Разделы, выносимые на самостоятельную подготовку: 1) номенклатура комплексных соединений, 2) геометрия комплексных соединений.

Домашнее задание для подготовки к занятию. ЕОХ 1993 с.191-203; ЛББХ 1989 с.219-227; СОХЖ 2000 с.243-265. Разберите примеры решения задач ГЗХ 1,2,3 гл. IX

Письменнное задание к занятию № 1.

1. Для приведенных комплексных соединений: Na₂[PdJ₄]; [Cu(Н₂О)₄](NO₃)₂; [Pt(NH₃)₄Cl₂]

 укажите внутреннюю и внешнюю сферы

 напишите уравнение первичной диссоциации

 охарактеризуйте состав внутренней сферы по плану:

а) заряд внутренней сферы и тип комплексной частицы по этому заряду

б) комплексообразователь и его степень окисления

в) лиганды и их заряд

г) координационное число

 назовите комплексное соединение

2. Напишите формулы комплексных соединений

а) гексанитрокобальтат (III) калия б) бромид гексааминжелеза (III)

в) трифторотриаквахром

Задания 1 и 2 выполните в виде таблицы по образцу

Формулы к.с. и название	Внутренняя сфера				Вне-шняя сфера	Уравнение по 1 и 2 ступени диссоциации и Кн
	заряд	централь-ный атом	к.ч.	лиганды и их заряд
[Ag(NH3)2]Cl хлорид диамминсеребра	[Ag(NH3)2]^+	Ag^+	2	2NH3	Cl^	1.[Ag(NH3)2]Cl [Ag(NH3)2]^++ Cl^ 2.[Ag(NH3)2]^+Ag^++ +2NH3

Письменное задание к занятию № 2.

1. Назовите следующие электронейтральные комплексные соединения:

а) [Cr(H₂O)₄PO₄], б) [Cu(NH₃)₂^. (SCN)₂], в) [Pd(NH₂OH)₂Cl₂], г) [Rh(NH₃)₃(NO₂)₃],

д) [Pt(NH₃)₂Cl₄].

2. Напишите формулы перечисленных комплексных соединений. Определите К.Ч.: а)триамминфосфатохром; б)диамминдихлороплатина; в) триамминтрихлорокобальт. В каждом из этих комплексов укажите степень окисленности комплексообразователя.

3. Установите: в каких случаях произойдет взаимодействие между растворами указанных электролитов. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекуляр-ной форме:

а) K₂[HgJ₄] + KBr; б) ) K₂[HgJ₄] + KСN; в) [Ag(NH₃)₂]Cl + K₂S₂O₃;

г) K[Ag(CN)₂] + K₂S₂O₃ ; д) K[Ag(CN)₂] + NH₃; е) K[Ag(NО₂)₂ + NH₃

ж) [Ag(NH₃)₂]Cl + NiCl₂; з) K₃[Cu(CN)₄] + Hg(NO₃)₂

Факультативно. Решите задачи: ГЗХ 1985 № 727,728,731,733.

Примеры билетов тестового контроля (А) и контрольной работы (Б)

А. 1. Что является комплексообразователем в комплексном соединении: K₂[PtCl₆]

1) Cl^ 2) K⁺ 3) Pt⁺⁴

2. Какие из перечисленных соединений представляют собой анионные комплексы:

1) K₂[PdBr₄] 2) NH₄[CoCl₄] 3) [Cr(NH₃)₆]Cl₃ 4) [Ni(CО)₅]

3. Укажите, в каком из комплексов заряд центрального атома равен +2

1) [Co⁺₃(H₂O)₄Cl₂] 2) [Fe⁺³(NH₃)₄Cl₂] 3) [Pt(NH₃)₂NO₂]Br 4) [Pd(NH₃)₂(CN)₂]

4. Чему равно координационное число в комплексном соединении Na₃[Fe(SO₄)₃]:

1) 3 2) 4 3) 5 4) 6 5) 7

5. Укажите наиболее устойчивый комплексный ион:

1) [Ag(NH₃)₂]⁺ ; 2) [Ag(CN)₂]^ ,

3) [Cu(CN)₄]^2

Б. 1. Составьте формулу: тетрахлородигидроксоплатинат (IV) аммония, рассмотрите состав комплексного соединения.

