Зміст роботи. 1. Утворення і дисоціація сполук з комплексним катіоном

1. Утворення і дисоціація сполук з комплексним катіоном.

а) Налийте в пробірку 1-2 мл розчину аргентум нітрату АgNO₃ і додайте трохи розчину натрій хлориду NaCl. До утвореного осаду аргентум хлориду прилийте розчин амоніаку аж до повного розчинення утвореного осаду. Складіть рівняння спостережуваних реакцій, враховуючи утворення аргентумдиамоніак хлориду. Поясніть зміни, що відбуваються при цьому.

б) Налийте в пробірку 1-2 мл розчину купрум (II) хлориду СuСl₂ і поволі додайте краплями розчин амоніаку до утворення осаду купрум (II) гідроксиду Сu(ОН)₂. Потім прилийте надлишок розчину амоніаку до повного розчинення утвореного осаду з утворенням сильного комплексного купрумтетраамоніак гідроксиду.

Порівняйте забарвлення іонів Сu²⁺ із забарвленням отриманого розчину. Присутність саме яких іонів надає специфічного забарвлення утвореного розчину? Напишіть рівняння реакції отримання сильної комплексної основи та її координаційну формулу, враховуючи, що координаційне число Сu²⁺ дорівнює чотирьом.

Прийміть до уваги ту обставину, що комплексний гідроксид є більш сильною основою завдяки зменшенню поляризуючої дії комплексоутворювача на зовнішню сферу і більшому об'єму катіона за рахунок його комплексності.

Отриманий розчин збережіть для досліду 4.

2. Утворення і дисоціація сполук з комплексним аніоном.

а) До 1-2 мл розчину меркурій (II) нітрату (сильна отрута!) поволі додавайте краплями розведений розчин калій йодиду KІ до утворення осаду гідраргірум (II) йодиду НgI₂. Потім прилийте надлишок розчину калій йодиду KІ до поступового розчинення осаду. Складіть рівняння відповідних реакцій і встановіть координаційну формулу отриманої комплексної сполуки, враховуючи при цьому, що координаційне число Hg²⁺ дорівнює чотирьом.

б) У пробірку з 2-3 мл розчину вісмут нітрату Ві(NO₃)₃ поволі додавайте краплями 0,5 нормальний розчин калій йодиду KІ до випадання осаду вісмут йодиду ВіІ₃. Потім додайте ще декілька крапель розчину калій йодиду KІ до розчинення утвореного осаду. Яке забарвлення матиме отриманий розчин? Поміркуйте, чи може це забарвлення обумовлюватися присутністю
іонів K⁺, І^–, Ві³⁺? Напишіть рівняння реакцій утворення і дисоціації комплексної сполуки та встановіть її координаційну формулу, враховуючи при цьому, що координаційне число Ві³⁺ дорівнює чотирьом.

3. Різниця між простими і комплексними іонами ферум (III).

а) До 1-2мл розчину ферум (III) хлориду FеСl₃ прилийте трохи розчину калій роданіду KSСН. Напишіть рівняння відповідної реакції, що є характерною для ферум (III) іона (Fе³⁺) і тому при необхідності застосовується для його виявлення у відповідній якісній реакції.

б) Доведіть, чи якісно може бути виявленим комплексоутворювач ферум (III)-іона (Fе³⁺) у розчині калій гексаціанферрату K₃[Fе(СН)₆], виконавши дії, аналогічні вказаним у попередньому досліді.

в) Налийте в одну пробірку трохи розчину ферум (III) хлориду FеСl₃, а в іншу – калій гексаціанферрату (III) K₃[Fе(СN)₆] і додайте в кожну з них однаковий об'єм розчину ферум (II) сульфату FеSO₄. Поясніть повну відсутність будь-яких змін у першій пробірці і утворення в другій осаду так званої турнбулевої сині – калій ферум (II) гексаціанферрату (III) KFе[Fе(СN)₆]. Напишіть рівняння відповідних реакцій в молекулярній та іонній формах.

Зауважте, що реакція утворення турнбулевої сині є характерною для комплексного гексаціаноферрат-аніона [Fе(СN)₆] ³⁺.

