Лабораторная работа № 6 комплексные соединения

Цель работы: изучить на практике строение и способы получения комплексных соединений, характер их диссоциации.

Опыт 1. Соединения с комплексными катионами.

1. Получение сульфата тетрааквакупрума (II).

В сухую пробирку поместите микрошпатель безводной соли сульфата купрума (II) (отметьте цвет этой соли) и добавьте 2-3 см³ дистиллированной воды. Отметьте внешний эффект реакции образования комплексного соединения. Составьте уравнение соответствующей реакции (координационное число купрума (II) равно 4).

2. Получение сульфата тетрааминкупрума (II). Сравнение прочности аква- и аминокомплексов купрума (II).

В пробирку с полученным в опыте 1.1. раствором сульфата тетрааквокупрума (II) добавьте раствор аммиака с массовой долей 25% до полного растворения выпавшего вначале осадка основной соли (CuOH)₂SO₄ . Отметьте цвет полученного раствора, обусловленный наличием в нем комплексных катионов – тетрааминкупрума (II).

Напишите уравнение реакции образования аминокомплекса купрума (II). Сделайте заключение об относительной прочности аква- и аминокомплексов купрума (II), подтвердив его сравнением величин констант нестойкости соответствующих комплексов.

Испытайте полученный раствор на присутствие в нем свободных ионов Cu²⁺ и SO₄^2-. Для этого содержимое пробирки разделите на две порции. К одной порции добавьте 2-3 капли хлорида бария, к другой – 1 каплю раствора щелочи. Объясните выпадение белого осадка сульфата бария в первом случае (ПР_BaSO4 =1,1*10^-10) и отсутствие осадка Cu(OH)₂ (ПР _Cu(OH)2=2*10^-16 ) – во втором.

Сделайте вывод о характере диссоциации сульфата тетрааминкупрума (II). Напишите уравнения реакций первичной и вторичной диссоциации этого соединения.

Опыт 2. Соединения с комплексными анионами.

Получение гидроксокомплексов.

В три пробирки внесите по 5-6 капель растворов солей: в первую – нитрата алюминия, во вторую – нитрата плюмбума (II), в третью – хлорида хрома (III). В каждую из пробирок по каплям добавьте раствор щелочи до полного растворения первоначально выпавших осадков гидроксидов металлов. При этом образуются гидроксокомплексы. Напишите уравнения соответствующих реакций в ионной форме и сделайте заключение о том, какие частицы, выступающие в качестве комплексообразователей, могут образовывать гидроксокомплексы.

Отметьте изменение окраски в третьей пробирке. Для каких частиц характерна такая окраска?

Опыт 3. Гидратная изомерия.

В пробирке растворите несколько кристаллов соли CrCl₃6H₂O. Отметьте окраску раствора. Затем нагрейте пробирку с раствором до изменения окраски. Объясните изменение окраски и выразите координационными формулами фиолетовую и зеленую модификации кристаллогидрата хрома(III). Обратите внимание на возможность образования разнолигандовых комплексов.

Опыт 4. Получение двойной соли и исследование характера ее диссоциации.

В пробирку, содержащую 5-6 капель воды, внесите по микрошпателю сульфата купрума (II) и сульфата аммония, растворите смесь при нагревании. Охладите пробирку, наблюдая выпадение голубых кристаллов двойной соли CuSO₄ (NH₄)₂SO₄ nH₂O.

Слейте из пробирки жидкость, а кристаллы отожмите между двумя листочками фильтровальной бумаги.

Напишите уравнение реакции получения двойной соли.

Полученную соль растворите в небольшом количестве дистиллированной воды и разделите раствор на две пробирки. В одной пробирке одновременно откройте ионы Cu²⁺, NH₄⁺ раствором гидроксида натрия: NH₄⁺ - по запаху аммиака, образующегося при нагревании гидроксида аммония; Cu²⁺ - по выпадению осадка гидроксида купрума(II) голубого цвета.

В другой пробирке откройте сульфат-ион действием хлорида бария по выпадению осадка сульфата бария. Напишите уравнения качественных реакций на ионы Cu²⁺, NH₄⁺, SO₄^2-. Напишите уравнения реакций электролитической диссоциации полученной двойной соли, сравнив ее с диссоциацией комплексной соли сульфата тетрааминкупрума (II) [Cu(NH₃)₄]SO₄.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение комплексных соединений. Расскажите об их структуре.

2. Какие частицы могут выполнять функции комплексообразователя и лигандов? Приведите примеры.

3. Что называется координационным числом?

4. Как определить заряд комплексного иона?

5. Какое явление называют изомерией? Какие типы изомерии комплексных соединений вам известны?

6. Чем обусловлена гидратная изомерия?

7. Расскажите о диссоциации комплексных соединений в водных растворах. 8. Что называют константой нестойкости?

9. Поясните, в чем отличие между комплексными соединениями и двойными солями?