида аммония (конц.), нитрата свинца (1 М), гексацианоферрата(III) калия K3[Fe(CN)6] (0,5 М); кобальтинитрита натрия, винной кислоты, гидротартрата натрия, диметилглиоксима, гидроксида натрия, 8-оксихинолина, хлорида бария, нитрата кальция, нитрата серебра, дифениламина (в концентрированной серной кислоте), ализарина; ацетатный буферный (рН = 5).
Синтез двойных солей.
Получить двойную соль согласно индивидуальному заданию. Рассчитать нужное количество компонентов по формуле соли и ее теоретический выход.
Пример. Получить двойную соль сульфатов аммония и меди (NН4)2SO4·CuSO4·6Н2O, исходя из 1 г медного купороса CuSO4·5Н2O.
Расчет. Для получения двойной соли (NН4)2SO4·CuSO4·6Н2O надо: на 1моль CuSO4·5Н2О взять 1моль(NH4)2SO4 и 1мольН2O, то есть
на 249,68 г — // — нужно 132,13 г — // — и 18 г — //—
Отсюда:
Из таблицы растворимости солей видно, что при 373 К в 100 г раствора растворяется 50,8 г сульфата аммония.
Для получения насыщенного раствора сульфата аммония навеску в 0,53 г (NH4)2SO4 следует растворить примерно в 1 мл кипящей воды.
Теоретический выход соли. Из 1 моля CuSO4·5Н2О (М = 249,68) образуется 1 моль двойной соли (NH4)2SO4·CuSO4·6Н2О (М = 400).
При использовании в синтезе навески CuSO4·5Н20 в 1 г теоретический выход соли будет равен
Отношение массы синтезированной соли к теоретическому выходу даст практический выход продукта.
Выполнение опыта. Навеску медного купороса, взвешенную на технических весах, растворить при нагревании в 1 - 2 мл воды. Из рассчитанного количества сульфата аммония приготовить насыщенный при 373 К раствор. Слить горячие растворы сульфатов меди и аммония, перемешать стеклянной палочкой и поставить кристаллизоваться при 273 К. Выпавшие кристаллы рассмотреть под микроскопом и сравнить с кристаллами медного купороса.
Определить, какие ионы находятся в растворе двойной соли. Для этого несколько кристаллов полученной соли растворить в воде и провести реакции на ионы NH4+, К+, Cu2+, SO42- и др.