Опыт 1. Образование и разрушение комплексных соединений

а) В пробирку налить небольшое количество нитрата серебра и добавить двукратный объем хлорида натрия. Полученный осадок отцентрифугировать, фильтрат слить и к осадку добавить концентрированный раствор аммиака до полного его растворения. Напишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Запишите выражение для константы нестойкости образующегося комплексного иона и ее значение (справочник). Затем в пробирку с растворенным осадком добавить по каплям концентрированную азотную кислоту. Объяснить образование осадка и написать уравнение реакции.

б) В пробирку внести несколько кристаллов соли CoCl₂·6H₂O и осторожно нагреть. Каким процессом обусловлено изменение цвета? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Охладить пробирку и добавить несколько капель воды. Что образуется?

в) К раствору соли Ni²⁺ добавляют в избытке водный раствор аммиака. Какой комплекс образуется? Добавить к полученному раствору раствор Na₂S. Что происходит? Напишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах.

 

 

Опыт 2. Образование соединений с комплексным анионом

К растворам солей Al³⁺, Cr³⁺, Sn²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Co²⁺ приливают раствор NaOH до растворения вначале выпавшего осадка. Для растворения Pb(OH)₂ и Co(OH)₂ требуется концентрированный раствор щелочи. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах и выражения для констант нестойкости образующихся комплексных ионов и их значения (справочник). Назовите полученные комплексные соединения.

Опыт 3. Образование соединений с комплексным катионом

К растворам солей Cu²⁺, Zn²⁺ и Ni²⁺ приливают водный раствор аммиака. Осаждающиеся гидроксиды растворяют в избытке раствора аммиака. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах и выражения для констант нестойкости образующихся комплексных ионов и их значения (справочник). Назовите полученные комплексные соединения.

Опыт 4. Характер диссоциации двойных и комплексных солей

В три пробирки налить небольшое количество раствора железоаммонийных квасцов NH₄Fe(SO₄)₂·12H₂O, в две других - раствор K₃[Fe(CN)₆]. Затем в первую пробирку прибавить раствор роданида аммония, во вторую - раствор хлорида бария, в третью - раствор NaOH, после чего содержимое пробирки нагреть до появления запаха аммиака, в четвертую - раствор NaOH, в пятую - раствор роданида аммония. Сопоставить процессы в первой, второй и третьей пробирках с процессами в четвертой и пятой пробирках. Напишите уравнения реакций. На какие ионы диссоциирует в водном растворе двойная и комплексная соль. Напишите уравнения диссоциации.

Опыт 5. Влияние концентрации растворов на комплексообразование

В пробирку налить 1-2 мл концентрированного раствора роданида аммония и прилить равный объем концентрированного раствора хлорида кобальта. Что наблюдается? Раствор разделить на две части. К первой добавить равный объем амилового спирта и хорошо взболтать. Ко второй при взбалтывании прилить по каплям дистиллированную воду до изменения окраски. Объясните наблюдаемые явления и напишите уравнения реакций.

Опыт 6. Получение сульфата тетрааминмеди (II)

Исходными реагентами являются кристаллогидрат CuSO₄·5H₂O и 25%-ный раствор аммиака. Синтез проводят по схеме:

[Cu(H₂O)₄]SO₄·H₂O + 4NH₃ ® [Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O + 4H₂O

Количество синтезируемого продукта указывает преподаватель. Необходимое для синтеза количество соли меди находят по уравнению реакции.

В химический стакан емкостью 100 мл вносят навеску соли меди и 25%-ный водный раствор аммиака из расчета 10 мл на 5 г CuSO₄·5H₂O. Стеклянной палочкой перемешивают содержимое стакана до полного растворения соли. При необходимости раствор можно нагреть. Затем к полученному раствору при перемешивании добавляют 10 мл этилового спирта.

Стакан переносят в кристаллизатор со льдом или снегом и охлаждают 20-30 минут. Выделившуюся комплексную соль фильтруют через воронку Бюхнера. Осадок переносят на фильтровальную бумагу, сушат в сушильном шкафу при 40-50^оС и взвешивают. Рассчитывают выход продукта (в %). Полученное вещество сдают преподавателю.

Опыт 7. Получение хлорида пентааминхлорокобальта (III)

Исходными реагентами являются кристаллогидрат CoCl₂·6H₂O, 25%-ный водный раствор аммиака, хлорид аммония и 30%-ный пероксид водорода в качестве окислителя. Синтез проводят по схеме:

2[Co(H₂O)₆]Cl₂ +8NH₃ +2NH₄Cl +H₂O₂ ®2[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂ +14H₂O

Количество синтезируемого продукта указывает преподаватель. Необходимое для синтеза количество соли кобальта находят по уравнению реакции.

В коническую колбу емкостью 100 мл вносят навеску соли кобальта, хлорид аммония из расчета 10 г на 5 г CoCl₂·6H₂O и 10 мл воды. Смесь перемешивают стеклянной палочкой до возможно более полного растворения солей. Затем в колбу приливают 25%-ный раствор аммиака из расчета 30 мл на 5 г CoCl₂·6H₂O и смесь перемешивают. Добавляют 30%-ный пероксид водорода (3 мл на 5 г CoCl₂·6H₂O). Полученный раствор оставляют на 20 минут при комнатной температуре для завершения процесса окисления. Раствор становится винно-красным.

Для выделения кристаллов продукта к раствору осторожно по стеклянной палочке (ТЯГА!) приливают 8 мл концентрированной соляной кислоты. Смесь нагревают до кипения и медленно кипятят, пока не прекратится выделение кристаллов. Их отфильтровывают на воронке Бюхнера под вакуумом, приливают 5 мл холодной воды и 5 мл этилового спирта. Осадок переносят на фильтровальную бумагу, сушат в сушильном шкафу при 55-60^oС и взвешивают. Рассчитывают выход продукта (в %). Полученное вещество сдают преподавателю.

 

Контрольные вопросы

1. Дайте различные определения понятию «комплексные соединения».

2. Дайте характеристику структурных частей комплексного соединения, природы действующих в нем связей - валентностей.

3. Факторы, влияющие на величину координационного числа комплексообразователя и координационную емкость лиганда.

4. Принцип построения номенклатуры комплексных соединений по Вернеру и современной.

5. Хелаты и внутрикомплексные соединения, различия между ними и их значение.

6. Может ли комплексообразователь обладать нулевой или отрицательной степенью окисления?

7. Синильная кислота очень слабая, а соль Na[Ag(CN)₂] практически не гидролизуется. Чем это можно объяснить?

8. Комбинируя Cr (III), три иона Cl^- и шесть молекул Н₂О, постройте формулы трех комплексных соединений, назовите их и напишите выражение для констант нестойкости комплексных ионов.

9. Какое основание более сильное: гидроксид меди (II) или гидроксид гексааминмеди (II) и почему?

10. Вычислить концентрацию ионов серебра в 0,1М растворе [Ag(NH₃)₂]NO₃, если K_нест. комплекса равна 6,8·10^-8 и в растворе в избытке содержится 1 моль/л аммиака.

11. Почему углерод не образует комплексных соединений, подобных тем, которые характерны для кремния и германия?

12. Изобразите электронное строение гексацианоферрат (III) - иона методами валентных связей, МО и с точки зрения теории кристаллического поля.