 |
II .7. Диссоциация комплексных соединений.
|
|
|
|
Комплексные соединения диссоциируют на ионы внутренней и внешней сферы, например:
Cu3[ Cr (CN)6]2 = 3Cu2+ + 2 [ Cr (CN)6]3-
[Zn(H2O)4 ] I2 = [Zn(H2O)4 ]2+ +2I-
r Упражнение для самостоятельного решения:
Напишите уравнения диссоциации для комплексных соединений:
H2[PtBr6], [Fe(H2O)6]2 (SO)4, Ca[Sn(OH)6],Mg3[ Al (CN)6]2.
p Комплексные ионы могут ионизировать далее, но поскольку связь между комплексообразователем и лигандами - ковалентная неполярная, то ионизации идет слабо, ступенчато. Например:
[ Cr (CN)4]- [Cr (CN)3] 0 + CN- (1 ступень)
[ Cr (CN)3] 0 [Cr (CN)2] + + CN- (2 ступень)
[ Cr (CN)2] + [Cr (CN)] 2+ + CN- (3 ступень)
[ Cr (CN)] 2+ Cr 3+ + CN- (4 ступень)
________________________________________________________________
Суммарное уравнение:
[ Cr (CN)4]- Cr 3+ + 4CN-
Об устойчивости комплексных ионов (комплексов) судят по константе устойчивости или константе нестойкости комплексного иона:
для 2-ой ступени константа нестойкости будет иметь вид:
[ [Cr (CN)2] + ] * · [ CN- ] *
К нест. =
[[ Cr (CN)3] 0] *
· здесь величины в квадратных скобках - равновесные молярные концентрации ионов (моль/л).
Чем больше величина константы нестойкости, тем менее прочный комплексный ион.
Величина обратная константе нестойкости называется константой устойчивости. Чем больше ее значение, тем устойчивее ион:
|
|
|
[ [ Cr (CN)3] ] 0
К уcт. =
[[Cr (CN)2] +] · [CN-]
II.8. Получение некоторых комплексных соединений:
1. AgBr + 2 Na2S2O3 à Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr
натрия дитиосульфатоаргенат (I)
К осадку бромида серебра прилить раствор тиосульфата натрия. Наблюдается растворение соли. Получается комплексное соединение.
2. К свежеприготовленному осадку хлорида серебра прилить раствор 10 %-го раствора гидроксида аммония. Осадок растворяется. Реакция протекает по уравнению:
AgCl + 2 NH4OH à [Ag(NH3)4]Cl + 2 H2O
хлорид тетраамминсеребра (1)
Данное комплексное соединение можно разрушить, например, при помощи азотной кислоты:
[Ag(NH3)4]Cl + 2 HNO3 à 2 NH4NO3 + AgClI
[Ag(NH3)4]+ + Cl- + 2 H+ à 2 NH4+ + AgClI
p Катион аммония, который может быть представлен как комплекс, является более устойчивым, чем комплекс тетраамминсеребра (I). Его константа нестойкости меньше, а константа устойчивости больше последнего.
3. При растворении бурого осадка оксида серебра (I) в растворе аммиака происходит образование бесцветногораствора комплексного соединения гидроксида тетраамминсеребра (I) гидроксида:
Ag2О + 4 NH4OH à 2 [Ag(NH3)4]ОН + 3 H 2O
4. Получение комплексных соединений меди (+2) – аммиакатов из нерастворимых гидроксида меди (+2) и гидроксосульфата меди (+2). Цвет полученных растворов - темно-синий, очень насыщенный. В реакцию берут свежеприготовленные осадки:
A) CuSO4 + 2 NaOH à Cu(OH)2↓ + Na2SO4
Cu(OH)2 + NH4OH à [Cu(NH3)4](OH)2
тетраамминмеди(+2) гидроксид
|
|
|
Б) 2 CuSO4 + 2 NH4OH à (CuOH)2SO4 ↓ + (NH4)2SO4
гидроксосульфат меди (+2)
(CuOH)2SO4 + 6 NH4OH + (NH4)2SO4 à 2 [Cu(NH3)4] SO4 + 8 H2O
Суммарно: CuSO4 + + 4 NH4OH à [Cu(NH3)4] SO4 + 4 H2O
тетраамминмеди(+2) сульфат
II.9. Значение и применение комплексных соединений.
1.Знание строения и свойств комплексных соединений необходимо в методе анализа - комплексонометрии при определении ионов: Zn2+, Mg2+, Ca2+, Ba2+, Cd2+.
p Комплексонометрический метод основан на реакции комплексообразования катионов металлов с комплексонами.
Комплексонами являются, например,
А) этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТУК) – четырехосновная кислота:
HOOCCH2 CH2COOH
\ /
N-CH2-CH2 – N
/ \
HOOCCH2 CH2COOH (H4Y –сокращенное название)
Б) трилон Б – двузамещенная натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты- Na2H2Y. Распространенное название этого комплексона – ЭДТА (этилендиаминтетраацетат). Максимальная дентатность его равна шести и при образовании комплексных соединений – комплексонатов возникает несколько хелатных циклов, поэтому комплексы обладают высокой устойчивостью. Ион металла М2+ (например, Са2+ и Мg2+) замещает в ЭДТА два атома водорода карбоксильных групп и связывается еще с атомами азота донорно-акцепторной связью:
O=C-O O-C=O
| \ / |
| M |
H2C CH2
\ /
N N
/ \
HOOCH2C CH2COOH
H2 C CH2
Металл 3+ замыкает еще одно кольцо с СООН- группой.
2. Некоторые органические вещества могут использоваться как лиганды для связывания вредных ионов и выведения их из организма.
3. Комплексные соединения получаются во многих химических реакциях.
II.10. Кристаллогидраты солей можно рассматривать, как комплексные соединения. В водных растворах все ионы окружены молекулвми воды, то есть, гидратированы. Реализуя определенное координационное число, эти ионы существуют в виде комплексов, хотя часть молекул воды может быть во внешней сфере:
|
|
|
CuSO4∙5H2O - медный купорос - пятиводный кристаллогидрат сульфата меди (II).
Координационное число иона меди (Cu2+) = 4
Формула медного купороса в виде комплексного соединения:
[Cu(H2O)4]SO4∙H2O монокристаллогидрат пентааквамеди (II) cульфата
II.11. Двойные соли. KAl(SO4)2 - сульфат калия, алюминия.
Имеют ионную связь (между атомами металлов и кислорода) и ковалентную связь (между атомами неметаллов). В твердом состоянии эти соли можно отнести к комплексным соединениям в твердом состоянии. В растворах же такие соли полностью диссоциируют на ионы.
K-O O
\ //
S
/ \\
O O
Al –O O à K+ + Al3+ + 2 SO42-
\ //
S
/ \\
O O
ПРИЛОЖЕНИЕ
|
|
|
