 |
условных констант устойчивости комплексных соединений.
|
|
|
|
дисциплины
Химия комплексных соединений
направление
020100.62 «Химия»
Квалификация (степень) выпускника
«бакалавр»
Форма обучения
очная
Сыктывкар 2015
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Сыктывкарский государственный университет имени Питирима Сорокина»
Институт естественных наук
Кафедра химии
УТВЕРЖДЕНО
На заседании учебно-методической комиссии ИЕН
«_» января 2015 г.
Протокол №
Председатель УМК
Л.А. Тулаева ___________
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Химия комплексных соединений»
Блок дисциплин Б2, ДВ2.
Институт естественных наук
Направление 020100.62«Химия»
Квалификация – «бакалавр»
Форма обучения: дневная
Семестр-6
Всего учебных занятий – 72 час.
В том числе:
Аудиторных – 36 час., из них:
Лекций – 18 час.;
Лабораторных занятий – 18 час.;
Занятия, проводимые в интерактивной форме: 26 час.
Самостоятельная работа студентов: 36 час.
Контроль самостоятельной работы: 2 час.
Текущий контроль: контрольная работа (1)
Итоговый контроль: экзамен
Сыктывкар 2015
Лист согласования и утверждения рабочей программы
Составитель УМК
Доцент кафедры химии, к.х.н. _____________ Н.В. Грищенко
Рабочая программа составлена на основании ФГОС ВПО и учебного плана по направлению 020100.62 «Химия»
Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры химии
Протокол заседания № 4 от 15 декабря 2015 г.
Заведующий кафедрой
к.х.н. _________ О. А. Залевская
СОГЛАСОВАНО:
Директор Института естественных наук
к.б.н. _____________ И.Н. Юранёва
|
|
|
(подпись)
Протокол №______
«___» __________2015 г.
Председатель УМК Института естественных наук
к.х.н. ____________ Л. А. Тулаева
(подпись)
АННОТАЦИЯ
к дисциплине « Химия комплексных соединений »
Химия комплексных соединений – одна из специальных химических учебных дисциплин – наука, изучающая состав, строение, свойства координационных соединений и законы, управляющие процессами их образования.
Предметом изучения является координационное соединение, условия образования, строение и свойства его молекулы и, как следствие, практическая значимость.
Основной задачей современной химии комплексных соединений является развитие и научное обоснование методов синтеза и исследования координационных соединений с заданными свойствами с целью их практического применения для решения конкретных задач. Как в области синтеза, так и при изучении строения соединений, химической связи в их молекулах химия комплексов объединяет в себе принципы общей, неорганической, физической и органической химии.
Координационные свойства проявляются практически всеми элементами. Принцип координации и сами комплексные соединения играют важную роль в природе и технике: это ферментативные и фотохимические процессы, перенос кислорода в биологических системах, тонкая технология редких металлов, каталитические реакции. Кроме того, многие реакции, выполняемые в ходе проведения химического анализа сложных объектов, протекают по механизму комплексообразования. Методы разделения и концентрирования, выполняемые с целью повышения чувствительности аналитического определения микропримесей в макрообъектах, зачастую основаны на реакциях комплексообразования. Рациональная работа в осознанном подходе к решению задач в указанных направлениях требует специальных знаний, что и обуславливает необходимость осуществления дисциплины «Химия комплексных соединений».
|
|
|
Изучение химии комплексных соединений состоит из:
- курса лекций, отражающего принципиальные теоретические вопросы, современные достижения и перспективы развития науки;
- лабораторного практикума, охватывающего приложение физико-химических методов анализа к исследованию состава, строения и свойств комплексных соединений, и развивающего навыки научного эксперимента, научного мышления, детализирующего теоретические сведения;
- самостоятельной работы, предполагающей проработку и углубление основных разделов химии комплексных соединений с использованием дополнительной литературы.
1 Цели освоения дисциплины (модуля)
Химия комплексных соединений – одна из специальных химических учебных дисциплин, предметом изучения которой является строение и свойства координационных соединений.
Химия комплексных соединений тесно взаимосвязана как с большинством естественных наук и их областей, так и с хозяйственной деятельностью человека, промышленностью, медициной, экологией, криминалистикой и др. В этой связи изучение дисциплины значительно расширяет кругозор студентов и потенциальные возможности будущих специалистов-химиков.
