5.4. Способи руйнування та утворення комплексів. Використання комплексних сполук в практиці аналізу
Для руйнування комплексного іону можна:
а) послабити здатність центрального іону до комплексоутворення (наприклад, змінити ступінь окиснення іону)
б) посилити дисоціацію комплексу (зменшуючи концентрації іонів або молекул, які оточують центральний іон).
Комплексні сполуки широко використовують в практиці аналізу. Наведемо кілька прикладів.
а) осадження катіонів та аніонів з розчинів. Наприклад:
2K+ + [PtCl6]2– = K2[PtCl6]↓
б) розчинення осадів. Наприклад:
PbSO4 ↓ + 4OH– F [Pb(OH)4]2– + SO42–
в) розділення іонів шляхом дробного розчинення осадів. Наприклад:
Для відокремлення Ag+ - іонів від Hg2+ -іонів використовують здатність осаду AgCl ↓ розчинятись у розчині амоніаку (на відміну від Hg2Cl2):
AgCl + 2NH3·H2O F [Ag(NH3)2]+ + Cl– + 2H2O
г) відкриття іонів за зміною забарвлення внаслідок утворення забарвлених сполук
4Fe3+ + 3[Fe(CN)6]4– F Fe4[Fe(CN)6]3↓ (синій осад)
д) маскування іонів в розчині.
Іони, які заважають відкриттю інших іонів в розчині, можна зв'язати в міцні комплекси. Наприклад: іони Co2+ і Fe3+ з NCS– утворюють комплексні сполуки
Co2+ + 4 NCS– F [Co(NCS)4]2– синій
Fe3+ + 3 NCS– F [Fe(NCS)3] червоний
Тому, в присутності Fe3+, не можна визначити Co2+ у вигляді комплексу [Co(NCS)4]2–.
Додаючи до розчину з катіонами фторид-іони, зв'язують Fe3+ в міцний комплекс:
Fe3+ + 6F– F [FeF6]3–
Кнест [FeF6]3– = 1,43·10-12 << Кнест [Fe (NCS)3] = 5,9·10-4.
ПРАКТИЧНА РОБОТА
ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ ОКИСНЕННЯ КОМПЛЕКСОУТВОРЮВАЧА. ОТРИМАННЯ КОМПЛЕКСНИХ СПОЛУК МЕТОДОМ
ВТІЛЕННЯ ТА ПРИЄДНАННЯ
Мета: Навчитися визначати ступінь окиснення комплексоутворювача та заряд комплексного іону.
Приклади
Приклад 1. Написати рівняння реакцій утворення калій гексаціаноферату (III). Записати рівняння первинної та вторинної дисоціації комплексної сполуки. Записати вираз сумарної константи нестійкості. Виписати довідникове значення.
Розв'язання
Запишемо хімічну формулу калій гексаціаноферату(III):
K3[Fe(CN)6]
Ця сполука містить катіони К+, Fe3+ та аніони CN- і відноситься до комплексних cполук, що утворені за типом приєднання.
3KCN + Fe(CN)3 = K3[Fe(CN)6]
Запишемо рівняння первинної дисоціації калій гексаціаноферату (III). За першим ступенем комплексна сполука дисоціює за типом сильного електроліту:
K3[Fe(CN)6] F 3K++ [Fe(CN)6]3-
Вторинна дисоціація комплексного іону проходить за типом слабкого електроліту – ступінчасто:
[Fe(CN)6]3- F [Fe(CN)5]2- + CN–
[Fe(CN)5]2- F [Fe(CN)4] - + CN–
[Fe(CN)4] - F [Fe(CN)3 ]0 + CN–
[Fe(CN)3]0 F [Fe(CN)2 ]+ + CN–
[Fe(CN)2 ]+ F [Fe(CN)] 2+ + CN–
[Fe(CN)]2+ F Fe3+ + CN–
Вираз для загальної константи нестійкості:
В довіднику наведене значення логарифму константи стійкості:
lg β (або lgКст.) = 43,9.
Тоді , β = 1043,9 = 7,9·1043
Визначаємо Кнест = 1/ β = 1/ 7,9·1043 = 1,3·10-44
Приклад 2. Визначте заряд комплексного іона [Co(NCS)4]x, в якому Со має ступінь окиснення 2+.