Получение комплексной соли – сульфат-тетроамино меди (II)
[Cu(NH3)4]SO4
Цель: получить комплексную соль сульфат–тетроамино меди из медного купороса CuSO4 ∙5H2O и концентрированного раствора аммиака NH4OH.
Техника безопасности:
1.Стеклянная химическая посуда требует осторожного обращения, пред началом работы следует проверить ее на наличие трещин.
2.Пред началом работы следует проверить исправность электроприборов.
3.Нагревание производить только в термостойкой посуде.
4.Аккуратно и экономно использовать хим. реактивы. Не пробовать их на вкус, не нюхать.
5.Работу следует проводить в халатах.
6.Аммиак ядовит и его пары раздражают слизистую оболочку.
Реактивы и оборудование:
Концентрированный раствор аммиака - NH4OH
Этиловый спирт – C2H5OH
Медный купорос - CuSO4 ∙ 5H2O
Дистиллированная вода
Мерные цилиндры
Фильтры
Чашки Петри
Стаканы
Вакуум насос (водоструйный вакуумный насос)
Стеклянные воронки
Пипетки
Бюретки
Теоретическое обоснование:
Комплексными соединениями называют вещество, содержащее комплексообразователь, с которым связано определенное число ионов или молекул называемых аддендами или легандами. Комплексообразователь с аддендами составляет внутреннюю сферу комплексного соединения. Во внешней сфере комплексных соединений находится ион, связанный с комплексным ионом.
Комплексные соединения получаются при взаимодействии более простых по составу веществ. В водных растворах они диссоциируют с образованием положительно или отрицательно заряженного комплексного иона и соответствующего аниона или катиона.
[Cu(NH3)4]SO4 = [Cu(NH3)4] 2+ + SO4 2-
[Cu(NH3)4] 2+ = Cu2+ + 4NH3 –
Комплекс [Cu(NH3)4] 2+ окрашивает раствор в васильково - синий цвет ,а взятые отдельно Cu2+ и 4NH3 – такого окрашивания не дают. Комплексные соединения имеют большое значение в прикладной химии.
[Cu(NH3)4]SO4 - темно – фиолетовые кристаллы,растворимые в воде,но не растворимые в спирте.При нагревании до 1200С теряет воду и часть аммиака, а при 2600С теряет весь аммиак.При хранении на воздухе соль разлагается.
Уравнение синтеза:
CuSO4 ∙ 5H2O +4NH4OH = [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O +8H2O
Расчеты:
CuSO4 ∙ 5H2O + 4NH4OH= [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O +8H2O
Мм CuSO4∙ 5H2O = 250 г/моль
Мм [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O = 246 г/моль
6г CuSO4∙ 5H2O - Хг
250 г CuSO4∙ 5H2O - 246 [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O
Х=246∙6/250= 5,9 г [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O
Ход работы:
6г медного купороса растворить в 10 мл дистиллированной воды в термостойком стакане. Нагреть раствор. Энергично перемешивать до полного растворения, затем добавить концентрированный раствор аммиака небольшими порциями до появления фиолетового раствора комплексной соли.
Затем раствор перенести в чашку Петри или фарфоровую чашку и вести осаждение кристаллов комплексной соли этиловым спиртом, который вливают бюреткой в течение 30-40 минут, объем этилового спирта 5-8 мл.
Полученные кристаллы комплексной соли отфильтровать на воронке Бюхнера и оставить сушить до следующего дня. Затем кристаллы взвесить и рассчитать % выхода.
5,9г [Cu(NH3)4]SO4 ∙ H2O - 100%
m навески – Х
Х = m навески ∙100% / 5,9г
Контрольные вопросы:
1.Какой тип химических связей в комплексных солях?
2.Какой механизм образования комплексного иона?
3.Как определить заряд комплексообразователя и комплексного иона?
4.Как диссоциирует комплексная соль?
5.Составьте формулы комплексных соединений дициано - аргентат натрия.
Лабораторная работа №6
Получение ортоборной кислоты
Цель: получить ортоборную кислоту из буры и соляной кислоты.