Реализация дисциплины “Химия комплексных соединений” состоит из:
-курса лекций, отражающего принципиальные теоретические вопросы, современные достижения и перспективы развития науки;
-лабораторного практикума, охватывающего приложение физико-химических методов анализа к исследованию состава, строения и свойств комплексных соединений, а также развивающего навыки научного эксперимента, научного мышления, детализирующего теоретические сведения;
-самостоятельной работы, предполагающей проработку и углубленное изучение основных разделов химии комплексных соединений с использованием дополнительной литературы.
В результате изучения дисциплины студент должен:
- владеть современными представлениями о химической связи, стереохимии, устойчивости, реакционной способности координационных соединений, теоретическими основами физико-химического исследования координационных соединений
- уметь на основе фундаментальных теоретических знаний описать строение и охарактеризовать свойства, устойчивость, обоснованно предложить схему получения заданного координационного соединения и методы для исследования его состава.
|
|
|
- знать: теоретических основы химии комплексных соединений, положения теорий, описывающих строение и реакционную способность комплексных соединений, основные принципы, лежащие в основе исследования комплексных соединений.
2.Место дисциплины в структуре
Дисциплина «Химия комплексных соединений» входит в блок основных дисциплин.
Студенты, изучающие дисциплину «Химия комплексных соединений», должны иметь базовые знания фундаментальных разделов химии.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
Студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК): наличием представления о наиболее актуальных направлениях исследований в современной теоретической и экспериментальной химии (синтез и применение веществ в наноструктурных технологиях, исследования в экстремальных условиях, химия жизненных процессов, химия и экология и другие) (ПК-1);
владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии (в соответствии с темой магистерской диссертации) (ПК-3).
Компоненты формируемой компетенции
В результате освоения дисциплины «Химия комплексных соединений» обучающийся должен:
Знать основные понятия химии комплексных соединений; современные представления о химической связи, стереохимии, устойчивости, реакционной способности координационных соединений, теоретическими основами физико-химических методов исследования координационных соединений.
Уметь на основе фундаментальных теоретических знаний описать строение и охарактеризовать свойства, обоснованно предложить схему синтеза (получения) координационного соединения; самостоятельно изучать и использовать научную, учебную и справочную химическую литературу.
Владеть практическиминавыками получения и исследования комплексных соединений.
5. Структура и содержание дисциплины (модуля) Химия комплексных соединений
|
|
|
Общая трудоемкость дисциплины составляет 72 часов.
| № п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости Форма промежуточной аттестации | |||
| Химия комплексных соединений | Л-18 | ЛАБ-18 | С-36 | КСР-2 | экзамен | |||
КАЛЕНДАРНО - ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Дисциплины «Химия комплексных соединений»
| № | Наименование разделов, тем | 72часов по учебному плану | ||||
| Общая нагрузка | Аудиторная нагрузка | Самостоятельная работа | ||||
| Всего | В том числе | |||||
| Лекции | Лаборатор. работа | |||||
| Тема 1 | Основные понятия химии комплексных соединений | |||||
| Лекция 1 | Понятие о комплексных соединениях. Предмет химии комплексных соединений, ее место в системе наук. Задачи химии комплексных соединений и перспективы развития. Терминология химии комплексных соединений. Координационная теория А.Вернера. | |||||
| Ранние гипотезы и теории развития учения о комплексных соединениях | ||||||
| Лекция 2 | Классификация координационных соединений | |||||
| Основные типы комплексных соединений (моно-и полиядерные комплексы: хелаты и внутрикомплексные соединения, изо-и гетерополисоединения, аммиакаты и аминаты, ацидосоединения, полигалогениды, гидраты, кластеры и др). | ||||||
| Номенклатура комплексных соединений. | ||||||
| Лекция 3 | Реакции и методы получения комплексных соединений | |||||
| Изомерия комплексных соединений. | ||||||
| Зависимость свойств комплексных соединений от взаимного расположения лигандов. Правила Пейроне, Йергенсена, транс-влияние И.И.Черняева | ||||||
| Тема 2 | Химическая связь в координационных соединениях | |||||
| Лекция 4-5 | Квантово-механические представления о природе химической связи. Методы ВС, ТКП, теории поля лигандов. Взаимосвязь между методами, их возможности в интерпретации и предсказании свойств комплексных соединений. | |||||
| Тема 3 | Процессы комплексообразования в растворах | |||||
| Лекция 6 | Типы химических равновесий комплексных соединений в растворах. Математические функции, используемые для оценки процессов образования аналитических форм определяемых комплексов. | |||||
| Лекция 7-8 | Методы исследования комплексных соединений в растворах (методы изомолярной серии, метод насыщения, метод отношения наклонов, ограниченно-логарифмический метод, метод Старика-Барбанеля, метод Комаря и др.) | |||||
| Тема 4 | Комплексообразование в неводных средах | |||||
| Тема 5 | Физико-химические методы исследования строения и свойств комплексных соединений | |||||
| Лекция 9 | Физико-химические методы исследования строения и свойств комплексных соединений: спектрофотометрия, исследование спектров поглощения комплексных соединений, люминесценция и др. | |||||
| Тема 6 | Практическое значение комплексных соединений | |||||
| Контрольная работа | ||||||
| Итого |
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Тема 1. Основные понятия химии комплексных соединений.