2. Дайте название: [Co (NH₃)Br]SO₄

Примеры решения типовых задач.

1.Определение состава комплексного иона.

Задача 1. Определите состав и заряд комплексного иона [Fe(CN)₆]^х, в котором железо проявляет степень окисления (+3)

Решение. Заряд комплексообразователя иона железа равен + 3, а заряд шести цианид-ионов равен 6. Следовательно, алгебраическая сумма зарядов будет равна (+3)+(6) = = 3; Fe³⁺ - комплексообразователь, 6CN^ - лиганды; координационное число комплексообразователя равно 6.

2.Номенклатура комплексных соединений.

По рациональной номенклатуре сначала называется анион, а затем в родительном падеже катион, с указанием его степени окисления.

В названии комплексного иона перечисляются все его составные части: вначале лиганды ионного происхождения, а затем молекулярного, Все лиганды перечисляются в алфавитном порядке,

Число частиц одинаковых лигандов указывается перед их названием греческим числительным: 2  ди, 3 – три, 4 – тетра. Последним указывается комплексообразователь.

Анионные лиганды: к химическому названию добавляется гласная -«о»:

F^ фторо, CN^ циано, OH^ гидроксо, SO₄^2 сульфато, NO₂^– нитро, и т.д.

Молекулярные лиганды: NH₃ – аммин, H₂O – аква, CO – карбонил, N₂H₄ – гидразин, NO – нитрозил, указываются без окончания.

Комплексообразователь: в катионном комплексе дается русское название элемента, в анионном комплексе добавляется суффикс –«ат» к корню слова латинского названия элемента. Если комплексообразователь проявляет несколько степеней окисления, то после его названия в скобках римской цифрой указывается степень окисления.

Задача 2. Назовите комплексные соли:

1.[Pt(NH₃)₆]Cl₄,  (комплексный катион) хлорид гексаамминплатины (II)

2. К₂[Со(СNS)₄] – (комплексный анион) тетратиоцианокобальтат (II) калия

3. [Рt(NH₃)₂Сl₄] – (нейтральный комплекс) тетрахлородиамминплатина.

3. Равновесие в растворах комплексных соединений

Задача 3. Определите концентрацию ионов Hg²⁺ и Cl^ в 0,1 М K₂[HgCl₄].

Р ешение. Так как концентрация раствора невысокая, а все соли диссоциированы нацел о, считаем, что общая концентрация иона [HgCl₄]^2 также равна 0,1 моль/л. Пишем уравнение диссоциации комплексного иона: [HgCl₄]^2 Hg²⁺ + 4Cl^

Записываем выражение константы нестойкости, взяв ее значение из таблицы:

= 6·10^17

Обозначим [Hg²⁺] через х. Тогда [Cl^]= 4х, [HgCl₄]^2 - примем равной общей концентрации раствора ( 0,1 моль /л), так как константа нестойкости этого комплекса очень мала. Подставляем все значения в выражение константы нестойкости:

= 6·10^17, откуда: 256х⁵ = 6·10^18 ;

х = = ≈ 1,2 ^.10^4 моль/л = [Ag⁺]

Концентрация ионов Cl^ будет в 4 раза больше: [Cl^-] = 1,2 ^.10^{-4 .} 4 = 4,8 ^.10^-4 моль/л

Ответ: [Hg²⁺] = 1,2 ·10^4 моль/л, [Cl^] = 4,8 ·10^4 моль/л

Контрольные вопросы для самопроверки.

1. Какие соединения называются комплексными?

2. Дайте определение понятию центральный атом (комплексообразователь).

3. Назовите атомы и ионы, которые чаще являются центральными атомами К.С.

4. Что такое лиганд? Приведите примеры ионов и молекул, являющихся лигандами.

5. Что называют дентатностью лиганда? Приведите примеры моно-, ди- и полидентатных лигандов.

