Учебно-методический комплекс по дисциплине "Химия". Раздел "Неорганическая химия" (стр. 23 )

ВАРИАНТ 2

1.Состав комплексных соединений. Внешняя и внутренняя коор­динационные сферы. Комплексообразователь, лиганды, координационное число.

2.Определить степень окисления комплексообразователя: [Ag(S2O3)2]3-; [Co(NH3)5Cl]2+.

3.Получить и назвать комплексное соединение Na2[Zn(OH)4]. Характеристика комплексного соединения (структура, первичная диссоциация, ступенчатая вторичная диссоциация, выражение константы нестойкости суммарной диссоциации комплексного иона)

4.Указать тип гибридизации Ао комплексообразователя в ионе [SiF6]2- и определить его геометрию, магнитные свойства, спиновость и окраску раствора.

ВАРИАНТ 3

1.Классификация комплексных соединений. Катионные, анионные и нейтральные комплексы. Номенклатура комплексных соединений.

2.Определить степень окисления комплексообразователя:[Cr(C2O4)3]3-; [Cu(SCN)3Cl]2-.

3.Получить и назвать комплексное соединение Na2[Zn(OH)4]. Характеристика комплексного соединения (структура, первичная диссоциация, ступенчатая вторичная диссоциация, выражение константы нестойкости суммарной диссоциации комплексного иона)

4.Указать тип гибридизации Ао комплексообразователя в ионе [Cd(CN)4]2- и определить его геометрию, магнитные свойства, спиновость и окраску раствора.

ВАРИАНТ 4

1.Типичные комплексообразователи. Факторы, определяющие способность атомов и ионов выступать в роли комплексообразователей. Координационное число комплексообразователя и факторы, определяющие его.

2.Определить степень окисления комплексообразователя: [Ni(CO)4]; [Zn(OH)4]2-.

3.Получить и назвать комплексное соединение K3[Cr(OH)6]. Характеристика комплексного соединения (структура, первичная диссоциация, ступенчатая вторичная диссоциация, выражение константы нестойкости суммарной диссоциации комплексного иона)

4.Указать тип гибридизации Ао комплексообразователя в ионе [CoF6]3- и определить его геометрию, магнитные свойства, спиновость и окраску раствора.

ВАРИАНТ 5

1.Типичные лиганды. Молекулы и ионы в качестве лигандов. Факторы, определяющие их способность выступать в роли лигандов. Моно - и полидентатные лиганды.

2.Определить степень окисления комплексообразователя: [NiCl4]2-; [Fe(NH3)6]3+.

3.Получить и назвать комплексное соединение Na3[Cr(NO2)6]. Характеристика комплексного соединения (структура, первичная диссоциация, ступенчатая вторичная диссоциация, выражение константы нестойкости суммарной диссоциации комплексного иона)

4.Указать тип гибридизации Ао комплексообразователя в ионе [Pt(NH3)2Cl2] и определить его геометрию, магнитные свойства, спиновость и окраску раствора.

Лабораторная работа

“Комплексные соединения”

Комплексными соединениями называются соединения, в узлах кристаллической решетки которых находятся комплектные ионы, способные к существованию в водных растворах. Комплексные ионы при написании формул комплексных соединений отличают, заключая их в квадратные скобки. Связь между внешней и внутренней сферой ионная, поэтому комплексное соединение диссоциирует на комплексный ион и ионы внешней сферы. Послед­ние в водных растворах находятся в свободном состоянии.

[Аg(NН3)2]Сl→ [Аg(NН3)2]+ + С1-.

Для написания формулы комплексного соединения следует знать: заряд и координационное число комплексообразователя и заряд лигандов.

Заряд комплексного иона можно определить двумя способами:

а) По заряду внешней сферы, так как частица электронейтральна, то заряд комплексного иона равен по величине, но противоположен по знаку заряду ионов внешней сферы: К3[Fе(СN)6] → 3К+ + [Fе(СN)6]3-.

б) По алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Определить заряд комплексного иона [Fе(СN)6]х в соединении К4[Fе(СN)6], степень окисления железа (+2).

Решение:заряд иона железа +2, а заряд шести ионов СN - одноосновной синильной кислоты -6. Алгебраическая сумма зарядов -4. Следовательно, заряд комплексного иона -4.

При образовании комплексных ионов могут играть роль и силы электростатического взаимодействия между комплексообразователем и лигандами, и так называемые донорно-акцепторные связи - разновидность ковалентной связи. Поэтому в водных растворах диссоциация на ионы комплексообразователя и лиганды происходит лишь в небольшой степени. Следовательно, в растворе комплексного соединения наряду с комплексными ионами имеется некоторое число ионов, из которых образовался комплекс. Поэтому комплекс­ные ионы в растворе можно рассматривать как слабый электролит.

[Аg(CN)2]- ↔ Аg+ + 2CN - (диссоциация по типу слабого электролита).

При диссоциации комплексного иона между ним и исходными ионами устанавливается равновесие, которое так же, как равновесие в растворах слабого электролита, подчиняется закону действия масс и характеризуется константой равновесия. Константу диссоциации комплекса обычно называют константой нестойкости. Значение константой нестойкости показывает, насколько неустойчив данный комплекс. Чем меньше константа нестойкости комплекса, тем меньше распадается комплекс на исходные ионы, т. е. тем он устойчивее.