1.1. Предмет химии комплексных соединений, ее место в системе наук. Задачи химии комплексных соединений.
1.2. Предварительные сведения о комплексных соединениях. Роль комплексных соединений в жизни растений и животных, в решении экологических задач.
1.3. Создание учения о комплексных соединениях. Краткий исторический обзор основных этапов развития химии комплексных соединений. Ранние гипотезы и теории развития учения о комплексных соединениях. Довернеровские учения (Т.Грей, А.В.Гофман, С.М.Йоргенсен, К.В.Бломстранд, Д.И.Менделеев).
1.4. Основные положения теории А.Вернера: понятие о главных и побочных валентностях, внешней и внутренней сфере, центральном атоме и лигандах; координационное число, дентатность лигандов; симметрия. Формулировка понятия комплексного соединения.
1.5. Классификация комплексов и лигандов. Типы комплексных соединений (моно-и полиядерные комплексы: хелаты и внутрикомплексные соединения, изо-и гетерополисоединения, аммиакаты и аминаты, ацидосоединения, полигалогениды, гидраты, кластеры и др). Особые свойства внутрикомплексных соединений: устойчивость, гидрофобность, окраска, преимущественная сольватируемость органическими растворителями. Хелатный эффект. Роль внутрикомплексных соединений в системе химико-аналитических операций.
1.6. Номенклатура комплексных соединений.
1.7. Изомерия комплексных соединений: геометрическая изомерия (цис-, транс-), координационная изомерия, координационная полимерия, оптическая изомерия, сольватная изомерия, ионизационная изомерия(метамерия). Зависимость свойств комплексных соединений от взаимного расположения лигандов (значение геометрической изомерии, теории транс-влияния Черняева на реакционную способность соединений).
Тема 2. Химическая связь в координационных соединениях.
2.1. Доквантовые представления о природе химической связи в комплексных соединениях: электростатические, поляризационные, ковалентные. Значение данных представлений в понимании причин образование комплексных соединений и их свойств.
2.2. Квантово-механические представления о природе химической связи: метод валентных связей (МВС), теория кристаллического поля (ТКП), метод молекулярных орбиталей (ММО). Взаимосвязь между методами, их возможности и ограничения в интерпретации и предсказании свойств комплексных соединений.
Тема 3. Процессы комплексообразования в растворах.
3.1. Общая схема построения эксперимента при исследовании равновесий в растворах комплексных соединений. Типы химических равновесий комплексных соединений в растворах.
3.2. Взаимное влияние растворителя и растворенных частиц на свойства друг друга. Влияние других компонентов раствора (компонентов буферных смесей, сорастворителей, кислот, оснований, солей, ионной силы раствора и др.) на равновесие комплексообразования.
3.3. Математические функции, используемые для оценки процессов образования аналитических форм определяемых комплексов: функция протонирования, функция закомплексованности. Понятия аналитической формы комплекса, выхода комплекса. Понятие об условных константах устойчивости, связь этих констант с термодинамическими. Значение условных констант устойчивости комплексных соединений для решения химико-аналитических задач. Понятие об эффективной константе устойчивости. Значение эффективной константы устойчивости для различных случаев комплексообразования: лиганд - анион слабой кислоты; наличие конкурирующих взаимодействий сопутствующих катионов и др. Роль эффективной константы при выборе реагентов в целях маскирования мешающих ионов.