6. Дайте определение понятию координационнное число центрального атома. Какое значение оно обычно принимает?

7. Как классифицируют К.С. в зависимости от природы лиганда? Что такое хелаты?

8. Как классифицируют К.С. в зависимости от заряда их внутренней сферы? Как определяется заряд внутри сферы?

9. Какие типы химических связей встречаются в К.С.? Какую роль выполняет центральный атом и лиганды при образовании К.С.?

10. Дайте определения понятиям «первичная и вторичная диссоциация К.С.»

11. Что называется константой нестойкости?

12. Гемоглобин и его производные. Чему равно координационное число у железа в гемоглобине? Сколько с ним связано лигандов?

13. Как называют хелатные комплексы гемоглобина, хлорофилла, витамина В₁₂?

14. В каких случаях возможно образование и разрушение К.С.? Какими реактивами можно разрушить: а) гидроксокомплексы б) аммиачные комплексы?

15. Приведите примеры комплексов, играющих важную роль или применяемых в медицине.

Программа контрольной работы N 2.

I. Свойства растворов электролитов.

Электролитическая диссоциация. Положения теории Аррениуса. Механизм диссоциации. Степень диссоциации. Деление электролитов на слабые и сильные. Примеры сильных и слабых электролитов. Константа диссоциации слабых электролитов.Закон разведения Оствальда. Образование ионных атмосфер в растворах сильных электролитов. Коэффициент активности и активность ионов. Ионная сила раствора. Роль электролитов в организме.

II. Протонная теория кислот и оснований Бренстеда и Лоури.

Основные понятия: кислота, основание, кислотно-основная пара,

константа кислотности и рК_а. Сильные и слабые кислоты.

III. Ионное произведение воды.

Водородный показатель рН. Расчет рН в растворах электролитов. Шкала рН. Методы измерения рН. Значения рН некоторых биологических жидкостей.

IV. Гидролиз солей.

Типичные случаи гидролиза солей. Негидролизующиеся соли. Факторы, влияющие на гидролиз. Движущая сила гидролиза. Значение гидролиза в биохимических процессах.

V. Буферные системы.

Состав, механизм буферного действия. Расчет рН буферных растворов. Буферная емкость, кислотная и основная. Буферные системы крови: гидрокарбонатная, фосфатная, гемоглобиновая, белковая. Состав и механизмы их действия. Кислотно-щелочное равновесие, его основные показатели. Щелочной резерв крови. совместное действие гидрокарбонатной и гемоглобиновой буферных систем. Понятие о кислотно-щелочном равновесии организма. Ацидоз и алкалоз.

VI. Гетерогенные равновесия.

Реакции осаждения и растворения. Произведение растворимости (константа растворимости). Условия образования и растворения осадков. Расчет растворимости малорастворимых электролитов.

VII. Окислительно-восстановительные процессы.

Окислительно-восстановительные реакции. Процессы окисления и восстановления. Типичные окислители и восстановители. Окислительно-восстановительная двойственность Примеры. Сопряженные окислительно-восстановительные (ОВ) пары. Сравнительная сила окислителей и восстановителей. Электродные потенциалы. Механизмы их возникновения. Зависимость от различных факторов (уравнение Нернста). Измерение электродных потенциалов с помощью гальванической цепи. Водородный электрод. Окислительно-восстановительные потенциалы. Зависимость ОВ-потенциалов от различных факторов (уравнение Петерса). Направление самопроизвольного протекания ОВ-процессов. Взаимосвязь ЭДС и ΔG. ОВ-процессы в живом организме. Диффузный и мембранный потенциалы.

VIII. Равновесия в растворах комплексных соединений.

Строение комплексных соединений по теории Вернера (структура, состав внутренней сферы, координационное число, классификация). Природа химический связи в комплексных соединениях. Пространственная конфигурация комплексных молекул и ионов. Первичная и вторичная диссоциация. Константы нестойкости. Лигандообменные равновесия. Условия образования и разрушения комплексных соединений. Хелаты. Гемоглобин и его производные.

