Комплексные соединения

Комплексные соединения сложные вещества, в которых можно выделить центральный атом (комплексообразователь) и связанные с ним молекулы или ионы – лиганды или адденды..

В комплексном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферы. Внутреннюю сферу составляют комплексообразователь (центральный ион или атом) и лиганды.

Внешнесферная диссоциация комплексных соединений происходит в водных растворах практически полностью. Эта диссоциация называется первичной. Обратимый распад внутренней сферы комплексного соединения называют вторичной диссоциацией. Диссоциация комплексного иона характеризуется константой равновесия, которая называется константой нестойкости комплексного иона и служит мерой устойчивости комплекса.

Пример. Укажите в нижеприведенных комплексных соединениях комплексообразователь, его степень окисления, координационное число, лиганды, заряд комплексного иона.

1.[Cr (H₂O)₆]Cl₃, 2.K[Cu(CN)₂], 3.[Pt(NH₃)₄Cl₂]Cl₂.

Решение. В указанных соединениях комплексообразователями являются ионы Cr³⁺, Cu⁺, Pt⁴⁺,координационные числа соответственно равны 6, 2, 6. Лигандами в первом соединении являются шесть молекул воды, во втором – два иона CN⁻ и в третьем – четыре молекулы аммиака и два иона Cl⁻.

Заряд комплексного иона равен сумме зарядов комлексообразователя и лигандов. В первом соединении заряд комплексного иона равен: +3+6·0 =+3, во втором: +1+(−2) = −1, в третьем: 4+4·0 +(−2) = +2.

При растворении в воде эти комплексные соединения диссоциируют с отщеплением комплексного иона:

1.[Cr(H₂O)₆]Cl₃↔[Cr(H₂O)₆]³⁺ + 3Cl⁻

2.K[Cu(CN)₂]↔K⁺+ [Cu(CN)₂]^─;

3.[Pt(NH₃)₄Cl₂]Cl₂↔[Pt(NH₃)₄Cl₂]²⁺+2Cl⁻.

Комплексные ионы в большей или меньшей степени диссоциируют:

1.[Cr(H₂O)₆]³⁺↔Cr³⁺+6H₂O;

2.[Cu(CN)₂]^─↔Сu⁺+2CN⁻

3.[Pt(NH₃)₄Cl₂]²⁺↔Pt⁴⁺+ 4NH₃+2Cl⁻.

Константы нестойкости соответственно принимают следующий вид:

К₁ = [Cr³⁺][H₂O]⁶/ [Cr(H₂O)₆ ³⁺];

К₂ = [Cu⁺][CN⁻]² / [Cu(CN)₂⁻];

К₃ = [Pt⁴⁺][NH₃]⁴[Cl⁻]²/ [Pt(NH₃)₄Cl₂²⁺]

.

Лабораторная работа №9 Комплексные соединения.

Опыт 1. Комплексные соединения в реакциях обмена.

а) Взаимодействие гексацианоферрата (II) калия с сульфатом меди.

Выполнение работы. В пробирку к 3 каплям 0,5 н раствора сульфата меди (II) добавить 3 капли 0,5 н раствора комплексной соли K₄[Fe(CN)₆] (гексацианоферрат (II) калия). Отметить цвет образовавшегося осадка гексацианоферрата (II) меди. Написать молекулярное и ионное уравнение реакции.

Опыт2 . Разрушение комплекса при осаждении комплексообразователя

Выполнение работы. В две пробирки с 0,5 н раствором сульфата меди добавить: в одну раствор 0,5 н ((NH₄)₂C₂O₄) оксалата аммония, в другую – 0,5 н раствор ((NH₄)₂S) сульфида аммония. Написать уравнения реакций и отметить цвета выпавших осадков. В двух других пробирках получить комплексное соединение меди, добавив к 2 каплям 0,5 н раствора (CuSO₄) сульфата меди 2 н раствор аммиака (NH₃∙H₂O) до растворения выпадающего вначале осадка основной соли ((CuOH)₂SO₄). Отметить цвет полученного комплексного соединения [Cu(NH₃)₄]SO₄. Написать уравнение реакции взаимодействия сульфата меди с аммиаком, учитывая, что координационное число меди равно четырем.

Испытать действие растворов оксалата аммония и сульфида аммония на полученный раствор комплексной соли меди. От действия, какого реактива выпадает осадок? На присутствие, каких ионов в растворе комплексной соли указывает появление этого осадка?

Запись данных опыта. Описать наблюдаемые явления. Ответить на поставленные по ходу опыта вопросы. Написать уравнения проведенных реакций, уравнение электролитической диссоциации комплексной соли меди и её комплексного иона. Как влияет добавление(NH₄)₂S на диссоциацию комплексного иона? Сравнить табличные значения произведения растворимости соответствующих солей меди

(ПР(CuC₂O₄)= 3∙10⁻⁸; ПР(CuS) = 6∙10⁻³⁶ ) и объяснить, почему одна из солей не выпадает в осадок из комплексного соединения.

Опыт 3. Двойные соли.

Выполнение работы. В трех пробирках приготовить раствор двойной соли (NH₄)₂SO₄·FeSO₄·6H₂O (соль Мора), внеся в каждую пробирку по несколько кристалликов соли и по 4 капли дистиллированной воды. Затем в 1-ю пробирку к раствору соли Мора добавить 2 капли 0,5 н раствора сульфида аммония ((NH₄)₂S), во 2-ю пробирку 2 капли 0,5 н раствора хлорида бария (BaCl₂). Отметить цвет осадков и написать ионные уравнения реакций их образования. На присутствие, каких ионов в растворе двойной соли указывают эти реакции? В 3-ю пробирку добавить 3 капли 2 н раствора едкого натра (NaOH) и подогреть на водяной бане. Подержать над пробиркой полоску универсальной индикаторной бумаги, предварительно смоченную дистиллированной водой. По изменению окраски индикаторной бумаги и по запаху, определить какой газ выделяется из пробирки. На присутствие, каких ионов в растворе двойной соли указывают эта реакция? Учитывая результаты опыта, написать уравнение электролитической диссоциации соли Мора.