Опыт 3. Получение одних малорастворимых веществ из других
В конической пробирке смешать три капли раствора нитрата свинца (Pb(NO3)2) с 4 каплями раствора сульфата натрия (Na2SO4). Полученный осадок разделить на две части, каждую часть отцентрифугировать, промыть водой до отрицательной реакции на сульфат-ионы. К одной из частей чистого осадка прибавить 4 капли раствора хлората калия (KClO3), к другой – 4 капли раствора сульфида аммония ((NH4)2S). Хорошо перемешать стеклянной палочкой. Какое вещество образовалось в осадке и в растворе?
Объясните, используя справочные значения произведений растворимости соответствующих осадков.
Контрольные вопросы:
1. Что называется произведением растворимости? Примеры. Какова его размерность?
2. Почему амфотерное соединение обычно мало растворимо в растворителе, в котором кислоты и основания растворяются хорошо?
3. Гидроксид магния растворяется в кислотах и в растворах солей аммония:
Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O
Mg(OH)2 + 2NH4Cl = MgCl2 + 2NH4OH
Указать характерные признаки, общие для обеих реакций. Как можно повысить растворимость Mg(OH)2, в этих растворах? Будет ли гидроксид кальция вести себя аналогично? Доказать.
4. ПР(CaF2) = 3,9∙10-11. Какова растворимость CaF2 в воде, выраженная в граммах на литр?
5. Установлено, что насыщенный водный раствор фторида кальция (CaF2) при 25°С содержит 0,0168 г/л растворенного вещества. Вычислите ПР(CaF2).
6. Определить молярную растворимость CaF2 в растворе, содержащем 0,010 моль/л NaF. (Ответ: 3,9∙10-7 моль/л).
7. Будет ли образовываться осадок при смешении 0,10 л раствора Рb(NO3)2, с концентрацией 3,0∙10-3 моль/л и 0,40 л раствора Na2SO4 с концентрацией 5,0∙10-3 моль/л?
Тема 9
Комплексные соединения
Комплексные соединенияили координационные соединения – частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами. Строение комплексных соединений рассматривают на основе координационной теории, предложенной в 1893 г. швейцарским химиком Альфредом Вернером. В соответствии с этой теорией в комплексных соединениях различают комплексообразователь, внешнюю и внутреннюю сферы. Комплексообразователем обычно является катион или нейтральный атом. Внутреннюю сферу составляет определенное число ионов или нейтральных молекул, которые прочно связаны с комплексообразователем. Их называют лигандами. Число лигандов определяет координационное число (КЧ) комплексообразователя. Внутренняя сфера может иметь положительный, отрицательный или нулевой заряд.
Остальные ионы, не разместившиеся во внутренней сфере, находятся на более далеком расстоянии от центрального иона, составляя внешнюю координационную сферу.
Если заряд лигандов компенсирует заряд комплексообразователя, то такие комплексные соединения называют нейтральными или комплексами-неэлектролитами: они состоят только из комплексообразователя и лигандов внутренней сферы. Таким нейтральным комплексом является, например, [Pt(NH3)2Cl2].
Природа связи между центральным ионом (атомом) и лигандами может быть двоякой. С одной стороны, связь обусловлена силами электростатического притяжения. С другой – между центральным атомом и лигандами может образоваться связь по донорно-акцепторному механизму по аналогии с ионом аммония. Во многих комплексных соединениях связь между центральным ионом (атомом) и лигандами обусловлена как силами электростатического притяжения, так и связью, образующейся за счет неподеленных электронных пар комплексообразователя и свободных орбиталей лигандов.
Комплексные соединения, имеющие внешнюю сферу, являются сильными электролитами и в водных растворах диссоциируют практически нацело на комплексный ион и ионы внешней сферы.
При обменных реакциях комплексные ионы переходят из одних соединений в другие, не изменяя своего состава.
Наиболее типичными комплексообразователями являются катионы d-элементов. Лигандами могут быть:
а) полярные молекулы — NH3, Н2О, CO, NO;
б) простые ионы — F−, Cl−, Br−, I−, H+;
в) сложные ионы — CN−, SCN−, NO2−, OH−.