Пример билета контрольной работы N 2.

1. Сильные электролиты. Особенности их диссоциации. Активность ионов. Коэффициент активности. Ионная сила раствора.

2. Приведите уравнение гидролиза сульфата меди (II). Как повлияет добавление ОН^ ионов к раствору на степень гидролиза?

3. Из приведенных кислот для самой слабой напишите уравнение диссоциации и выражения рК_а: сернистая (рК_а=1.78), угольная (рК_а=6.35), синильная (рК_а= 9.31).

4. Слили два раствора одинакового объема: 0.02 М раствор NaOH и 0.04 М раствор HNO₃. Каков характер среды в полученном растворе? Рассчитайте его рН.

5. Напишите состав и механизм буферного действия смеси, одним из компонентов которой является HCO₃^.

6. Рассчитайте рН буферного раствора, составленного из растворов одинаковой концентрации гидроксида аммония и хлорида аммония, причем раствора соли взято в 10 раз меньше по объему. Каков характер среды в полученном буферном растворе?

7. Определите направление ОВ-реакции, расставьте коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель: H₂O₂ + KMnO₄ + KOH ↔ K₂MnO₄ + O₂ + H₂O

8. Для гексацианокобальтата (III) аммония приведите

а) формулу с указанием внешней и внутренней сферы;

б) состав внутренней сферы и координационное число;

в) вторичную диссоциацию и выражение константы нестойкости.

9. Рассчитайте концентрацию ионов серебра в насыщенном водном растворе хлорида серебра, если ПР_AgCl = 1.8·10^10.

Задания для подготовки к контрольной работе N 2.

1. Напишите уравнения гидролиза и укажите, как повлияет на степень гидролиза добавление H⁺ и OH^-ионов: а) нитрат меди (II); б) сульфат железа(III).

2. Для кислот напишите уравнения диссоциации, а для самой слабой из них приведите выражение рК_а и формулу сопряженного основания: а) синильная кислота (рК_а=9.3); б) плавиковая кислота (рК_а=3.2); в) уксусная кислота (рК_а = 4.8).

3. Рассчитайте значения рН: а) в 0.02 М растворе H₂SO₄ ; б) в 0.1 М растворе KOH; в) в растворе, полученном сливанием равных объемов 0.1 М раствора KOH и 0.2 М раствора HNO₃.

4. Допишите второй компонент буферной смеси и приведите механизм буферного действия: а) HPO₄^2 ; б) HНbO₂ ; в) H₃N⁺PtCOO^

5. а) Рассчитайте рН буферной смеси, составленной из растворов:

30 мл 0.1 н ацетата натрия и 60 мл 0.3 н уксусной кислоты.

б) Сколько миллилитров ацетата натрия и уксусной кислоты следует взять для приготовления 500 мл буферного раствора с рН = 5.75?

в) Рассчитайте кислотную буферную емкость смеси, если добавление 5 мл 0.2 н раствора HNO₃ к 100 мл буферного раствора изменяет рН от 5 до 4.

6. Определите направление ОВ-реакций и расставьте коэффициенты:

а) H₂O₂ + Na₂SO₃ ↔ Na₂SO₄ + H₂O; б) FeSO₄ + Br₂ + H₂SO₄ ↔ Fe₂(SO₄)₃ + HBr

в) KMnO₄ + H₂O₂ ↔ MnO₂ + KOH + O₂ + H₂O

7. Рассмотрите состав комплексного соединения, напишите его диссоциацию и выражение константы нестойкости (К_н): а) гидроксид хлородиаквахрома (III);

б) дихлородикарбонилдиамминникель (II); в) дигидроксодинитроцинкат аммония.

8. Рассчитайте, выпадет ли осадок PbJ₂ при сливании равных объемов

а) 0.2 М раствора нитрата свинца и 0.02 М раствора иодида натрия;

б) 0.002 М раствора нитрата свинца и 0.002 М раствора иодида натрия;

в) какое вещество нужно добавить к осадку PbJ₂, чтобы он растворился? Почему?