3.4. Наиболее распространенные методы изучения равновесий комплексообразования в растворах: метод непрерывных изменений, метод молярных отношений, ограниченно-логарифмический метод, метод прямой линии, метод отношения наклонов, метод относительного выхода Старика и Барбанеля. Исследование ступенчатого комплексообразования: методы Яцимирского, Бьеррума, Фронеуса, Ледена. Возможности и ограничения каждого метода.
Тема 4. Комплексообразование в неводных средах
4.1. Неводные растворители. Химические и физические свойства сольватов, образованных неводными растворителями. Направление химических реакции в среде неводных растворителей.
4.2. Учет специфических взаимодействий частиц растворенного вещества с неводными растворителями. Значение и перспективы использования комплексообразования в неводных средах при решении химико-аналитических задач.
Тема 5. Физико-химические методы исследования строения и свойств комплексных соединений
Криоскопия и эбуллиоскопия, термография, рентгеноструктурные исследования, рефрактометрия, поляриметрия, магнитные свойства комплексных соединений, оптические методы исследования комплексных соединений.
Тема 6. Практическое значение комплексных соединений.
Роль комплексных соединений в аналитической химии: в методах разделения и концентрирования, методах определения. Применение комплексных соединений в биологии, медицине, сельском хозяйстве, решении экологических проблем.
ВОПРОСЫ для самостоятельное изучения.
Создание учения о комплексных соединениях. Краткий исторический обзор основных этапов развития химии комплексных соединений. Ранние гипотезы и теории развития учения о комплексных соединениях. Довернеровские учения (Т.Грей, А.В.Гофман, С.М.Йоргенсен, К.В.Бломстранд).
Классификация комплексных соединений. Комплексообразователи, их химическая природа и сродство к комплексообразованию, координационное число. Лиганды, природа донорного атома, типы лигандов, дентатность лигандов. Взаимное сродство комплексообразователь - донорный атом. Типы комплексных соединений (моно-и полиядерные комплексы; хелаты и внутрикомплексные соединения, изо-и гетерополисоединения, аммиакаты и аминаты, ацидосоединения, полигалогениды, гидраты, кластеры и др). Особые свойства внутрикомплексных соединений: устойчивость, гидрофобность, окраска, преимущественная сольватируемость органическими растворителями. Хелатный эффект. Роль внутрикомплексных соединений в системе химико-аналитических операций. Номенклатура комплексных соединений. Изомерия комплексных соединений: геометрическая изомерия (цис-, транс-), координационная изомерия, координационная полимерия, оптическая изомерия, сольватная изомерия, ионизационная изомерия. Зависимость свойств комплексных соединений от взаимного расположения лигандов.
Значение геометрической изомерии, теория транс-влияния Черняева и реакционная способность комплексного соединения. Хелатный эффект.
Химическая связь в координационных соединениях. Доквантовые представления: электростатические, поляризационные, ковалентные. Значение этих представлений в понимании причин образования комплексных соединений и их свойств.
Равновесия в водных растворах комплексных соединений, типы химических равновесий комплексных соединений в растворах: первичная диссоциация, диссоциация комплексного иона. Константа нестойкости (устойчивости) комплекса.
Общая схема построения эксперимента при исследовании равновесий в растворах комплексных соединений.
Взаимное влияние растворителя и растворенных частиц на свойства друг друга. Влияние других компонентов раствора (буферных смесей, сорастворителей, кислот, оснований, солей, ионной силы раствора и др.) на равновесие комплексообразования.
Математические функции, используемые для оценки процессов образования аналитических форм определяемых комплексов: функция протонирования, функция закомплексованности. Понятия аналитической формы комплекса, выхода комплекса. Понятие об условных константах устойчивости, связь этих констант с термодинамическими. Значение условных констант устойчивости комплексных соединений для решения химико-аналитических задач. Понятие об эффективной константе устойчивости. Значение эффективной константы устойчивости для различных случаев комплексообразования: лиганд - анион слабой кислоты; наличие конкурирующих взаимодействий сопутствующих катионов, маскирующих агентов и др. Роль эффективной константы при выборе лигандов в целях маскирования мешающих ионов.
Неводные растворители. Химические и физические свойства сольватов, образованных неводными растворителями. Направление химических реакции в среде неводных растворителей. Комплексообразование в неводных средах. Учет специфических взаимодействий частиц растворенного вещества с неводными растворителями. Значение и перспективы использования комплексообразования в неводных средах при решении химико-аналитических задач.
