Ориентировочная основа действия (ООД) для проведения самостоятельной работы студентов в учебное время

Лабораторная работа«Изучение реакций комплексообразования с неорганическими лигандами».

I группа

Цель.Изучить реакции ионов – биометаллов и ионов – токсикантов с неорганическими лигандами на примере образования гидроксокомплексов и амминокомплексов.

Оборудование.Штатив с пробирками, пипетки на 1 и 2 мл.

Реактивы. Растворы нитратов железа (III), кобальта (II), никеля (II), меди (II), цинка (II),свинца (II), алюминия (III) с концентрацией 0,2 моль/л; растворы гидроксида натрия с концентрацией 0,1 моль/л и концентрированный; раствор аммиака концентрированный.

Опыт № 1. Образование гидроксокомплексов d – и р – элементов.

В семь пробирок наливают по 1 мл раствора соли, как указано в таблице 1. В каждую из пробирок добавляют по каплям разбавленный раствор щёлочи (С=0,1 моль/л) до отчётливого образования осадка.

Избыток щёлочи на этом этапе недопустим.

Цвет осадков отмечают в таблице 1.

Таблица 1.

Катион соли Цвет осадка при добавлении разбавленного раствора NaOH Изменения, произошедшие при добавлении концентрированного раствора NaOH Изменения, произошедшие при добавлении аммиака
Fe3+      
Zn2+      
Cu2+      
Co2+      
Ni2+      
Pb2+      
Al3+      

Затем к каждому из осадков добавляют по 2 мл концентрированного раствора щёлочи. Изменения, произошедшие в пробирках, отмечают в таблице.

Прогнозировать направление реакций, используя Кs осадков и Кн образующихся комплексных соединений.

Записывают уравнения реакций в ионном виде.

Опыт № 2. Образование амминокомплексов d – и р – элементов.

В семь пробирок наливают по 1 мл раствора соли, как указано в таблице 1. В каждую из пробирок добавляют по 2 мл концентрированного раствора аммиака. Содержимое пробирок взбалтывают. Изменения, произошедшие в пробирках, отмечают в таблице № 1.

Записывают уравнения реакций в ионном виде.

Выводыоформляются в виде перечисления:

¾ ионов, образующих прочные гидроксо – и амминокомплексы;

¾ ионов, образующих прочные амминокомплексы;

¾ ионов, образующих прочные гидроксокомплексы;

¾ ионов, не образующих прочных аммино – и гидроксокомплексов.

При формулировании выводов иметь в виду, что образование прочных комплексов сопровождается полным растворением первоначально выпавшего осадка.

ӀӀ группа

Цель.Изучить совмещённые лигандообменные равновесия, моделирующие конкуренцию реакций комплексообразования в живых системах в норме и при патологии.

Оборудование.Штатив с пробирками, пипетки на 1 мл.

Реактивы.Раствор нитрата железа (III) с концентрацией 0,2 моль/л; насыщенные водные растворы фторида калия, тартрата калия, тиоцианата калия.

Опыт № 3.Изучение конкурирующих реакций комплексообразования.

В три пробирки наливают по 1 мл раствора нитрата железа (III). В первую пробирку добавляют1 мл дистиллированной воды, во вторую – 1 мл раствора фторида калия, в третью – 1 мл раствора тартрата калия. Содержимое пробирок перемешивают и в каждую из них добавляют по 5 капель раствора тиоцианата калия. Наблюдения оформляют в виде

таблицы 2.

Таблица 2.

Номер пробирки Добавленный реагент Цвет содержимого пробирки Формула образовавшегося соединения
Вода    
Фторид калия    
Тартрат калия К2С4Н4О6    

Тартрат - ион [(СНОН)2(СОО)2]2- - анион винной кислоты ведёт себя как тридентатный лиганд. Координационное число железа равно 6.

Обработка результатов.

Объясняют наблюдения с привлечением теории совмещённых равновесий и конкурирующих процессов.

В каждом из опытов отмечают:

а) объект конкуренции;

б) конкурирующие между собой частицы;

в) конкурирующие между собой процессы (уравнения химических реакций);

г) рассчитывают константу совмещённого равновесия;

д) используя полученное значение, делают вывод о направлении протекания процесса.

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

Задание № 1.

Приведите пример совмещения лигандообменного и гетерогенного равновесия, в котором объектом конкуренции является Аg+. Укажите конкурирующие частицы. Напишите в общем виде (без подстановки справочных величин) выражение для константы совмещённого равновесия.

