Файл: Лабораторная работа 3 Исследование комплексных соединений студент гр. Гтс22 Иванов М. А.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 10
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский горный университет
Кафедра общей химии
ОТЧЕТ
Лабораторная работа № 3
Исследование комплексных соединений
Выполнил: студент гр. ГТС-22 Иванов М.А.
(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)
Проверил:
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2023
Цель работы: познакомиться с методами получения комплексных соединений и их свойствами.
Общие сведения.
Комплексными называют соединения, в структуре которых можно выделить центральный атом – акцептор электронов, находящийся в донорно-акцепторной связи с определенным числом доноров-лигандов. Лигандами могут быть как ионы, так и нейтральные молекулы. Центральный атом и лиганды образуют внутреннюю сферу комплексного соединения, которую при записи формулы выделяют квадратными скобками. Внутренняя сфера часто имеет заряд, который компенсируют противоположно заряженные ионы, располагающиеся во внешней сфере. Внешнесферные ионы не имеют связей с центральными атомами, а образуют ионные связи с комплексными ионами. Поэтому в полярных растворителях комплексные соединения диссоциируют на комплексный и внешнесферный ионы, например:
K3[Fe(CN)6]ó3K++[Fe(CN)6]3-
[Co(NH3)4(SO4)]Cló [Co(NH3)4(SO4)]++Cl
В первом случае в растворе практически отсутствуют цианид-ионы, поэтому соединение не относится к сильнодействующим ядам. Второе соединение будет давать в растворе качественную реакцию на хлорид-ион (образование осадка AgCl) и не будет давать осадок BaSO4
с растворами солей бария.
Первое соединение является анионным комплексом, поскольку содержит в своей структуре и образует при диссоциации в растворе комплексные анионы. Второе соединение является катионным комплексом. Существуют и нейтральные комплексы, у которых внутренняя сфера не имеет заряда, соответственно, внешняя сфера отсутствует, например, [Pt(NH3)2Cl2].
При записи формулы комплексного соединения его составные части располагают в порядке возрастания электроотрицательности. На первом месте помещают внешнесферные катионы, затем центральный атом, далее нейтральные лиганды, лиганды-анионы и в конце формулы записывают внешнесферные анионы. Читают формулу в английском языке слева направо, но в русском – справа налево. При этом название внутренней сферы произносят в одно слово, используя соединительную гласную -о-, название комплексного аниона заканчивают суффиксом -ат. Молекулы воды в качестве лигандов обозначают термином «акво-», а молекулы аммиака – термином «аммино». Степень окисления центрального атома при записи названия комплекса указывают римской цифрой в круглых скобках, заряды ионов – арабскими цифрами. Например, первое из приведенных выше комплексных соединений мы назовем гексаноциферат (III) калия, второе – хлорид сульфатотетраамминокобальта (III), третье – дихлородиамминоплатина (II).
Число связей, образуемых лигандом с центральным атомом, называют дентатностью лиганда. Например, CN-, NH3 – монодентатные лиганды, а сульфат-ион – бидентатный лиганд. Число связей, образуемых центральным атомом с лигандами, называют координационным числом. Если лиганды монодентатные, координационное число равно числу лигандов: в первом примере – 6, в третьем примере –4. Однако во втором примере число лигандов равно 5, а координационное число кобальта – 6, поскольку сульфат-ион бидентатен.
Ход выполнения работы:
Опыт 1. Образование и разрушение амминокомплекса серебра.
Наливаем в пробирку 2 капли раствора нитрата серебра, добавляем столько же раствора хлорида натрия.
AgNO3+KCl=AgCl+KNO3
Ag+ + NO3- + K+ + Cl- = AgCl↓ + K+ + NО3-
Ag++Cl-=AgCl↓
Наблюдалось выпадения белого творожистого осадка хлорида серебра. Затем в вытяжном шкафу добавили в пробирку 3-5 капель концентрированного раствора аммиака и несколько раз перемешали.
AgCl+2NH4OH=[Ag(NH3)2]Cl+2Н2О
AgCl↓+2NH4OH = [Ag(NH3)2]+ +Cl- +Н2О
Осадок растворился вследствие образования амминокомплекса серебра.
[Ag(NH3)2]Cl+2HNO3=AgCl↓+2NH4NO3
[Ag(NH3)2]+ +Cl- +2H+ +NO3- =AgCl↓+2(NH4)+ + 2(NO3)-
[Ag(NH3)2]+ +Cl- +2H+ =AgCl↓+2(NH4)+
Образование белого осадка.