4. Стійкість і руйнування комплексних іонів.

а) Спочатку отримайте в пробірці аргентумдиамоніак хлорид [Аg(NН₃)₂]Сl, як це було зроблено в досліді 1 (утворення і дисоціація сполук з комплексним катіоном), поступовим додаванням до осаду аргентум хлориду концентрованого розчину амоніаку. Отриманий розчин розлийте в чотири пробірки і далі використовуйте в наступному досліді таким чином:

б) Налийте в пробірку 1-2 мл розчину аргентумдиамоніак хлориду [Аg(NН₃)₂]Сl, який отримано в попередньому досліді і додайте туди порошку цинку. Що спостерігається при цьому? Запишіть рівняння реакції утворення комплексного цинкамоніакату, враховуючи при цьому, що координаційне число Zn²⁺ дорівнює чотирьом. Поясніть, користуючись таблицею констант нестійкості комплексних іонів, причину витіснення цинком як комплексоутворювачем аргентуму з його аміачного комплексного катіона.

в) Налийте в дві пробірки однакові об'єми розчину купрум (II) хлориду СuСl₂. В одну з них додайте розчин натрій гідроксиду NaОН, а в другу – амоній сульфіду (NH₄)₂S. Відзначте та зафіксуйте забарвлення утворених осадів купрум (II) гідроксиду та сульфіду. Прийміть до уваги, що відповідні реакції можна успішно використовувати як якісні для відкриття купрум (II)-іона Сu²⁺. Складіть рівняння відповідних реакцій.

Потім розчин купрумтетраамоніак гідроксид [Сu(NН₃)₄](ОН)₂, отриманий в досліді 1, розділіть порівну у дві пробірки. В одну з них прилийте розчин натрій гідроксиду NаОН, а в іншу – розчин амоній сульфіду (NH₄)₂S. Що при цьому спостерігається? Напишіть рівняння відповідних реакцій.

Дайте пояснення спостережуваним явищам, виходячи з даних про величини добутків розчинності купрум (II) гідроксиду Сu(ОН)₂ – та купрум (II) сульфіду СuS – і константи нестійкості іона [Сu(NH₃)₄]²⁺ – .

5. Дисоціація подвійної солі.

Доведіть наявність іонів NH⁴⁺, Fе³⁺, SO₄^2– у розчині залізоамонійних галунів NH₄Fe(SO₄)₂, зробивши для них характерні реакції за допомогою розчинів лугу, калій роданіду KSСN та барій хлориду ВаСl₂.

Напишіть іонні рівняння відповідних реакцій. Складіть рівняння електролітичної дисоціації залізоамонійних галунів. У чому полягає схожість і різниця між подвійними солями та іншими комплексними сполуками, маючи на увазі поняття константи нестійкості комплексного іона.

6. Гідратна ізометрія аквакомплексів.

Декілька фіолетових кристалів гексааквохром (III) хлориду СrСl₃•6Н₂O розчиніть у воді. Спостерігайте початкове забарвлення розчину.

Потім поступово нагрійте розчин до зміни забарвлення. Дайте тлумачні пояснення, виходячи з явища можливої гідратної ізомерії комплексних сполук.

Вправи

1. Відомо, що з розчину комплексної солі СоСl₃•6NН₃ аргентум нітрат осаджує весь хлор, а з розчину СоСl₃•5NН₃ тільки 2/3 частини хлору. Напишіть координаційні формули обох сполук і рівняння їх дисоціації.

2. Який об'єм 0,1 н. розчину аргентум нітрату необхідно для осадження хлорид-іонів з [Сr(Н₂O)₅Сl]Cl₂, який міститься у його 0,1 М розчині об'ємом 25 мл?

3. При додаванні нітратної кислоти або калій цианіду або металічного цинку у розчин [Аg(NH₃)₂]Сl комплексний іон [Аg(NН₃)₂]⁺ руйнується і утворюється новий комплексний іон. Напишіть рівняння відповідних реакцій в молекулярній та іонній формах і поясніть причину їх протікання.