II .7. Диссоциация комплексных соединений.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

▷ Похожие статьи

    Комплексные соединения диссоциируют на ионы внутренней и внешней сферы, например:         

   Cu₃[ Cr (CN)₆]₂ = 3Cu²⁺ + 2 [ Cr (CN)₆]^3-

   [Zn(H₂O)₄ ] I₂  = [Zn(H₂O)₄ ]²⁺ +2I^-

r Упражнение для самостоятельного решения:  

Напишите уравнения диссоциации для комплексных соединений:

H₂[PtBr₆], [Fe(H₂O)₆]₂ (SO)₄, Ca[Sn(OH)₆],Mg₃[ Al (CN)₆]₂.

p Комплексные ионы могут ионизировать далее, но поскольку связь между комплексообразователем и лигандами - ковалентная неполярная, то ионизации идет слабо, ступенчато. Например:

       [ Cr (CN)₄]^-                       [Cr (CN)₃] ⁰ + CN^- (1 ступень)

      [ Cr (CN)₃] ⁰                [Cr (CN)₂] ⁺ + CN^- (2 ступень)

      [ Cr (CN)₂] ⁺                [Cr (CN)] ²⁺ + CN^- (3 ступень)

       [ Cr (CN)] ²⁺                Cr  ³⁺ + CN^-          (4 ступень)

________________________________________________________________

Суммарное уравнение:

                [ Cr (CN)₄]^-                    Cr  ³⁺ + 4CN^-             

Об устойчивости комплексных ионов (комплексов) судят по константе устойчивости или константе нестойкости комплексного иона:

для 2-ой ступени константа нестойкости будет иметь вид:

                                          [ [Cr (CN)₂] ⁺ ] ^* · [ CN^- ] *

                             К _{нест. =}

                                                               [[ Cr (CN)₃] ⁰] *

·  здесь величины в квадратных скобках - равновесные молярные концентрации ионов (моль/л).                                                                                                                                                                                 

Чем больше величина константы нестойкости, тем менее прочный комплексный ион.

Величина обратная константе нестойкости называется константой устойчивости. Чем больше ее значение, тем устойчивее ион:

                                         [ [ Cr (CN)₃] ] ⁰

                             К _{уcт. =}

                                                             [[Cr (CN)₂] ⁺] · [CN^-]                              

II.8.  Получение некоторых комплексных соединений:

1. AgBr + 2 Na₂S₂O₃ à Na₃[Ag(S₂O₃)₂] + NaBr

натрия дитиосульфатоаргенат (I) 

    К осадку бромида серебра прилить раствор тиосульфата натрия. Наблюдается растворение соли.  Получается комплексное соединение.

2. К свежеприготовленному осадку хлорида серебра прилить раствор 10 %-го раствора гидроксида аммония. Осадок растворяется. Реакция протекает по уравнению:

AgCl + 2 NH₄OH à [Ag(NH₃)₄]Cl + 2 H₂O

                       хлорид тетраамминсеребра (1)

    Данное комплексное соединение можно разрушить, например,  при помощи азотной кислоты:

[Ag(NH₃)₄]Cl + 2 HNO₃ à 2 NH₄NO₃ + AgCl_I

[Ag(NH₃)₄]⁺ + Cl^- + 2 H⁺  à 2 NH₄⁺ + AgCl_I

           p Катион аммония, который может быть представлен как комплекс, является более устойчивым, чем комплекс тетраамминсеребра (I). Его константа нестойкости меньше, а константа устойчивости больше последнего.

