IV. Объект исследования.

Изучение свойств d – элементов.

К d– элементам или переходным относятся такие, у которых заполняетсяd– подуровень в атоме или ионе какого – либо валентного состояния.

Например, Ti…3d²4s²

Cu…3d⁹, Au³⁺…5d⁸

Ag⁺²…4d⁹ и другие

Наиболее устойчивое состояние у d – элементов соответствует наполовину заполненному d – подуровню предпоследнего энергетического уровня и полностью заполненному d – подуровню.

Стремление к заполнению наполовину d – подуровня проявляется в переходе наружного S – электрона на предвнешний d – подуровень, у Сr, Мо, Nb к заполнению полностью d – подуровня, у Сu, Аg, Рt, Au, Ru, RO, а у палладия с S – подуровня внешнего переходят 2е¯ на d – подуровень предвнешнего.

У свободных атомов d – элементов d – электроны не являются внешними, по этому учавствуют в образовании химических связей только после того, как S – электроны внешнего уровня окажутся связанными.

Для d – элементов характерно многообразие валентных состояний. От 2 до 8, т.е. они сравнительно легко теряют валентные электроны, поэтому являются типичными металлами.

Sc, Y, La м.б. только +3, а остальные d – элементы и 2,3,4 и т.д. валентными.

Например: Ti – 2,3,4

V – 2,3,4,5 и т.д.

Т.е. при образовании соединений используются электроны s – внешнего и частично или d – предвнешнего электронного слоя. Высокая устойчивость подуровня d обуславливает малую устойчивость Cr²⁺, Мn³⁺.

V. Контрольные вопросы.

1. Написать электронные формулы атомов железа, никеля, кобальта.

2. Какую максимальную валентность могут проявлять эти атомы? (дать электронно –графическую формулу).

3. Оксиды и гидроксиды этих атомов.

4. Чем объяснить способность к комплексообразованию этих атомов?

5. Как окрашены гидротированные ионы Fe²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Со²⁺ ?

6. Написать гидролиз трёхвалентного железа.

7. Как получают и где применяют металлы: железо, кобальт, никель.

8. Где применяют хром и марганец?

9. Закончите уравнения:

CrC₃ + HCl→

K₂Cr₂O₇→(при t°)В

Na₂MnO₄ + H₂O→

VI. Описание лабораторной установки и порядок проведения опыта.

4.1 Химические свойства железа, никеля, кобальта.

Опыт 1. Взаимодействие железа с кислотами.

В три пробирки налить по 2мл разбавленной соляной, серной и азотной кислот. В каждую из них опустить по небольшому количеству железных стружек. Написать уравнение происходящих реакций.

Опыт 2. Получение и свойство дигидроксида железа.

К свежеприготовленному раствору сульфата железа (II) прилить щёлочи. Написать уравнение реакции. Отфильтруйте осадок и наблюдайте изменение цвета осадка при состоянии его на воздухе в присутствии влаги. Написать уравнение протекающей реакции.

Опыт 3. Восстановительные свойства.

К свежеприготовленному раствору сульфата железа (III), взятого в три пробирки по 2 мл разбавленной серной кислоты. В первую из них прибавить 1 – 2 капли пероксида водорода, во вторую - 2 – 3 капли перманганата калия, а в третью – 2 – 3 капли дихромата калия. Написать уравнение протекающих реакций с учётом образования сульфата железа(III) во всех трёх из пробирок. Решить уравнения с точки зрения окисления – восстановления.

Опыт 4. Получение тригидроксида железа.

В пробирку налить 2 мл хлорида железа (III) и добавить избыток гидроксида натрия. Написать уравнение реакции в молекулярно полной ионной форме и краткой форме.

Опыт 6. Комплексные соединения железа.(Качественные реакции на Fe²⁺, Fe³⁺).

1. К свежеприготовленному раствору сульфата железа (II) прилить 2 – 3 раствора красной кровяной соли (гексациано III ферата калия). Написать уравнение протекающей реакции и обратить внимание на цвет выпавшего осадка гексациано III – ферат железа (II).

2. К 2 – 3 мл хлорида железа (III) раствора желтой кровяной соли (гексациано III ферата калия) и наблюдать образование гексациано II – ферат железа (III).Написать уравнение протекающей реакции.

3. К 2 – 3 мл хлорида железа (III) прибавить несколько капель роданида калия или роданида аммония. Наблюдать образование роданида железа (III) кровавокрасного цвета. Написать уравнение реакции в молекулярной и ионной форме. Испытайте отношение сульфата железа к роданиду аммония или калия. Напишите уравнение реакции.

Опыт 7. Получение дигидроксида никеля.

Налить в пробирку 2 – 3 мл сульфата никеля (II) и пибавить раствор гидроксида натрия. Написать уравнение реакции в молекулярном и ионном виде.

Опыт 8. Получение комплексного соединения никеля.

1. К раствору сульфата никеля, взятого в пробирку, прилить сначала немного, а затем избыток раствора гидроксида аммония. Написать уравнение протекающих реакций сначала с образованием основной соли, а затем комплексного соединения.

2. Получение диметилглиоксима никеля.

К раствору сульфата никеля прибавить спиртовой раствор диметилглиоксима Реактив Чугаева). Наблюдать образование красного осадка диметилглиоксима никеля.

Примечание: свежеприготовленный раствор сульфата железа (II) готовят сами студенты, для чего нужно несколько кристаллов соли растворить в дистиллированной воде.