Получение и изучение свойств аммино- , гидроксо- , ацидо- и аквакомплексов

 

1.1. Цель работы: познакомиться с методами получения, химическими свойствами и устойчивостью комплексных соединений.

1.2. Объекты и средства исследования: 0,5М растворы иодида калия, хлорида хрома(III), хлорида железа(III), нитрата никеля(II), нитрата висмута(III), сульфата цинка, сульфата меди(II), сульфата алюминия, сульфата железа(II), сульфата железа(III)аммония, тиоцианата аммония, гексацианоферрата(II) и феррата(III) калия, перманганата калия, 2М растворы хлористоводородной кислоты, гидроксида натрия и гидроксида аммония.

1.3. Программа работы

1.3.1.Получение и свойства аммиакатов меди, никеля, цинка.

а) К растворам солей Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺ добавить по каплям раствор аммиа­ка (гидроксида аммония). Полученные осадки гидроксидов указанных ме­таллов растворить в избытке раствора аммиака. Составить молекулярные и ионные уравнения реакций образования соединений, содержащих комплекс­ные ионы [Cu(NH₃)₄]²⁺; [Ni(NH₃)₆]²⁺ и [Zn(NH₃)₄]²⁺.

б) К полученным растворам комплексов добавить раствор кислоты. Что при этом наблюдается? Написать уравнения реакций образования комплексных соединений в две ступени и их разрушения в кислой среде.

в) К 1 капле раствора нитрата серебра прибавить 2 капли раствора хлорида калия или натрия. К полученному осадку прибавить раствор гидроксида аммония до полного растворения осадка хлорида серебра. Написать уравнения реакций.

В пробирку с полученным раствором хлорида диамминосеребра [Ag(NH₃)₂]Cl прибавить по каплям разбавленной азотной кислоты (3-5 капель). Написать уравнение реакции и объяснить образование осадка при прибавлении кислоты.

 

1.3.2. Получение гидроксосоединений цинка, алюминия и хрома.

К растворам солей Zn²⁺, Al³⁺ и Cr³⁺ прибавить по каплям раствор щелочи. Образующиеся осадки гидроксидов соответствующих металлов раство­рить в избытке раствора щелочи. Составить молекулярные и ионные урав­нения реакций образования комплексных соединений, содержащих комплекс­ные ионы [Zn(OH)₄]^2-, [Al(OH)₄]^-, [Cr(OH)₆]^3- , в две ступени.

1.3.3. Получение и свойства ацидокомплексов

а) К раствору соли Bi³⁺ прибавить по каплям раствор иодида калия. От­метить цвет образующегося малорастворимого иодида висмута, после чего дополнительно добавить к осадку несколько капель иодида калия до пол­ного перехода осадка в раствор. Отметить окраску раствора. Написать молекулярные и ионные уравнения реакций, учитывая, что координационное число Bi в этом случае равно четырем.

б) В пробирку внести 2-3 капли раствора нитрата ртути (II) и добавлять по каплям раствор иодида калия до образования осадка иодида ртути. Отметить цвет осадка. К осадку добавить избыток раствора иодида калия до растворения осадка. Написать уравнение реакции взаимодействия иодида ртути с избытком иодида калия (координационное число Hg ²⁺ равно 4). Написать уравнение диссоциации полученного комплексного иона.

в) Полученный раствор тетраиодомеркурата (II) калия K₂[HgI₄] разделить на две части. К одной части добавить несколько капель раствора щелочи, а к другой – сероводородной воды. Отметить наблюдения и объяснить полученные результаты.

г) Получить осадок хлорида серебра. Затем по каплям прибавлять раствор тиосульфата натрия до полного растворения осадка. Написать уравнение реакции получения дитиосульфатоаргентата натрия. (Координационное число иона Ag⁺ равно 2).

1.3.4. Свойства аквакомплексов

Поместить в тигель 1-2 микрошпателя медного купороса. Слабо прокалить содержимое тигля. Обратить внимание на изменение цвета кристаллов. После того, как тигель остынет, добавить 1-2 капли воды, отметить изменение окраски раствора. Написать уравнение реакций.

В пробирку поместить 1-2 микрошпателя кристаллогидрата хлорида кобальта (II) CoCl₂· 6H₂O, осторожно нагреть. Наблюдать изменение цвета, соответствующее реакции отщепления воды.

2[Co(H₂O)₆]Cl₂ « Co[CoCl₄] + 12 H₂O­

1-2 микрошпателя гексагидрата хлорида кобальта (III) растворить в воде и отметить цвет раствора. Прокипятить раствор до изменения цвета.

Составить уравнения происходящих процессов согласно схеме:

[Cr(H₂O)₆]Cl₃ ® [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂ ® [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl

Охладить пробирку и прибавить несколько капель раствора NaOH. Записать наблюдения. Составить уравнение реакции.

1.3.5. Обменные реакции комплексных соединений

1.3.5.1. а). К 3-4 каплям свежеприготовленного раствора соли железа (II) добавить столько же капель раствора гек­сацианоферрата (III) калия – K₃[Fe(CN)₆] (красной кровяной соли).

Содержимое пробирки разбавить дистиллированной водой. Какой цвет имеет образовавшийся осадок и как это соединение называется? Написать уравнение проведенной реакции в молекулярной и ионной формах.

1.3.5.2..б). К 3-4 каплям раствора соли железа (III) прилить столько же капель раствора гексацианоферра­та (II) калия К₄[Fe(CN)₆] (желтой кровяной соли). Содержимое пробирки разбавить дистиллированной водой. Какой цвет имеет образовавшийся оса­док и как это соединение называется? Написать уравнение проведенной реакции в молекулярной и ионной формах.

Реактивами на какие ионы могут служить ионы [Fe(CN)₆]^3- и

[Fe(CN)₆]^4-?

1.3.6. Окислительно-восстановительные реакции комплексных соедине­ний.

К 5 каплям раствора перманганата калия прилить столько же капель

2М раствора серной кислоты и 5-6 капель раствора гексацианоферрата (II) калия. Раствор перманганата обесцвечивается и образуется комп­лексное соединение K₃[Fe(CN)₆] - гексацианоферрат (III) калия. Написать уравнение проведенной реакции в молекулярной и электронно-ионной формах.

1.3.7. Изучение свойств двойной и комплексной соли

Взять 5 пробирок. В три пробирки налить по 3 капли раствора железоаммонийных квасцов NH₄Fe(SO₄)₂´12H₂O, а в две оставшиеся пробир­ки - по 3 капли раствора гексацианоферрата (III) калия (красной кровя­ной соли).

Затем в первую пробирку прибавить 2 капли раствора тиоцианата аммо­ния – NH₄ SCN, во вторую - 2 капли раствора хлорида бария, в третью - 2-3 капли раствора щелочи (нагрейте до появления запаха аммиака), в четвертую - 2-3 капли раствора щелочи и в пятую - 2 капли раствора тиоцианата аммония.

Сопоставить результаты опытов в первых трех про­бирках с результатами опытов в двух других. На какие ионы диссоциируют в водном растворе железоаммонийные квасцы и гексацианоферрат (III) калия? Написать уравнения диссоциации солей и уравнения реакций.