Задание № 2.

При добавлении к раствору гексафтороалюмината натрия концентрированной Н2SO4 образуется сульфат алюминия. Укажите: а) какие типы равновесий совмещаются; б) объект конкуренции; в) конкурирующие частицы; направление процесса.

9.Учебно – материальное обеспечение.

Литература

а) обязательная

1. Попков В.А., Пузаков С.А. Общая химия. М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2007,с. 35-45.

2.Общая и неорганическая химия А.В. Бабков, Т.И. Барабанова, В.А. Попков. учебник М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 384 с. .

3. Общая химия А.В. Жолнин; под. ред. В.А. Попкова, А.В. Жолнина. учебник М.:ГЭОТАР-Медиа, 2014.-400 с.:ил.

4.Сборник задач и упражнений по общей химии С.А. Пузаков, В.А. Попков, А.А. Филиппова. учеб. пособие для вузов 5-е изд.-М.:Юрайт,2013.-255, [1] с.:ил.-(Бакалавр. Базовый курс)..

5. Практикум по общей и биоорганической химии [И.Н. Аверцева, О.В. Нестерова, В.А. Попков и др.]; под ред. В.А. Попкова.- учеб. пособие для вузов 2-е изд., испр.-М.:Академия,2007.-240 с.:ил

б) дополнительная

1. Пузаков С.А. Химия. – М.: ГЭОТАР-МЕДИА, 2006,с.32-44.

2.Химия. Теоретические основы. Вопросы. Тесты. Задачи с решениями: Тюрина, Е.Ф. учеб. пособие для медвузов ВГМУ.-2-е изд., перераб. и доп.-Владивосток: Медицина ДВ,2008.-248 с..

3. Общая химия А. В. Жолнин ; под ред. В. А. Попкова, А. В. Жолнина. - М.: учебник ГЭОТАР-Медиа, 2012. - 400 с.: ил. (ЭБС)

4. Химия С.А. Пузаков учебник -е изд., испр. и доп..-М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006.-640 с.(ЭБС)

5. Общая химия В.А. Попков, С.А. Пузаков учебник для вузов М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010.-976 с.:ил. (ЭБС)

6.интернет-ресурсы:

http://www.studmedlib.ru

http://www.books-up.ru

10. Материальное обеспечение:

а) наглядные пособия – Периодическая система элементов

Д.И. Менделеева;

б) оборудование – набор химической посуды и реактивов.

в) технические средства обучения – калькулятор.

Оценивание уровня сформированности компетенций обучающихся проводится по балльно-рейтинговой системе.

Приложение

Константы растворимости некоторых гидроксидов (t=250 С)

Вещество Кs
Fe(OH)3 3,2·10-38
Zn(OH)2 7,1·10-18
Cu(OH)2 5·10-20
Co(OH)2 1,6·10-15
Ni(OH)2 2,0·10-15
Pb(OH)2 5·10-16
Al(OH)3 1·10-32

Константы нестойкости комплексных ионов в водных растворах (t=250 С)

Катион Лиганд Кн
Fe3+ ОН- К1-3=2,1·10-31
Zn2+ ОН- К1-4=2,0·10-18
Cu2+ ОН- К1-4 =2,8·10-15
Co2+ ОН- К1-3 =3,16·10-11
Ni2+ ОН- К1-3 =4,7·10-12
Pb2+ ОН- К1-3 =1,1·10-14
Al3+ ОН- К1-4 =1·10-33
Fe3+ NH3 -
Zn2+ NH3 К1-4 =8,3·10-12
Cu2+ NH3 К1-4 =1,1·10-12
Co2+ NH3 К1-4=8,5·10-6
Ni2+ NH3 К1-4=3,4·10-8
Pb2+ NH3 -
Al3+ NH3 -
Fe3+ F- К1-6=7,9·10-17
Fe3+ SCN- К1-6=5,9·10-4
Fe3+ C4H4O62- [(СНОН)2(СОО)2]2- К1-2=1,4·10-12
Co2+ глицинат - ион К1-2=5,62·10-10
Ni2+ глицинат – ион К1-2=2,69·10-11
Mg2+ глицинат - ион К1-4=3,54·10-7
Fe2+ глицинат - ион К1-2=1,58·10-8

Наши рекомендации