Приборы и реактивы: водяная баня, капельная пипетка, фильтровальная бумага, лакмусовая бумага, железный гвоздь; растворы: амилового спирта, NaOH (сэкв=2моль/л), аммиака (25%-ный), сульфата никеля (сэкв= 0,5моль/л), сульфата меди (сэкв=1моль/л), роданида аммония (насыщенный), гексациано (II) феррата калия (сэкв= 0,5моль/л), гексациано (III) феррата калия (сэкв= 0,5 моль/л), хлорида бария (сэкв= 0,5моль/л), сульфата аммония, соли Мора, хлорида кобальта(II)(сэкв= 0,5моль/л), сульфата цинка(сэкв= 0,5моль/л), сульфата алюминия (сэкв= 0,5моль/л).

Опыт 1. Получение и исследование комплексного соединения сульфата тетрамминмеди (II). Поместить в две пробирки по 10 капель раствора сульфата меди и добавить в одну из них 2 капли хлорида бария. На присутствие, какого иона указывает выпавший осадок? Во вторую пробирку поместить железный гвоздь и наблюдать выделение на его поверхности красноватого налета меди.

Образование аммиакатов меди. Налейте в пробирку 2-3 капли раствора CuSO4 и подействуйте на него раствором КОН или NaOH. По каплям добавляйте в пробирку концентрированный раствор аммиака. Наблюдайте за растворением осадка и изменением окраски раствора вследствие образования ионов [Cu(NH3)]2+. Составьте уравнение реакции и отметьте цвет осадка. Полученный раствор разделить в две пробирки и провести те же два опыта, которые были проделаны с раствором медного купороса. Выпадает ли осадок при добавлении хлорида бария? Выделяется ли медь на железном гвозде? Написать уравнения всех проведенных реакций. Есть ли различие в поведении сульфата меди и комплексной соли по отношению к каждому добавленному реактиву?

Опыт 2. Образование аммиакатов серебра. Налейте в пробирку раствор AgNO3, чтобы жидкость покрывала дно пробирки, и добавьте туда несколько капель раствора NaCl или КСl до образования белого осадка. Составьте уравнение реакции. Прилейте к осадку концентрированный раствор аммиака до его растворения. Составьте уравнение реакции, зная, что координационное число серебра равно двум.

Опыт 3. Гидроксокомплексы (анионные комплексы). В три пробирки поместить раздельно растворы солей цинка, хрома (III) и алюминия и в каждую из них добавлять по каплям раствор щелочи. Наблюдать вначале выпадение осадков, а затем их растворение в избытке щелочи. Написать уравнения проделанных реакций, учитывая, что образуются растворимые гидроксокомплексы, содержащие ионы [Zn(ОН)4]2-, [Сr (ОН)6]3+ и [А1(ОН)6]3-. Гидроксиды цинка, хрома и алюминия растворяются также в кислотах, указать их тип.

Опыт 4. Электролитическая диссоциация K3[Fe(CN)6]. Требуется доказать, что гексациано-(Ш)феррат калия (красная кровяная соль) диссоциирует на ионы калия и комплексные ионы [Fe(CN)6]3-. С этой целью сопоставляют свойства растворов FeCI3 и K3[Fe(CN)6]. Налейте в пробирку 1-2 капли раствора FeCl3 и подействуйте на него раствором КОН или NaOH. Напишите уравнение реакции. Проделайте то же с раствором K3[Fe(CN)6]. Почему в этом случае осадка не образуется? Таким же образом испытайте растворы обоих веществ, подействовав на каждый из них раствором роданида аммония. В случае FeCl3 появляется красное окрашивание, в случае K3[Fe(CN)6] окраска раствора не меняется. Сделайте вывод.

Опыт 5. Прочность комплексных ионов. а) Сравнительная устойчивость роданидного комплекса кобальта в воде и спирте. Получить в пробирке тетрароданокобальтат(II) аммония (NН4)2[Со(SСN)4], добавляя к 4-5 каплям насыщенного раствора хлорида кобальта (II) 10-12 капель насыщенного раствора роданида аммония. Наблюдать появление лиловой окраски комплексного соединения. Разделить раствор на 2 пробирки, в одну из них добавить амиловый спирт, в другую – воду. Как изменяется окраска в каждой пробирке? Написать уравнения реакций: образования комплексного соединения, его диссоциации и диссоциаций комплексного иона. В воде или спирте диссоциация комплексного иона протекает полнее?

б) Диссоциация двойных солей. В трех пробирках приготовить раствор двойной соли Мора (NН4)2SO4 *FeSO4*6H2O, внеся в каждую по 8-10 капель воды и по одному микрошпателю соли. В одну пробирку к раствору соли Мора добавить 6-8 капель раствора сульфида аммония, в другую - столько же раствора хлорида бария. Выпавший черный осадок представляет собой сульфид железа (II). Отметить цвет осадков и написать ионные уравнения реакций их образования. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывают эти реакции? В третью пробирку добавить 8-9 капель раствора NaOH и нагреть почти до кипения. Подержать над пробиркой лакмусовую бумажку, смоченную дистиллированной водой. По изменению окраски лакмуса и до запаху определить, какой газ выделяется из пробирки. Написать ионное уравнение протекающей реакции его образования. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывает эта реакция? Учитывая результаты опыта, написать уравнение электролитической диссоциации соли Мора. Проверить действием раствора сульфида аммония, обнаруживаются ли ионы Fе2+ в растворе К4[Fе(СN)6]. Наблюдается ли выпадение черного осадка FeS?