Лабораторна робота № 16 комплексні сполуки

Мета роботи- вивчення явища комплексоутворення, міцності комплексних іонів, а також поведінки комплексних сполук у хімічних реакціях.

Загальні вказівки.

Комплексні сполуки - це сполуки, здатні утворювати в твердому стані кристалічні решітки, у вузлах яких розміщуються комплексні іони, здатні існувати також у розчині.

Комплексними іонами називаються складні іони, що утворені з різних іонів і молекул, які мають властивості, що відрізняються від властивостей складових частин.

Атом (іон) металу (або неметалу), який приєднує до себе протилежно заряджені іони або молекули, утворюючи комплексний іон, називається комплексоутворювачем, або центральним атомом (іоном).

Протилежно заряджені іони, або молекули, які безпосередньо з ним сполучені, називаються адендами, або лігандами. Ліганди розміщуються навколо центрального іона по-різному залежно від координаційного числа.

Координаційним числом називають число хімічних зв’язків, якими іон-комплексоутворювач приєднує ліганди.

Щоб відрізнити прості іони від комплексних, під час написання формул комплексних сполук складні іони беруть у квадратні дужки.

Значення координаційного числа залежить, насамперед, від ступеня окиснення центрального іона. Найхарактерніші координаційні числа для центрального іона зі ступенями окиснення +1; +2; +3; +4 дорівнюють відповідно 2; 4 і 6; 6 і 4; 8.

Так, у комплексних сполуках Pt(1Y), Cr(Ш), Co(Ш), Fe(Ш) найчастіше координаційне число дорівнює 6; у комплексних сполуках Сu(П) – 4 та 6; Zn, Pb(П), Pt(П) – 4; у комплексних сполуках Ag(1), Cu(1), Au(1) – 2. Ці координаційні числа відповідають максимальному насиченню координаційної сфери (координаційно насичені сполуки). Залежно від умов можуть утворюватися також координаційно ненасичені комплексні сполуки. Так, крім комплексного іона залежно від концентрації - іонів можуть утворюватися координаційно ненасичені комплексні іони та групи складу:

Заряд комплексного іона дорівнює алгебраїчній сумі зарядів простих іонів, що входять до його складу. На величину заряду комплексного іона не впливають електронейтральні молекули, що входять до його складу, наприклад:

Серед зовнішніх ознак комплексоутворення слід виділити такі: 1) зменшення кількості вільних іонів; 2) зменшення ступеня гідролізу; 3) зміна забарвлення; 4) зміна природи електроліту; 5) зміна розчинності компонентів системи.

Назви комплексних сполук складаються з грецького числівника, яким позначають число лігандів; назви лігандів аніони називають, додаючи до їхньої латинської назви закінчення “о”, в абетковому порядку); потім нейтральні ліганди (вода - аква); назви іона – комплексоутворювача, використовуючи корінь його латинської назви і закінчення “-ат”; після чого римськими цифрами зазначають ступінь окиснення іона – комплексоутворювача. Після позначення складу внутрішньої сфери комплексної сполуки називають катіони зовнішньої сфери.

Наприклад:

- гексаціаноферат(Ш) калію

- тетранітродіамінкобальтат(Ш) калію

- гідроксид тетраамінкупруму(П)

Комплексні сполуки в розчині дисоціюють на комплексний іон та зовнішню сферу:

Ця дисоціація називається первинною. Оборотний розпад внутрішньої сфери комплексної сполуки називається вторинною дисоціацією:

Константа дисоціації комплексного іону називається константою нестійкості:

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Утворення сполуки з комплексним катіоном.

У пробірку з розчином сульфату нікелю (П) додати розчин їдкого натру . Відфільтрувати осад і додати до нього по краплях 25% розчин аміаку до розчинення дигідроксиду нікелю внаслідок утворення комплексної основи. Порівняти колір іонів у вихідному розчині сульфату нікелю з кольором одержаного розчину.

Дослід 2. Утворення сполуки, що містить комплексний катіон та комплексний аніон.

Помістити в пробірку 1 мл розчину гексаціано(II)ферату калію та 2 мл розчину сульфату нікелю до отримання осаду гексаціано(II)ферату нікелю. Додати по краплях 25% розчин аміаку до повного розчинення осаду. Через 1-2 хвилини з одержаного розчину починають випадати блідо-лілові кристали солі .

Дослід 3. Руйнування комплексу при осаджуванні комплексо-утворювача.

Одержати в пробірці комплексну сполуку міді, додавши до 2 мл розчину сульфату міді 2 н розчин аміаку (по краплях) до розчинення утвореного осаду сульфату гідроксоміді

Потім до одержаного розчину додати 2-3 мл розчину сульфату амонію. Яка речовина випадає в осад?

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Написати рівняння реакції одержання комплексної сполуки та її координаційну формулу, зважаючи на те, що координаційне число нікелю 6. Вказати, яка основа є більш сильним електролітом: дигідроксид нікелю чи відповідна комплексна основа.

Дослід 2. Написати рівняння відповідних реакцій.

Дослід 3. Написати рівняння реакцій, враховуючи, що координаційне число міді дорівнює 4. Скласти рівняння дисоціації комплексної солі міді та її комплексного іона.

Питання для самоперевірки

1. Описати зовнішні ознаки комплексоутворення.

2.Написати вираз константи нестійкості комплексної сполуки .

3. Написати хімічні формули таких комплексних сполук: дихлоротетраамін кобальту (III), гексаціанокобальтат(III) натрію, гексафтороферат(III) калію.

Лабораторна робота № 17