Опыт 2. Образование и реакции амминокомплекса никеля.
Налили в пробирку 3-4 капли раствора сульфата никеля. Добавили каплю разбавленного раствора аммиака. В пробирке образовался студенистый осадок сульфата гидроксоникеля.
2NiSO4+2NH4OH=(NiOH)2SO4↓+(NH4)2SO4
2Ni2++2SO42-+2NH4OH=(NiOH)2SO4↓+2NH4++SO42-
2Ni2++SO42-+2NH4OH=(NiOH)2SO4↓+2NH4+
Образование осадка голубого цвета
В вытяжном шкафу добавили к нему 4-10 капель концентрированного раствора аммиака. Осадок полностью растворился.
(NiOH)2SO4+6NH4OH=[Ni(NH3)6]SO4+6H2O
2NiOH-+SO42-+6NH4OH =[Ni(NH3)6]2++SO42-+6H2O
2NiOH-+6NH4OH =[Ni(NH3)6]2++6H2O
Окраска раствора стала синей вследствие образования в растворе катиона гексаамминоникеля(2+).
[Ni(NH3)6]SO4+2KBr=[Ni(NH3)6] Br2↓+K2SO4
[Ni(NH3)6]2++SO42-+2K++2Br-=[Ni(NH3)6] Br2↓+2K++SO42-
[Ni(NH3)6]2+ +2Br-=[Ni(NH3)6] Br2↓
Выпал осадок бромида гексааминоникеля фиолетового цвета
Опыт 4. Получение тетраиодовисмутата калия.
В пробирку к 3-4 каплям раствора нитрата висмута прибавлять по каплям
раствор иодида калия до выпадения темно-бурого осадка иодида
висмута.
Bi(NO3)3 + 3KI → 3KNO3 + BiI3
Образование бурого осадка.
BiI3 + KI → K[BiI4]
Полное растворение осадка
Опыт 6. Образование гидроксокомплекса цинка.
Наливаем в пробирку 3-4 капли раствора сульфата цинка и добавляем по каплям раствор гидроксида натрия, находящийся в штативе с реактивами, до выпадения осадка гидроксида цинка.
ZnSO4+2NaOH=Zn(OH)2↓+Na2SO4
Zn2+ + SO42- + 2Na+ + 2OH- = 2Na+ + SO42- + Zn(OH)2↓
Zn2+ + 2OH- = Zn(OH)2↓
Образование белого осадка.
Затем в вытяжном шкафу добавляем по каплям 6 н. раствор едкого гидроксида натрия до полного растворения осадка вследствие образования комплексного аниона тетрагидроксоцинка.
Zn(OH)2+2NaOH=Na2[Zn(OH)4]
Zn(OH)2 + 2Na+ + 2OH- = Zn(OH)42- + 2Na+
Zn(OH)2 + 2OH- = Zn(OH)42-
Ответ на вопрос: Какое свойство гидроксида цинка иллюстрирует данный опыт?
– Данный опыт иллюстрирует кислотные свойства гидроксида цинка, поскольку реагирует с щелочью. Однако стоит отметить, что гидроксид цинка амфотерен, так как реагирует не только с щелочью, но и с кислотой.
Опыт 7. Образование труднорастворимого гексоацианоферрата (3).
А. K4[Fe(CN)6]+FeCl3 = KFe[Fe(CN)6] ↓+ 3KCl
4K++[Fe(CN)6]4-+Fe3++3Cl- = KFe[Fe(CN)6] ↓+ 3K++3Cl-
K++[Fe(CN)6]4-+Fe3+= KFe[Fe(CN)6]↓
Образование темно-синего осадка
Б. 2K3[Fe(CN)6]+3FeSO4 = Fe3[Fe(CN)6]2↓+ 3K2SO4
6K++[Fe(CN)6]3- + 3Fe2++3SO42- = Fe3[Fe(CN)6]2↓+ 6K+ + 3SO42-
[Fe(CN)6]3- + 3Fe2+ = Fe3[Fe(CN)6]2↓
Образование темно-синего осадка
Вывод:
В данной лабораторной работе я познакомилась с методами получения комплексных соединений и их свойствами. Различные комплексные соединения обладают характерными свойствами: придают особый цвет растворам, выпадают в осадок, либо растворяются. Свойства комплексных соединений зависят от качественного и количественного состава внутренней и внешней сферы.