3. При растворении бурого осадка оксида серебра (I)  в растворе аммиака происходит образование бесцветногораствора комплексного соединения гидроксида тетраамминсеребра (I) гидроксида:

 Ag₂О + 4 NH₄OH à  2 [Ag(NH₃)₄]ОН + 3 H ₂O                                                                                                             

                   4. Получение комплексных соединений меди (+2) – аммиакатов из нерастворимых гидроксида меди (+2) и гидроксосульфата меди (+2). Цвет полученных растворов - темно-синий, очень насыщенный. В реакцию берут свежеприготовленные осадки:   

        A) CuSO₄ + 2 NaOH à Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

              Cu(OH)₂ + NH₄OH à [Cu(NH₃)₄](OH)₂ 

                                          тетраамминмеди(+2) гидроксид

    Б) 2 CuSO₄ + 2 NH₄OH à (CuOH)₂SO₄ ↓ + (NH₄)₂SO₄

                                          гидроксосульфат меди (+2)

(CuOH)₂SO₄ + 6 NH₄OH + (NH₄)₂SO₄ à 2 [Cu(NH₃)₄] SO₄ + 8 H₂O

Суммарно: CuSO₄ + + 4 NH₄OH à [Cu(NH₃)₄] SO₄ + 4 H₂O

                                                                  тетраамминмеди(+2) сульфат

II.9.   Значение и применение комплексных соединений.

    1.Знание строения и свойств комплексных соединений необходимо в методе анализа - комплексонометрии при определении ионов: Zn²⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Ba²⁺, Cd²⁺.

p Комплексонометрический метод основан на реакции комплексообразования катионов металлов с комплексонами.  

    Комплексонами являются, например,

А) этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУК) – четырехосновная кислота:

              HOOCCH₂                       CH₂COOH

                       \                             /                               

                          N-CH₂-CH₂ – N

                         /                      \

              HOOCCH₂                       CH₂COOH (H₄Y –сокращенное название)

Б) трилон Б – двузамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты- Na₂H₂Y. Распространенное название этого комплексона – ЭДТА (этилендиаминтетраацетат). Максимальная дентатность его равна шести и при образовании комплексных соединений – комплексонатов возникает несколько хелатных циклов, поэтому комплексы обладают высокой устойчивостью. Ион металла М²⁺ (например, Са²⁺ и Мg²⁺) замещает в ЭДТА два атома водорода карбоксильных групп и связывается еще с атомами азота донорно-акцепторной связью:

                   O=C-O O-C=O

                   | \ / |

                   | M |

                    H₂C        CH₂

                   \            /

                   N     N

                    /               \

  HOOCH₂C                   CH₂COOH

                    H₂ C     CH₂

    Металл 3+ замыкает еще одно кольцо с СООН- группой.        

       2. Некоторые органические вещества могут использоваться как лиганды для связывания вредных ионов и выведения их из организма.

    3. Комплексные соединения получаются во многих химических реакциях.

 II.10.  Кристаллогидраты солей   можно рассматривать, как комплексные соединения. В водных растворах все ионы окружены молекулвми воды, то есть, гидратированы. Реализуя определенное координационное число, эти ионы существуют в виде комплексов, хотя часть молекул воды может быть во внешней сфере:

   CuSO₄∙5H₂O  - медный купорос - пятиводный кристаллогидрат сульфата меди (II).

    Координационное число иона меди (Cu²⁺) = 4

Формула медного купороса в виде комплексного соединения:

[Cu(H₂O)₄]SO₄∙H₂O монокристаллогидрат пентааквамеди (II)  cульфата  

II.11.  Двойные соли.    KAl(SO₄)₂ - сульфат калия, алюминия.

Имеют ионную связь (между атомами металлов и кислорода) и ковалентную связь (между атомами неметаллов). В твердом состоянии эти соли можно отнести к комплексным соединениям в твердом состоянии. В растворах же такие соли полностью диссоциируют на ионы.

K-O O

\ //

     S

   / \\

O O

Al –O O     à K⁺ + Al³⁺ + 2 SO₄^2-

     \ //

       S

      / \\

   O O

ПРИЛОЖЕНИЕ

Названия некоторых лигандов

Таблица растворимости неорганических соединений

Ряд напряжений металлов

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману