Лабораторна робота Комплексні сполуки.

Лабораторна робота - Комплексні сполуки.

Міністерство освіти України

Лабораторна робота

Комплексні сполуки.

Короткі теоретичні відомості

Комплексними називають сполуки утворені за рахунок координації одним атомом (йоном) електронейтральних або протилежно заряджених йонів. Будову та властивості комплексних сполук пояснює координаційна теорія, основи якої були закладені А. Вернером у 1893 р.

У комплексних сполуках розрізняють внутрішню та зовнішню сфери. Внутрішня сфера, або комплекс складається з центрального атома, або комплексоутворювача, та лігандів, які розміщуються (координуються) навколо нього. Йони, що не входять у внутрішню сферу, складають зовнішню сферу комплексної сполуки.

Центральними атомами в комплексних сполуках найчастіше виступають позитивно заряджені йони або атоми d-металів, рідше – s- та p-металів. Деякі неметали (B, Si, N, P) також можуть бути комплексоутворювачами.

Як ліганди можуть виступати прості (Cl-, Br-, I-) або складні (CO32-, S2O3-, NO2- та ін.) йони, нейтральні молекули (у більшості випадків полярні) – як неорганічні (Н2O, NH3, CO), так і органічні (NH2CH2NH2, C2H5NH2).

Кількість місць у внутрішній сфері комплексу, які можуть бути зайняті лігандами, називають координаційним числом (КЧ) комплексоутворювача. Значення координаційних чисел перебуває в межах 1…12.

Комплексні сполуки класифікують за знаком заряду комплексу.

Розрізняють такі комплекси:

катіонні [Co(NH3)6]3+, Al[(H2O)5OH]2+,

аніонні [Fe(CN6)]3-, [Zn(OH)4]2-,

нейтральні [Ni(CO)4], [Co(NH3)3Cl3].

Хімічні властивості комплексів в основному такі ж як у відповідних їм класів сполук. Особливістю є дисоціація комплексів та їх руйнування сильними кислотами та основами.

Дисоціація відбувається ступінчасто: спочатку сполука дисоціює на йони зовнішньої сфери та комплексний йон (1 ступінь), потім комплексний йон – на комплексоутворювач та ліганди (2 ступінь), причому дисоціація по 2-ому ступеню незначна:

K3[Fe(CN)6] 3K+ +[Fe(CN)6]3-,

[Fe(CN)6]3- Fe3+ + 6CN-.

Кислоти та основи руйнують комплекси за різними механізмами. У випадку кислот комплекс руйнується за рахунок витіснення сильнішою кислотою слабшої, аніон якої входить в склад комплексу як ліганд, або утворення сполуки з лігандами (у випадку нейтральних молекул). Можливе також утворення нерозчинної солі комплексоутворювача. У випадку основ процес полягає в утворенні нерозчинного гідроксиду комплексоутворювача. Цей процес проходить не завжди і залежить від константи нестійкості комплексу та добутку розчинності відповідного гідроксиду.

Na3[Ag(S2O3)2] + 4HNO3 = 3NaNO3 + AgNO3 + 2H2S2O3,

Na2[Cu(CN)4] + KOH = 2NaCN + Cu(OH)2 + 2KCN.

Хід роботи.

1 Комплексні катіони

1.1 Кристалогідрати

Помістіть у фарфоровий тигель декілька кристалів мідного купоросу CuSO4·5H2O і підігрійте. Зверніть увагу на зміну кольору речовини. Після охолодження тигля добавте декілька крапель води. Відзначте колір розчину (КЧ міді дорівнює 4).