Роль комплексных соединений в аналитической химии: в методах гравиметрии, спектрофотометрии, экстракции, сорбции. Применение комплексных соединений в биологии, медицине, сельском хозяйстве, экологии.
СПИСОК ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Изучение процесса комплексообразования ионов металлов
(Pb+2, Cu+2, Zn+2, Cd+2) с органическими реагентами: ксиленоловым оранжевым и нитрозо-R-солью.
Определение оптимальных условий фотометрического анализа комплекса.
2.Установление состава комплексного соединения.
3. Оценка коэффициентов погашения комплексных соединений ксиленолового оранжевого и нитрозо-R-соли с ионами Pb2+, Zn2+, Cd2+, Сu2+.
4. Изучение пероксидных комплексов титана и ванадия с целью их использования для фотометрического определения титана и ванадия при совместном их присутствии в анализируемом растворе.
6. Образовательные технологии
При реализации дисциплины «Химия» в занятиях лекционного типа предусмотрены следующие интерактивные формы обучения в образовательном процессе:
- презентации;
- специализированные научные фильмы по профилю подготовки.
На практических занятиях предусмотрены следующие интерактивные формы обучения в образовательном процессе:
- тематические учебные конференции (самостоятельная работа студентов);
- учебные дискуссии на заданную тему;
- работа в группах;
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах составляет не менее 70 % аудиторных занятий (26 часов).
7. Самостоятельная работа студентов
Рабочей программой дисциплины «Химия комплексных соединений» предусмотрена самостоятельная работа студентов в объеме 36 часов. Самостоятельная работа проводится с целью углубления и расширения знаний по дисциплине и предусматривает следующие виды внеаудиторной работы студентов:
- работа с рекомендованной литературой и с Интернет-источниками с целью усвоения теоретического материала дисциплины. На самостоятельную работу по лекционному курсу выносятся вопросы, связанные с изучением природных источников основных классов органических соединений и их использование в промышленном органическом синтезе (конспектирование).
– подготовка к практическим занятиям (решение задач, ответы на контрольные вопросы);
– подготовка к контрольным работам, выполнению тестовых заданий;
– подготовка к лабораторным занятиям и подготовка отчета по лабораторной работе (см. «Методические указания к лабораторным работам»);
– подготовка к экзамену.
Планирование времени на самостоятельную работу, необходимого на изучение настоящей дисциплины, студентам лучше всего осуществлять на весь семестр, предусматривая при этом регулярное повторение пройденного материала. Материал, законспектированный на лекциях, необходимо регулярно дополнять сведениями из литературных источников, представленных в рабочей программе дисциплины. По каждой из тем для самостоятельного изучения, приведенных в рабочей программе дисциплины следует сначала прочитать рекомендованную литературу и при необходимости составить краткий конспект основных положений, терминов, сведений, требующих запоминания и являющихся основополагающими в этой теме и для освоения последующих разделов курса.
Для расширения знаний по дисциплине рекомендуется использовать Интернет-ресурсы: проводить поиск в различных поисковых системах, таких как www.rambler.ru, www.yandex.ru, www.google.ru, www.yahoo.com.
Рекомендуемая литература
-основная
1. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М., Высшая школа, 1997, 527 с.
2. Кукушкин Ю.Н.. Химия координационных соединений. М., Высшая школа, 1985, 455 с.
3. Скопенко В.В., А. Ю. Цивадзе и др. Координационная химия. М. Академкнига, 2007, 488 с.
4. Киселев Ю.М., Н.А.Добрынина Химия комплексных соединений. М.Академия, 2007, 352 с.
5. Химия комплексных соединений. Методические указания для студентов 4 курса специальности «Химия».-Сыктывкар,2001, 33с.
- дополнительная
1. Лебедева Л.И. Комплексообразование в аналитической химии. ЛГУ, 1985.
2. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия. Т, 1. М., 1969.
3. Шлеффер Г.Л. Комплексообразование в растворах. М. Л., 1966.
4. Гринберг А. А. Введение в химию комплексных соединений. Л., 1971.
5. Инцеди Я. Применение комплексов в аналитической химии. М., 1979.
6. Гутман В. Химия координационных соединений в неводных растворах. М. Мир, 1971.
7. Скорик Н.А., Кумок В.Н. Химия комплексных соединений. М. Высшая школа, 1975.
