- •Федеральное агентство по образованию Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет
- •Волгоград 2010
- •Введение
- •Правила по технике безопасности
- •Лабораторная работа «комплексные соединения»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Общие сведения о комплексных соединениях
- •1.2. Природа химической связи в комплексных соединениях
- •1.3. Устойчивость комплексного иона
- •1.4. Номенклатура комплексных соединений
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «скорость химических реакций»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Скорость гомогенных и гетерогенных реакций
- •1.2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации
- •1.3. Зависимость скорости реакции от температуры
- •1. 4. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольное задание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «катализ»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Общие сведения о катализе
- •1.2. Гомогенный катализ
- •1.2. Гетерогенный катализ
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «химическое равновесие»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Обратимые и необратимые реакции
- •1.2. Химическое равновесие и вывод константы равновесия
- •1.3. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье
- •1. 4. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольное задание
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «ионообменные реакции»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Электролитическая диссоциация; сильные и слабые электролиты
- •1.2. Принципы протекания ионообменных реакций
- •1. 3. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольное задание
- •1.2. Влияние одноименных ионов на растворимость и солевой эффект
- •1.3. Растворимость осаждаемого соединения и образование осадков
- •1. 4. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа «водородный показатель. Гидролиз солей»
- •1. Теоретическая часть
- •1.1. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель
- •1.2. Гидролиз солей
- •1.2. Степень гидролиза и константа гидролиза
- •1. 4. Примеры решения задач
- •2. Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Дополнительная
- •400074, Волгоград, ул. Академическая, 1
1.3. Устойчивость комплексного иона
Комплексные ионы различных комплексных соединений по степени своей прочности и стойкости значительно отличаются друг от друга. Одни из них характеризуется высокой прочностью, практически не диссоциируют в водных растворах, некоторые не разрушаются даже под действием сильных реагентов и длительном нагревании. К стойким комплексным ионам относятся, например: [Рt(NН3)6]4+, [Fe(CN)6]3+, [Fe(CN)6]4+. Поэтому в растворах комплексных солей, содержащих указанные ионы, не удается определить наличие ионов Pt4+, Fe2+, Fe3+, CN–, используя обычные реактивы, применяемые при химическом анализе
Другие комплексные ионы менее устойчивы. Например, ион [Ag(CN)2]– в комплексной соли К[Ag(CN)2] в водных растворах диссоциирует, хотя и в малой степени, по уравнению:
[Ag(CN)2]– ←→ Ag+ + 2CN–.
Поэтому ион Ag + можно обнаружить с помощью чувствительных реактивов на ион серебра. Еще менее устойчив комплексный ион [Ag(NН3)2]+ с атомом серебра в качестве комплексообразователя, он в еще большей степени подвергается диссоциации в водных растворах.
Диссоциация комплексных ионов, подобно диссоциации молекул обычных электролитов, является процессом обратимым и подчиняется закону действия масс. Процесс характеризуется соответствующей константой диссоциации, которую в данном случае называют константой нестойкости и обозначают Кн.:
,
.
Чем меньше константа нестойкости комплексного иона, тем более устойчив комплексный ион, что можно видеть из данных табл. 1.
Таблица
Примеры комплексных соединений. Константы нестойкости комплексных ионов
Комплексное соединение |
Комплексообразователь |
Координационное число |
Степень окисления комплексообразователя |
Комплексный ион. |
Заряд комплексного иона |
Константа нестойкости комплексного иона |
K[Ag(CN)2] |
Ag |
2 |
+1 |
[Ag(CN)2] |
1– |
8∙10–22 |
[Ag(NH3)2] Cl |
Ag |
2 |
+1 |
[Ag(NH3)2] |
1+ |
9,3∙10–8 |
[Cu(NH3)4] SO4 |
Cu |
4 |
+2 |
[Cu(NH3)4] |
2+ |
2,1∙10–13 |
K2[HgJ4] |
Hg |
4 |
+2 |
[HgJ4] |
2– |
1,5∙10–30 |
K3[Fe(CN)6] |
Fe |
6 |
+3 |
[Fe(CN)6] |
3– |
1∙10–31 |
K4[Fe(CN)6] |
Fe |
6 |
+2 |
[Fe(CN)6] |
4– |
1∙10–24 |
Чрезвычайно малая величина Кн для комплексного иона [Fe(CN)6]3– указывает на то, что связи между ионом Fe3+ и ионами CN– очень прочны, они являются неионогенными, поэтому при растворении соли не удается обнаружить наличие свободного иона Fe3+ с помощью качественных реакций.
В этом проявляется отличие комплексных соединений от так называемых двойных солей. Последние представляют соли, образованные двумя металлами и одной кислотой, они могут образоваться, например, при кристаллизации из раствора, содержащего две соли. Например, если в растворе содержался сульфат калия К2SО4 и сульфат алюминия Al2(SO4)3 , то при кристаллизации образуется двойная соль КAl(SО4)2·12Н2О. При растворении двойные соли диссоциируют на те же ионы, из которых они образовались:
КА1(SO4) 2 ←→ К+ + Al3+ + 2SO42–,
поэтому можно с помощью качественных реакций убедиться, что в растворе присутствуют самостоятельные ионы Al3+ и SO42–.