6. Використання комплексних сполук, колоїдних систем та окисно-відновних реакцій у якісному аналізі.

6.1. Класифікація комплексних сполук.

Комплексна сполука – це сполука, яка утворена шляхом приєднання одного чи кількох іонів або молекул до одного чи кількох іонів або молекул.

ліганди

Ku[Fe(CN)₆]

I

II

Комплексоутворювач

I – зовнішня сфера

II – внутрішня сфера

Комплексні сполуки – електроліти дисоціюють ступінчасто:

K₄[Fe(CN)₆] → 4K⁺+ [Fe(CN)₆]^4- (1ступ.)

[Fe(CN)₆]^4- ↔ Fe²⁺ + 6CN^- (2 ступ.)

Класифікація комплексних сполук

З позиції теорії електролітичної дисоціації координаційні сполуки є:

а) електроліти

б) неелектроліти

Електроліти поділяють на:

основи ([Cu(NH₃)₄](OH₂); [Ag(NH₃)₂IOH];)

кислоти (H₂[CoCl₄]; H₂[SiF₆]; H[BF₄])

cолі (K₃[Co(NO₂)₆]; NaK₂[Co(NO₂)₆])

За природою ліганда координаційні сполуки є:

• Аквакомплекси ([Cr(OH₂)₆]³⁺, [Fe(OH₂)₆^-]³⁺)

• Амінокомплекси ([Co(NH₃)₆]³⁺, [Ag(NH₃)₂]⁺)

• Гідроксокомплекси (Cr(OH)₆)^3-, [Al(OH)₆]^3-

За знаком заряду комплексу:

• катіонні комплекси ([Co(NH₃)₂Cl₃], [Zn(NH₃)₄](OH)₂)

• аніонні комплекси (K[BiJ₄], K[HgJ₄])

• нейтральні ([Pt(NH₃)₂Cl₂], [Co(NH₃)₃Cl₃])

6.2. Використання координаційних сполук

Координаційні сполуки широко використовуються в аналітичній хімії:

1. Для виявлення катіонів:

Fe³⁺ + [Fe(CN)₆]^4- + K⁺ → Kfe[Fe(CN)₆]↓

2. Для стабілізації нестійких ступенів окислення атомів деяких хімічних елементів:

[SbCl₆], [SnCl₆]^2-, [PbJ₆]^2- тощо.

3. Для відокремлення шостої і п’ятої груп катіонів під час системного аналізу катіонів шести аналітичних груп за кислотно-лужною системою аналізу:

[Al(OH)₆]^3-, [Cr(OH)₆]^3-, [Zn(OH)₄]^2- та інш.

4. Для розчинення осадів:

AgCl + 2NH₃ ∙ H₂O → [Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H₂O

5. Для демаскування окремих йонів:

[Ag(NH₃)₂]Cl + 2H⁺ → AgCl + 2NH₄⁺

6. Для зміни кислотно-основних властивостей

Al(OH)₃ + 6F^- → [AlF₆]^3- + 2NH₄⁺

7. Для зміни окисно-відновних властивостей йонів:

2J^- + 2Fe³⁺ → J₂ + 2Fe²⁺

За законом дії мас процес дисоціації комплексного йона характеризується константою рівноваги, яка свідчить про стійкість комплексного йона і називається константою нестійкості комплексної сполуки.

[Ag(NH₃)₂]⁺ ↔ Ag⁺ + 2NH₃

Чим менше значення К_н, тим більш стійка комплексна сполука, тим більший інтервал рН комплексоутворення, оскільки рН меншою мірою впливає на комплексоутворення.

Якщо комплексна сполука дисоціює в декілька стадій, то константи рівноваги цих проміжних реакцій називаються ступінчастими константами нестійкості. Величина, обернена константі нестійкості, називається загальною константою стійкості комплексної сполуки.

Шляхи руйнування комплексних сполук:

1. Зміна рН:

[Ag(NH₃)₂]⁺ + Cl^- + 2H⁺ → AgCl↓ + 4NH₃

[Zn(NH₃)₄]²⁺ + 4OH^- → [Zn(OH)₄]^2- + 4NH₃

2. Дія осаджувача:

[Cu(NH₃)₄]²⁺ + H₂S → CuS + 2NH₃ + 2NH₄⁺

3. Дія окисника:

[Zn(NH₃)₄]²⁺ + 6Ocl^- → Zn²⁺ + 2N₂ + 6Cl^- + 6H₂O

4. Розбавлення розчину:

H₂[CoCl₄] CoCl₂ + 2HCl

Голубий колір рожевий колір

Розчину розчину

Література

1. А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий «Аналитическая химия», часть І. Москва, «Высшая школа», 1990 г.

2. А.Т. Пилипенко, И.В. Пятницкий «Аналитическая химия», часть ІІ, Москва, «Высшая школа», 1990.

3. Н.Я.Логинов, А.Г. Воскресенский, И.С. Солодкий «Аналитическая химия», Москва, «Просвещение», 1975 г.

4. В.П. Васильев ««Аналитическая химия», часть І. Москва, «Высшая школа», 1989 г.

5. В.П. Васильев ««Аналитическая химия», часть ІІ. Москва, «Высшая школа», 1989 г.

6. В.П. Васильев, Р.П. Морозова, Л.А. Кочергина. Аналитическая химия. Лабораторный практикум. – M.: Дрофа, 2004 – 416 c.

7. В.П. Васильев, Л.А. Кочергина, Т.Д.Орлова. Аналитическая химия. Сборник вопросов, упражнений и задач.– M.: Дрофа, 2003 –320 c.

8. В.П. Васильев, В.Е. Калинина, Л.А. Кочергина, А.Н.Куракин, П.М.Милюков, Г.А.Прик. Сборник вопросов и задач по аналитической химии. – M.: Высшая школа, 1976 – 216 c.

9. В.П. Васильев. Аналитическая химия. Книга 1 и 2. – M.: Дрофа, 2003. – 458 c.

10. Д.Д.Лучевич, А.С.Мороз, О.В.Грибальська. Аналітична хімія. Підручник. – К.:Медицина, 2009 – 416 с.

11. Т.В. Солодовнік „Аналітична хімія та інструментальні методи аналізу. Лабораторний практикум”, Черкаси: ЧДТУ, 2009, - 194 с.

12. А.С. Сегеда «Аналітична хімія. Якісний аналіз», Київ, ЦУЛ, 2002.

13. A.С. Сегеда. Аналітична хімія. Кількісний аналіз. – Київ: ЦУЛ. Фітосоціоцентр, 2006. – 544 c.

14. А.С. Сегеда. Р.Л. Галаган. Збірник задач і вправ з аналітичної хімії. Якісний аналіз. – Київ: ЦУЛ. Фітосоціоцентр, 2002. – 429 с.

15. А.С. Сегеда. Збірник задач і вправ з аналітичної хімії. Кількісний аналіз. – Київ: ЦУЛ. Фітосоціоцентр, 2005. – 491 c.

27