Опыт 1. Получение комплексных соединения
а) Налейте в пробирку 2-3 капли раствора нитрата серебра, прибавьте такое же количество раствора хлорида натрия. Прилейте к образовавшемуся осадку раствор гидроксида аммония до полного растворения осадка. Почему растворился осадок? Сохраните раствор для опыта 2а.
AgNO3 + NaCl ® AgCl¯ + NaNO3
AgCl¯ + 2NH3´H2O ® [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O
б) Налейте в пробирку 3-4 капли раствора сульфата меди, прибавьте 2-3 капли раствора гидроксида аммония (25%) - выпадает светло-голубой осадок основной соли меди (CuOH)2SO4. Прибавьте по каплям избыток раствора гидроксида аммония. Что наблюдаете? Напишите уравнение реакций в молекулярной и ионной формах. Сохраните раствор для опыта 2б.
2CuSO4 + 2NH3´H2O ® (CuOH)2SO4 + (NH4)2SO4
(CuOH)2SO4 + (NH4)2SO4 + 6NH3´H2O ® 2[Cu(NH3)4]SO4 + 6H2O
в) К раствору Hg(NO3)2 добавьте по каплям раствор иодида калия. Обратите внимание на образование осадка иодида ртути(II), отметьте его цвет и добавьте избыток иодида калия. Что наблюдаете? Напишите уравнения реакции в молекулярной и ионной формах.
Hg(NO3)2 + 2KI ® HgI2¯ + 2KNO3
HgI2¯ + 2KI ® K2[HgI4]
Опыт 2. Разрушение комплексных соединений
а) К раствору, оставшемуся от опыта 1а, прибавьте по каплям концентрированную азотную кислоту. Объясните наблюдаемое явление. Напишите уравнение реакции.
[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 ® AgCl¯ + 2NH4NO3
б) К раствору оставшемуся от опыта 1б, прибавьте 3-5 капель сероводородной воды или раствора сульфида натрия. Напишите уравнение реакции и объясните причину образование осадка (см. табл.2,3 приложения).
[Cu(NH3)4]SO4 + Na2S ® CuS¯ + Na2SO4 + 4NH3
Опыт 3. Электролитическая диссоциация комплексных соединений
В две пробирки налейте по 3-5 капель раствора гексациано-III-феррата калия K3[Fe(CN)6], а в третью пробирку налейте 1-2 капли раствора FeCl3. В первую пробирку прибавьте 2-3 капли раствора гексанитрокобальтата натрия Na3[Co(NO2)6], а во вторую и третью пробирки прибавьте по 2-3 капли раствора роданида калия или роданида аммония NH4SCN. Что наблюдаете? Объясните отсутствие окраски во второй пробирке. Напишите ионные уравнения реакций.
K3[Fe(CN)6] ® 3K+ + Fe(CN)63-
FeCl3 ® Fe3+ + 3Cl-
K3[Fe(CN)6] + Na3[Co(NO2)6] ® K2Na[Co(NO2)6]¯ + KNa2[Fe(CN)6]
K3[Fe(CN)6] + KSCN ¹
FeCl3 + 3KSCN ® Fe(SCN)3 + 3KCl
Задачи и упражнения
1. Укажите комплексообразователь, лиганд, координационное число, заряды комплексообразователя и комплексного иона для соединений:
а) K2[HgI4] ; б) [CoCl(NH3)5]Cl2.
2. Вычислите заряд комплексообразователей в комплексных ионах: [PtCl3(NO2)]2- , [PtCl(NH3)5]3+ , [Co(NO2)4(NH3)2]-.
3. Вычислите заряды следующих комплексных ионов с комплексообразователем хромом(III): [Cr(H2O)4Cl2], [Cr(NH3)5NO3].
4. На какие ионы диссоциируют следующие комплексные соединения: K2[PtCl6], K2[HgI4], Na2[Co(SCN)4]? Что такое константа нестойкости комплексного соединения?
5. Пользуясь таблицей констант нестойкости определите, возможны ли следующие взаимодействия между растворами электролитов. Напишите уравнения реакций в ионной форме там, где они возможны.
а) K2[HgBr4] + 4KCN ® K2[Hg(CN)4] + 4KBr
б) Na3[Ag(S2O3)2] + 2KCN ® Na[Ag(CN)2] + K2S2O3 + Na2S2O3
6. Определите тип гибридизации атомных орбиталей и пространственное строение комплексного иона [NiCl4]2-, если известно, что этот ион диамагнитен.
7. Пользуясь таблицей констант нестойкости, определить, произойдет ли взаимодействие между растворами электролитов:
K2[HgBr4] + KCN ®
8. Напишите координационную формулу двух комплексных соединений, состав которых CoCl3×4NH3, если, в первом случае, при действии AgNO3 осаждается 1/3 содержащегося в соединении хлора, а во втором случае, при действии AgNO3 осаждается весь имеющийся хлор.
9. Вычислить концентрацию ионов кадмия в 0,1М растворе K2[Cd(CN)4], в котором концентрация цианид ионов CN- равна 0,1М, если константа нестойкости комплексного иона равна К1-4 = 7,8´10-18.
10. При какой концентрации ионов хлора начнется выпадение осадка AgCl из 0,1М раствора [Ag(NH3)2]NO3, содержащего 1 моль аммиака в 1 л раствора? Константа растворимости AgCl равна Ks(AgCl) = 1,8´10-10, константа нестойкости иона Ag(NH3)2+ равна К 1-2 = 9,3´10-8.
Лабораторная работа 9
ЭЛЕМЕНТЫ IA-IIIA ГРУПП
Теоретические вопросы
1. Электронное строение атомов элементов IA – IIIA групп. Характерные степени окисления, примеры соединений в данных степенях окисления.
2. Изменение металлических свойств в группах и периодах на примере металлов IA – IIIA групп.
3. Щелочные металлы. Щелочноземельные металлы. Получение металлов и их взаимодействие с кислородом, водородом, другими неметаллами, водой.
4. Щелочи. Получение щелочей, их химические свойства.
5. Жесткость воды. Устранение постоянной и временной жесткости воды.
6. Нерастворимые основания. Получение и свойства нерастворимых оснований
7. Амфотерные элементы. Получение алюминия и его химические свойства. Получение и свойства амфотерных гидроксидов.
8. Бор. Борная кислота Тетраборат натрия.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Окисление натрия на воздухе (демонстрационно)
Помните, что при разрезании металлического натрия может произойти самовозгорание, если металл недостаточно хорошо очищен от продуктов его окисления.
Возьмите пинцетом кусочек натрия из склянки, в которой он хранится под слоем керосина. Положите натрий на фильтровальную бумагу, осушите его этой бумагой, очистите скальпелем от слоя оксидов и отрежьте маленький кусочек величиной с половину горошины. Обратите внимание на цвет металла на свежем срезе и на вид среза через несколько секунд. Почему срез натрия потерял металлический блеск? Запишите наблюдения и уравнения реакции. Отрезанный кусочек используйте в опыте 2.
4Na + O2 ® 2Na2O