8. Гликина Ф.Б., Ключников Н.Г. Химия комплексных соединений. М. Просвещение, 1982
9. Сапрыкова З.А., Боос Г.А., Захаров А.В. Физико-химические методы исследования координационных соединений в растворах. Из-во казанского ун-та, 1988.
10. Костромина Н.А., В.Н. Кумок, Н.А. Скорик. Химия координационных соединений. М., Высшая школа, 1990, 432 с.
12. Желиговская Н.Н., И.И. Черняев. Химия комплексных соединений. М., Высшая школа, 1966, 388 с.
13. Ахметов Н.С.. Общая и неорганическая химия. М., Высшая школа, 1981, 680 с.
4. Карапетьянц М.Х., С.И. Дракин. Общая и неорганическая химия. М., Химия 1981, 632 с.
8. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
ВОПРОСЫ К экзамену
по спецкурсу «Химия комплексных соединений»
1. Роль процессов комплексообразования в достижениях и развитии народного хозяйства, решении экологических проблем.
2. Ранние гипотезы и теории развития учения о комплексных соединениях: аммонийная теория Иергенсена-Бломстранда, другие довернеровские теории. Достоинства и недостатки.
3. Основные положения теории Вернера, ее принципиальная новизна. Формулировка понятия комплексного соединения.
4. Понятие дентатность лигандов. Типы комплексных соединений: хелаты, внутрикомплексные соединения, эфирные хелаты, ионные ассоциаты.
5. Номенклатура комплексных соединений ионного типа.
6. Изомерия комплексных соединений: геометрическая (цис-, транс-), координационная, координационная полимерия, оптическая, сольватная, связевая, ионизационная метамерия. Определения, примеры.
7. Химическая связь в координационных соединениях. Доквантовые представления: электростатические, поляризационные, ковалентные. Значение этих представлений в понимании причин образования и свойств комплексных соединений.
8. Квантово-механические представления о природе химической связи: МВС, ММО, теория кристаллического поля. Лиганды слабого и сильного поля. Теория поля лигандов. Взаимосвязь между методами, их возможности в интерпретации и предсказании свойств комплексных соединений.
9. Общая схема построения эксперимента при исследовании равновесий комплексообразования в растворе. Типы химических равновесий в растворе. Влияние сопутствующих компонентов раствора (сорастворителей, буферных смесей, кислот, оснований, солей и др.) на равновесие комплексообразователя.
10. Понятие аналитическая форма комплекса. Понятие выход комплекса. Математические функции, используемые для оценки процессов образования аналитических форм определяемых комплексов: функция протонирования, функция закомплексованности.
11. Понятие об условных константах нестойкости (устойчивости), их связь с термодинамическими. Расчет условных констант в присутствии конкурирующих равновесий протонирования лигандов (лиганд - анион слабой кислоты; органическая молекула), маскирования. Значение условных констант устойчивости комплексных соединений при решении химико-аналитических задач.
12. Понятие об эффективной константе устойчивости. Значение эффективной константы устойчивости для различных случаев комплексообразования (лиганд - анион слабой кислоты); наличие конкурирующих взаимодействий сопутствующих катионов. Роль эффективной константы при выборе лигандов в целях маскирования мешающих ионов.
13. Неводные и смешанные водно-органические растворители. Учет специфических взаимодействий частиц растворенного вещества с неводными растворителями. Значение и перспективы использования комплексообразования в неводных средах при решении химико-аналитических задач.
14. Влияние природы донорного атома на устойчивость комплексного соединения, учет данного фактора при решении химико-аналитических задач.
15. Влияние природы центрального иона на устойчивость комплексного соединения, учет данного фактора при решении химико-аналитических задач.
