Лабораторная работа № 6 комплексные соединения.

Комплексными соединениями называются определенные химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, способные к существованию как в кристаллическом, так и в растворенном состоянии.

Строение комплексных соединений объясняет координационная теория, основу которой составляют следующие положения:

1. центральное место в комплексном соединении занимает комплексообразователь - обычно положительно заряженный ион;

2. вокруг комплексообразователя расположены (координированы) лиганды, т.е. ионы противоположного знака или нейтральные молекулы;

3. комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу комплексного соединения;

4. ионы, не вошедшие во внутреннюю сферу, составляют внешнюю сферу комплексного соединения.

Число, показывающее, сколько лигандов удерживает комплексообразователь, называется координационным числом. Типичными комплексообразователями являются d-элементы. Катионы этих элементов имеют переходные от 8 к 18 электронные уровни и легко поляризуют анионы и полярные молекулы, образуя комплексные ионы. Устойчивость комплексных ионов. Комплексные соединения при диссоциации образуют комплексные ионы, например:

[Ag(NH₃)₂]Cl  [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^-

Такая диссоциация протекает полностью. Комплексные ионы в свою очередь подвергаются вторичной диссоциации:

[Ag(NH₃)₂]⁺  Ag⁺ + 2NH₃

Э та диссоциация протекает в незначительной степени. Применяя закон действующих масс к обратимому процессу, получим выражение константы нестойкости комплексного иона:

Константа нестойкости комплексного иона характеризует прочность внутренней сферы комплексного соединения.

Экспериментальная часть.

Опыт 1: Образование и разрушение комплексного соединения.

а) В пробирку поместить небольшое количество раствора нитрата серебра и прилить двукратный объем раствора хлорида натрия. Что происходит? Осадок отцентрифугировать, слить фильтрат и к осадку добавить раствор аммиака (лучше концентрированного) до его полного растворения. Почему растворился осадок? Написать уравнение реакции. Затем в пробирку с растворенным осадком по каплям прибавить концентрированную азотную кислоту. Объяснить образование осадка и написать уравнение реакции.

б) Получить осадок AgCl, как указано в предыдущем опыте, и отделить его от раствора. К осадку прибавлять по каплям раствор тиосульфата натрия Na₂S₂O₃ до его полного растворения. Написать уравнение реакции.

в) В цилиндрическую пробирку внести несколько кристаллов соли CoCl₂6H₂O и осторожно нагреть. Наблюдать изменение цвета, которое вызвано процессом:

2[Co(H₂O)₆]Cl  Co[CoCl₄] + 12H₂O

Комплекс [Co(H₂O)₆]²⁺ окрашен в розовый цвет, а [CoCl₄]^2- в синий. Охладить пробирку и прибавить несколько капель воды. Что происходит? Написать уравнения реакций.

Опыт 2: Образование соединений с комплексным катионом.

На растворы солей меди (II), никеля и кобальта в отдельных пробирках осторожно, по каплям, подействовать разбавленным раствором аммиака сначала до образования осадков, потом до их растворения. Наблюдать образование окрашенных растворов аммиакатов меди, никеля и кобальта. Написать уравнения реакций.

Опыт 3: Образование соединений с комплексным анионом.

К 2 мл раствора соли алюминия прилить раствор щелочи. Почему выпавший сначала осадок растворяется? Написать уравнения реакций.

Опыт 4: Характер диссоциации двойных и комплексных солей.

Испытать действие раствора роданида аммония на растворы железоаммонийных квасцов и красной кровяной соли. Объяснить наблюдаемое различие. Написать уравнение реакции.

Опыт 5: Влияние концентрации растворов на комплексообразо-вание

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 прилить по каплям дистиллированную воду при взбалтывании до изменения окраски. Объяснить наблюдаемые явления и написать уравнения реакций.

Опыт 6: Получение внутрикомплексного соединения.

В пробирку поместить несколько капель раствора сульфата никеля и прилить равные объемы растворов диметилглиоксима и аммиака. Какое соединение выпадает в осадок? Изобразить структурную формулу этого соединения. Написать уравнение реакции. Чье имя она носит?