 |
Общие сведения о многоядерных комплексах
|
|
|
|
Оглавление
Введение
Литературный обзор
Общие сведения о многоядерных комплексах
Cr3+ как комплексообразователь
Cr3+ в многоядерных комплексах
Применение многоядерных комплексов Cr3+
Экспериментальная часть
Реактивы, использованные в синтезе
Оборудование, использованное в синтезе
Ход работы. Этапы проведения синтеза
Приготовление компонентов реакционной смеси
Получение соли Cr3
Получение соли Cr2
Получение аммиачного комплекса Cr2+
Получение требуемого биядерного аммиачного комплекса Cr3+
Фильтрование, очистка и сушка полученного вещества
Уравнения реакций, проходивших в ходе работы
Расчет выхода вещества
Изучение свойств полученного вещества
Физические свойства
Строение кристаллов
Отношение к нагреванию
ИК-спектр в области 4000-400 см-1
Химические свойства
Выводы
Список литературы
Приложение
Введение
Соединения хрома чрезвычайно интересны с точки зрения химии координационных соединений. Особый интерес представляют многоядерные комплексные соединения хрома в степени окисления 3+. Именно они являются типичными многоядерными комплексами, то есть они образуют довольно большой класс многоядерных комплексов. Синтез же этих комплексов также представляет очень большой интерес, так как на основе них можно проследить многие свойства многоядерных соединений.
Все лабораторные работы по получению комплексных соединений хрома в степени окисления 3+ сложны тем, что эти соединения получают не прямым путем. Данный комплекс получают одним их методов, сказанных в литературном обзоре, - окислением хрома (II).
Цель работы
Синтезировать в лабораторных условиях с соблюдением всех правил безопасности биядерный комплекс хрома (III) - моногидрат хлорида (m-гидроксо) бис (пентааммин) - хрома(III) [(NH3)5Cr(OH)Cr(NH3)5]Cl5*H2O, изучить физические и химические свойства получаемого вещества, сделать выводы о проделанной работе.
|
|
|
Литературный обзор
Общие сведения о многоядерных комплексах
Под термином многоядерных объединяются разнообразные группы комплексных соединений, характеризующихся тем, что в них имеется несколько координационных сфер, центральные атомы которых связаны в одно целое с помощью определенных атомов или групп атомов, называемых мостиками. Роль этих мостиков могут играть разные группы: OH, NH2, O, O2, CH3COO и так далее. Число мостиков, связывающих два центральных иона, не может превышать трех.
Лучше всего изучены многоядерные аммиакаты и аммиакаты металлов. Далее следует упомянуть многоядерные галогениды, а также многоядерные комплексы с органическими кислотными остатками. Эти две последние группы соединений изучены в значительно меньшей степени, чем многоядерные аммиакаты.
К многоядерным комплексам близко примыкают изо - и гетеро - поликислоты. Наконец, к многоядерным комплексам, по-видимому, относятся некоторые соединения, структура которых еще не может считаться в достаточной степени выясненной.
К многоядерным комплексам должны быть причислены также продукты сочетания двух или нескольких комплексных ионов при посредстве заместителей, обладающих повышенным значением координационной емкости (один мостик, в основном органического происхождения, может связывать три или более комплексообразователей).
Большую группу многоядерных комплексов образуют производные хрома, железа, а также некоторых других металлов, содержащие органические кислотные остатки. Удалось также получить комплексы, в ядре которых заключаются и атомы хрома, и атомы железа. Но вопрос о внутренней структуре комплексов этого типа еще не может считаться полностью разрешенным. То же самое относиться и к вопросу об их пространственном строении.
|
|
|
Cr3+ как комплексообразователь
аммиачный многоядерный реактив синтез
Хром (III) - это наиболее устойчивая и наиболее изученная окисленная форма хрома. Известны тысячи соединений, большинство которых получают из водных растворов. Хром (III) образует устойчивые соли со всеми обычными анионами и дает комплексы практически с любыми частицами, способными отдавать электронную пару. Эти комплексы могут быть анионами, катионами или нейтральными молекулами, и практически все они имеют октаэдрическую структуру (КЧ=6). Существует также множество комплексов с двумя или более различными лигандами. Многие из таких комплексов, например пентааммины, активно используются в кинетических исследованиях в виду их кинетической инертности. Большинство комплексов хрома (III) не всегда получают прямым путем. Такие соли, как гидратированные сульфат и галогениды, которые должны были бы служить исходными веществами, содержат координированную воду ил анионы, не всегда легко замещаемые. Поэтому обычно не применяют простое добавление соответствующего лиганда к водному раствору соли хрома (III). Альтернативные способы, позволяющие избежать образования инертных промежуточных комплексов:
. Безводные методы;
. Окисление Cr (II);
. Восстановление Cr (VI).
Cr3+ в многоядерных комплексах
Один из самых типичных свойств Cr3+ - его склонность к образованию многоядерных комплексов, содержащих мостики OH-. Предполагают, что это происходит при потере протона из координированной молекулы воды, после чего происходит координация полученного таким образом OH- со вторым катионом. О легкости удаления протона можно судить по тому факту, что гексааква-ион (pKa≈4) является практически такой по силе кислотой, как муравьиная. Могут происходить дальнейшие депротонирование и полимеризация, и при увеличении pH конечным продуктом становится гидратированный оксид хрома (III) или «гидроксид хрома». Его образование объясняет, почему аминокомплексы не получают простым добавлением амина к водному раствору Cr3+. Методами, обычно начинающимися с Cr2+, получают биядерные соединения, например
|
|
|
[(en)2Cr(m2-OH)Cr(en)2] и [(NH3)5Cr(m-OH)Cr(NH3)5]X5.
Известны также другие многоядерные комплексные соединения хрома (III):
. С линейным мостиком Cr - O - Cr: синий [(NH3)5Cr-O-Cr(NH3)5]4+, голубой [LCr(m2-O)*(m2-O2CMe)2CrL] (L = 1,4,7 - триметил - 1,4,7 - триазациклононан) и др.;
. Трехъядерные соединения: (PPh4)2Na[Cr3(SCH2CH2O)6], «основные» карбоксилаты с общей формулой [Cr3O(RCOO)6L3]+.
Применение многоядерных комплексов Cr3+
Гидролизованные многоядерные комплексы Cr3+ имеют большое значение в промышленном получении красителей и дубильных веществ. В первом случае они служат протравкой для красителя. В производстве кожи необходимо обрабатывать шкуры животных для предотвращения гниения, чтобы они были мягкими после высушивания. Традиционно в этих целях использовался танин, но к концу XIX века он был вытеснен растворами сульфатами хрома (III). После смачивания в серной кислоте шкуры насыщаются раствором, содержащим Cr3+. Раствор постепенно делают щелочным, при этом образуются многоядерные комплексы и связывают мостиками соседние цепочки белков, в основном координируясь к их карбоксильным группам.
Экспериментальная часть
|
|
|