Техника безопасности:
1. Стеклянная химическая посуда требует осторожного обращения, перед работой следует проверить ее на наличие трещин.
2. Перед началом работы следует проверить исправность электроприборов.
3. Нагревание производить только в термостойкой посуде.
4. Аккуратно и экономно использовать химические реактивы. Не пробовать их на вкус, не нюхать.
5. Работу следует проводить в халатах.
Оборудование и реактивы:
Тетраборат натрия (декагидрат) – Na2B4O7 *10H2O
Соляная кислота (конц.) – HCl
Дистиллированная вода
Электроплитка, вакуум-насос (водоструйный вакуумный насос), химические стаканы, фильтровальная бумага, фарфоровые чашки, стеклянные палочки, стеклянные воронки.
Ход работы:
Растворяют 5г декагидрата тетрабората натрия в 12,5 мл кипящей воды прибавляют 6 мл раствора соляной кислоты и оставляют стоять сутки.
Na2B4O7 *10H2O + 2HCl + 5H2O = 4H3BO3 + 2NaCl
Выпавший осадок ортоборной кислоты декантируют, промывают небольшим количеством воды, фильтруют под вакуумом и сушат между листами фильтровальной бумаги при 50-600С в сушильном шкафу.
Для получения более чистых кристаллов ортоборную кислоту перекристаллизовывают. Рассчитывают теоретический и практический выход
Контрольные вопросы:
1. Структурная формула буры, борной кислоты.
2. Диссоциация буры, борной кислоты.
3. Составить формулу кислоты тетрабората натрия.
Лабораторная работа №7
Получение оксида меди (II)
Цель: получить оксид меди (II) CuO из медного купороса.
Реактивы:
Сульфат меди (II) CuSO42- * 5H2O.
Гидроксид калия и натрия.
Раствор аммиака (р=0.91 г/см3)
Дистиллированная вода
Оборудование: технохимические весы, фильтры, стаканы, цилиндры, вакуум-насос(водоструйный вакуумный насос), термометры, электроплитка, воронка Бюхнера, колба Бунзена.
Теоретическая часть:
Оксид меди (II) CuO – черно-коричневый порошок, при 10260С распадается на Cu2O и О2, почти не растворим в воде, растворим в аммиаке. Оксид меди (II) CuO встречается в природе в виде черного землистого продукта выветривания медных руд (мелаконит). В лаве Везувия она найдена закристаллизованной в виде черных триклинных табличек (тенорит).
Искусственно окись меди получают нагреванием меди в виде стружек или проволоки на воздухе, при температуре красного каления (200-3750С) или прокаливанием нитрата карбоната. Полученная таким путем окись меди аморфна и обладает ярко выраженной способностью адсорбировать газы. При прокаливании, при более высокой температуре на поверхности меди образуется двухслойная окалины: поверхностных слой представляет собой оксид меди (II), а внутренний – красный оксид меди (I) Cu2O.
Окись меди используют при производстве стекла эмалей, для придания из зеленой или синей окраски, кроме того CuO применяют при производстве медно-рубинового стекла. При нагревании с органическими веществами оксид меди окисляет их, превращая углерод и диоксид углерода, а водород в оду и восстанавливаясь при этом в металлическую медь. Этой реакцией пользуются при элементарном анализе органических веществ, для определения содержания в них углерода и водорода. В медицине она также находит применение, главным образом в виде мазей.
Ход работы:
1. Рассчитать массу медного купороса, гидроксида натрия или калия, необходимого для получения оксида меди (II) в количестве (1г, 2г)
2. Приготовить из рассчитанного количества медного купороса насыщенный раствор при 400С.
3. Приготовить из рассчитанного количества 6%-ный раствор щелочи.
4. Нагреть раствор щелочи до 80-900С и влить в него раствор сульфата меди.
5. Смесь нагревают при 900С в течение 10-15 минут.
6.Выпавшему осадку дают отстояться, промывают водой до удаления ионаSO42- (проба BaCl2 + HCl).