Опыт № 2. Соединение с комплексным катионом
Налейте в пробирку 2 мл раствора NiSO4 и такой же объем 2н. раствора гидроксида натрия. Образуется светло-зеленый осадок гидроксида никеля (II).
Отцентрифугируйте осадок, слейте жидкость с осадка. Напишите уравнение образования гидроксида никеля (II).
Прибавьте к осадку 0,5–1 мл 25%-ного раствора NH4OH. В результате взаимодействия Ni(OH)2 с NH4OH образуется комплексное основание:
Ni(OH)2 + 6NH4OH ® [Ni(NH3)6](OH)2 + 6H2O.
Дайте названия комплексным соединениям.
Опыт № 3. Соединение с комплексным анионом и катионом
В пробирку налейте 1 мл 0,5 н. раствора гексацианоферрата (II) калия и двойное количество 0,5 н. раствора сульфата никеля. Выпадает осадок комплексной соли:
K4[Fe(CN)6] + 2NiSO4 ® Ni2[Fe(CN)6]¯ + 2K2SO4
К полученному осадку добавьте 25% раствор аммиака до полного растворения осадка. В результате взаимодействия этих соединений образуется комплексная соль в виде бледно-сиреневых кристаллов:
Ni2[Fe(CN)6] + 12NH4OH ® [Ni(NH3)6]2 ×[Fe(CN)6]¯ + 12H2O
Дайте названия комплексным соединениям.
Опыт № 4. Комплексные соединения в реакциях обмена
Налейте в пробирку 2 мл раствора CuSO4. Прибавьте туда же 2 мл раствора K4[Fe(CN)6]. Образуется осадок гексацианоферрата (II) меди. Отметьте цвет и характер осадка. Между какими ионами происходит обмен? Напишите уравнение реакции.
Опыт № 5. Комплексные соединения в окислительно-восстановительных реакциях
В пробирку налейте 2 мл раствора перманганата калия, 1 мл серной кислоты, 3 мл K4[Fe(CN)6]. Отметьте изменение цвета раствора.В результате протекания ОВР образуются K3[Fe(CN)6], MnSO4, H2O, K2SO4.
Напишите эту реакцию и уравняйте ее ионно-электронным методом.
Докажите образование комплексного соединения K3[Fe(CN)6], используя его окислительные свойства, добавив в полученный раствор несколько кристаллов сульфата железа (II).
Опыт № 6. Нестойкость комплексного иона
К раствору хлорида кобальта прибавьте несколько кристаллов роданида аммония. Наблюдайте образование комплексного соединения синего цвета:
СоСl2 + 4 NH4SСN = (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl
Добавьте в пробирку воду. Начнется ступенчатая диссоциация образовавшегося комплексного соединения. Запишите уравнения диссоциации и константу нестойкости комплексного иона.
Сравните цвет раствора после разбавления водой с исходным раствором хлорида кобальта. Учтите, что розовую окраску раствору придают гидратированные ионы кобальта.
Задание. Для каждого комплексного соединения определите внутреннюю и внешнюю сферы, комплексообразователь и лиганды, координационное число, степень окисления комплексообразователя, заряд комплексного иона.
РАБОТА 10. КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ
Цель работы – ознакомление с методами получения коллоидных растворов и структурой золей.
Реактивы.
Соли: FeCl3 (2 % ); FeCl3, K4[Fe(CN)6] (0,005 н.).
Основания: NaOH (1 н).
Раствор серы в этиловом спирте.
Дистиллированная вода.
Посуда, оборудование. Мерный цилиндр на 100 мл, химические стаканы на 200-250 мл, пробирки, стеклянные палочки, спиртовки, центрифуга.
Практическая часть
Опыт № 1. Получение золя серы
В основу опыта положено то, что сера хорошо растворяется в этиловом спирте, образуя истинный раствор, но практически не растворяется в воде. Поэтому при добавлении воды к спиртовому раствору серы молекулы серы конденсируются в более крупные агрегаты, происходит образование коллоидного раствора. Данный коллоидный раствор образуется методом физической конденсации путем замены хорошего растворителя на плохой.
Описание опыта
Приблизительно 5 мл раствора серы в спирте приливают по каплям к 20 мл дистиллированной воды в стакане при перемешивании. В результате получается молочно-белый опалесцирующий золь.
Задание. Напишите схематично строение частицы золя.
При написании учесть следующее:
1. Ядром коллоидной частицы является сера.
2. Источник зарядообразующих ионов и противоионов – молекулы этилового спирта. Этиловый спирт частично диссоциирует:
С2Н5ОН Û С2Н5О- + Н+.
Зарядообразующие ионы – С2Н5О-; противоионы – Н+.
Опыт № 2. Получение коллоидных растворов гидроксида железа (III)
Целью данного опыта является получение гидрозоля гидроксида железа (III) методами химической конденсации и пептизации.
Для получения гидрозоля методом химической конденсации равновесие гидролиза соли FeCl3 с помощью кипячения смещается в сторону нерастворимого Fe(OH)3. Образование золя фиксируется по красно-кирпичному цвету раствора.
Для получения гидрозоля железа (III) методом пептизации добавляют к осадку Fe(OH)3 раствор FeCl3, в результате чего происходит адсорбция ионов Fe3+ на частицах свежеполученного осадка. При этом частицы осадка приобретают заряд; электростатически отталкиваются друг от друга; происходит коллоидное растворение осадка.
Описание опыта.
а) Получение гидрозоля Fe(OH)3 методом химической конденсации
100 мл дистиллированной воды нагревают до кипения. Затем в кипящую воду прибавляют по каплям 5-10 мл 2% раствора FeCl3. Получают коллоидный раствор гидроксида железа (III) интенсивного красно-кирпичного цвета.
Задание. Напишите схематично строение частицы золя.
При написании учесть следующее:
Соль FeCl3 в воде гидролизуется. При нагревании до кипения гидролиз протекает полностью. Результирующее уравнение гидролиза следующее:
FeCl3 + 3H2O ® Fe(OH)3¯ + 3HCl.
Молекулы осадка гидроксида железа (III) образуют ядро коллоидной частицы. Поверхностные молекулы ядра вступают в реакцию с соляной кислотой образующейся при гидролизе:
Fe(OH)3 + HCl ® FeOCl + 2Н2О.
Молекулы оксохлорида железа диссоциируют:
FeOCl ® FeO+ + Cl-.
Катионы FeO+ участвует в образовании золя в качестве зарядообразующих ионов, а хлорид-анионы распределяются между адсорбционным и диффузионным слоями.