Правила по технике безопасности

1. Прежде чем приступить к выполнению лабораторной работы, изучите методику ее проведения, получите инструктаж по технике безопасности (с последующей росписью в журнале) и разрешение преподавателя на выполнение работы.

2. Ознакомьтесь с расположением выключателей вентиляции и общего рубильника, отключающего электроснабжение лабо­ратории.

3. Выполнение работы разрешается только на специально оборудован­ном рабочем месте. Хождение по лаборатории, не связанное с проведением эксперимента, запрещено.

4. При выполнении работы соблюдайте максимальную осторожность. По­мни­те, что невнимательность и небрежность могут повлечь несчастные случаи.

5. Все опыты с токсичными и неприятно пахнущими веществами проводить в вытяжном шкафу. Не пробовать вещества на вкус, а запах вещества испытывать только в случае, если это предусмотрено методикой эксперимента

6. Будьте осторожны при работе с растворами кислот и щелочей, остерегайтесь попадания на кожу и одежду; в случае попадания быстро промойте пораженное место сильной струей воды.

7. Не зажигайте газовые горелки без разрешения преподавателя. При нагревании пробирку держите наклонно под углом 45°, направляя открытое отверстие пробирки от себя и от окружающих. Следует два-три раза прогреть пламенем пробирку по всей длине, а затем нагревать только нижнюю часть, заполненную жидкостью.

8. Во избежание загрязнения реактивов не ссыпайте и не сливайте обратно в склянки излишне взятые количества веществ. Взяв реактив для проведения опыта, сразу закройте склянку пробкой и поставьте на место. Не путайте пробки, закрывая склянки.

9. По окончании работы доложите преподавателю о полученных ре­зуль­татах, рабочее место приведите в порядок и сдайте дежурному или лаборанту.

Лабораторная работа «комплексные соединения»

Цель работы: ознакомиться на конкретных примерах со способами получения комплексных соединений и способами подтверждения их комплексной природы

1. Теоретическая часть

1.1. Общие сведения о комплексных соединениях

В химии большое значение имеет обширный класс особых соединений, получивших название комплексных (или координационных) соединений.

Комплексными соединениями называются такие молекулярные соединения, в состав которых входят сложные (комплексные) ионы, способные к самостоятельному существованию в растворе.

Например, соединение К₂[РtCl₆] диссоциирует в водном растворе с образованием комплексного иона [РtCl₆]^2– и двух катионов К⁺:

К₂[РtCl₆] ^←_→ 2К⁺ + [РtCl₆]^2–.

Впервые комплексные соединения были получены в середине 19 века, и их строение долгое время оставалось невыясненным. Для объяснения строения и свойств комплексных соединений швейцарский химик Альфред Вернер выдвинул идею о координации, т.е. пространственном окружении иона металла анионами или нейтральными молекулами. Основные положения своей координационной теории Вернер опубликовал в 1893 году, и она легла в основу современных представлений о строении комплексных соединений.

Координационная теория Вернера заключается в следующих основных положениях:

1. В молекуле комплексного соединения один из ионов занимает центральное место и называется комплексообразователем. В роли комплексообразователя могут выступать:

а) положительно заряженные ионы металлов (Ag⁺, Cu⁺, Co³⁺, Ni²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Pt²⁺, Pt⁴⁺ и т.д.);

б) нейтральные атомы металлов, относящихся к d-элементам (Сr, Рd, Мn, Cd, Мо и др.);

в) атомы неметаллов в различной положительной степени окисления (В ³⁺, S i⁴⁺, P⁵⁺, S⁶⁺, I⁷⁺);

г) отрицательные ионы (I^–, S^2–) и др.

2. Вокруг комплексообразователя координируются некоторое количество противоположно заряженных ионов или электронейтральных молекул, называемых лигáндами (аддендами). Почти все лиганды обладают одной или несколькими неподеленными парами электронов. В роли лигандов могут выступать:

а) анионы ОН^–, Cl^–, F^–, NO₂^–, CN^–, CO₃^2– и другие;

б) катионы Н⁺, N₂H₅⁺ и другие;

в) электронейтральные полярные молекулы, например Н₂О, NН₃, CО, NO, или неполярные, но легко поляризующиеся молекулы (например, в которых присутствуют π-связи).

3. Комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу комплексного соединения. Внутренняя сфера в значительной степени сохраняет стабильность при растворении вещества. Это определяется тем, что между комплексообразователем и лигандами устанавливается донорно-акцепторная химическая связь, что затрудняет распад комплекса на ионы в ходе процесса электролитической диссоциации^. Таким образом, связь между лигандом и комплексообразователем является неионогенной, а значит относительно более прочной.

При записи формулы комплексного соединения внутреннюю сферу заключают в квадратные скобки, чтобы подчеркнуть прочность химических связей, объединяющих структурные элементы внутренней сферы. Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, составляют внешнюю координационную сферу, которая с внутренней сферой комплекса связана ионогенно и, следовательно, сравнительно непрочно.

4. Количество лигандов (ионов или молекул), непосредственно связанных во внутренней сфере с комплексообразователем, называют координационным числом. Например, в комплексной соли [Ag(NН₃)₂]Cl ион серебра является комплексообразователем, молекулы NН₃ — лигандами, и координационное число равно двум. Таким образом, [Ag(NН₃)₂]⁺ представляет собой комплексный ион, а ионы хлора составляют внешнюю сферу комплексного соединения.

Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и его лигандов. Так заряд комплексного иона [Fe(CN)₆]⁴⁺ составляется из зарядов Fe²⁺ и шести ионов CN^–, т.е. заряд комплексного иона равен – 4:

(+2)_{(заряд Fe}2+₎ + (– 6)_{(заряд CN}-₎ = – 4.

Если лигандами являются нейтральные молекулы NН₃, Н₂О и другие, то заряд комплексного иона равен заряду комплексообразователя. Например, заряд комплексного иона [Cu(NН₃)₄] ²⁺ равен:

(+2)_{(заряд Cu}2+₎ + 0_{(заряд NН3)} = +2.

Зная заряд комплексного иона, можно легко вычислить заряд комплексообразователя. Так в молекуле K₄[Fe(CN)₆]^–4 внешняя сфера представлена четырьмя ионами калия, следовательно, заряд иона [Fe(CN)₆]⁴⁺ должен быть равен – 4. Заряд иона железа вычисляется из уравнения:

x_{(заряд иона железа)} + (– 6)_{(общий заряд шести ионов CN}-₎ = – 4,

откуда следует, что заряд иона железа, принятый за x, равен +2.