Варианты контрольных работ
1. Приведите формулы следующих комплексных соединений:
-бис(сульфато)тетраакваферрат (III) гексаакважелеза (II)
-тетрахлоропалладат(II) тетраамминпалладия(II)
-бромид амидосульфатобис(этилендиамин)дикобальта (III)
-гидроксотрихлороаурат(III) оксония
-хлорид карбонатодекаамминдикобальта(III)
2. Для пары ионов [Fe(H2O)6]3+ и [Ni(CN)4]2-
-укажите электронное строение центральных ионов в этих комплексах
-изобразите на диаграммах расщепленных d-орбиталей распределение электронов и подсчитайте ЭСКП
-укажите, у какого комплекса больше величина расщепления и объясните почему
-объясните причину различной окраски соединений, содержащих эти ионы
-рассчитаете величину их магнитных моментов
-изобразите распределение электронов по методу валентных связей и укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома
-объясните лабильность или инертность этих ионов в реакциях обмена лигандами
3. Определите тип изомерии в наборах комплексных соединений:
-[Co(py)2(Cl)2]Cl и [Co(py)Cl3]·py
-[Co(NH3)4Cl(NO3)]Cl и [Co(NH3)4(Cl)2]NO3
-[Pt(NH3)4SO4](OH)2 и [Pt(NH3)4(OH)2]SO4
4. Для каких электронных конфигураций центрального атома (d1-d9) тетраэдрических и октаэдрических комплексов сильных и слабых полей лигандов можно ожидать проявления эффекта Яна-Теллера? Покажите, что для октаэдрического комплекса, центральный атом которого имеет электронную конфигурацию d7, аксиальное удлинение должно быть спонтанным.
5. На основании правила Сиджвика установите число х в комплексах:
[Ru(CO)x], [Rh(CO)x]-, [Fe(CO)xCl2], [Ru(CN)x](x-2)-, [Hg(NH3)x]2+
1. При растворении в воде 0,5 моль OsCl3 и последующем добавлении избытка AgNO3 образуется 0,75 моль осадка. По результатам опыта составьте формулы двух октаэдрических комплексов осмия (III) в растворе, если они существуют в эквимолярных количествах.
2. Рассчитайте значение остаточной молярной концентрации катиона серебра (I) в 0,001 М растворе дицианоаргентат(I)-ионов в присутствии цианид-иона с концентрацией 0,1 моль/л.
3. Составьте уравнения реакций получения комплексов в водном растворе:
CuSO4+H20→ HgI2+HI→ Cu2O+NH3·H2O→ AgI+Na2S2O3→
4. Составьте уравнения протолитических реакций в водном растворе для комплексов, проявляющих кислотные свойства
[Co(H2O)(NH3)5]3+ [Cr(py)2(H2O)4]3+
5. Рассчитайте состав комплекса никеля с ксиленоловым оранжевым методом молярных отношений по следующим данным:
| С(КО) ·105, моль/л | 0,12 | 0,16 | 0,20 | 0,40 | 0,60 | 0,80 | 1,00 | 1,20 | 1,48 | 1,80 |
| А | 0,04 | 0,05 | 0,065 | 0,13 | 0,2 | 0,27 | 0,315 | 0,36 | 0,365 | 0,370 |
Молярная концентрация никеля (II) в растворе 1·10-5 моль/л.
Тематический план лабораторных работ по химии комплексных соединений для студентов 3 курса направления «Химия» - 18 час.
| № п/п | Тема; название лабораторной работы | Содержание | Форма контроля | ||
| Вводное занятие: | Инструктаж по технике безопасности; требования к выполнению и оформлению лабораторных работ по химии комплексных соединений. Оборудование и реактивы. Растворы. Приготовление растворов по точной навеске вещества; путем разбавления концентрированного раствора. Способы выражения состава раствора, связь между ними. Типы комплексных соединений, структура, номенклатура, равновесия в растворах комплексных соединений, константа нестойкости (устойчивости). | Инд. решение расчетных задач (карточка) | |||
| Этапы исследования фотометрических реакций комплексообразования с органическими реагентами | Получение растворов комплексных соединений и использование их в количественном фотометрическом анализе, требования к реакциям. Этапы исследования реакций комплексообразования фотометрическим методом: - изучение ионного состояния и спектральных характеристик компонентов, вступающих в реакцию; - изучение оптимальных условий полноты образования комплексного соединения | Отчет по проделанной работе; инд. собесед. по отчету | |||
| Изучение реакции комплексообразования ионов металлов (Pb+2,Cu+2, Zn+2, Cd+2) с ксиленоловым оранжевым и нитрозо-R-солью | Определение оптимальных условий максимального выхода оптически активной комплексной формы | Отчет по проделанной работе; инд. собесед. по отчету | |||
| Изучение процесса комплексообразования меди (11) с нитрозо-R-солью при рН 4,0 | 1 Изучение электронных спектров поглощения растворов реагента, а также реагента в присутствии меди(11) в видимой области спектра при рН 4,0 2 Изучение зависимости максимального выхода оптически активной формы комплекса от времени 3 Определение молярного отношения ион меди (11):реагент методом изомолярных серий. Использование изомолярной диаграммы для о |
|
|
|
