Опыт 1. Окислительные свойства перманганата калия

В три пробирки налить по 2-3 капли раствора перманганата калия. В одной пробирке создать кислую среду, добавив 2-3 капли раствора серной кислоты, в другой - щелочную среду добавлением такого же количества раствора гидроксида калия или натрия. В третью пробирку не добавлять ничего (среда нейтральная).

Затем во все три пробирки прибавлять по каплям раствор сульфита натрия до изменения окраски.

Составьте уравнения реакций, учитывая, что в кислой среде ион MnO₄⁺ превращается в Мn⁺², в нейтральной среде – в MnO₂, в щелочной среде – в MnO₄^2-. Подобрать коэффициенты к уравнениям реакций, составив электронно-ионные уравнения.

Опыт 2. Реакция окисления восстановления с участием

Простых веществ

а) Налить в пробирку 2-3 мл раствора нитрата ртути (II) и опустить в раствор медную полоску. Что происходит? Составить уравнение реакции, указать окислитель и восстановитель. Сделать вывод о сравнительной активности меди и ртути.

Полоску, покрытую ртутью, сдать преподавателю!

б) К 2-3 каплям раствора иодида калия прилить 5-6 капель раствора серной кислоты и 2-3 капли раствора иодата калия KJO₃.Отметить изменение окраски раствора. Добавьте в полученную смесь несколько капель крахмала. Какое вещество определяют крахмалом?

Составьте уравнение реакции, определите окислитель и восстановитель. Сделайте вывод об окислительно-восстановительных свойствах иода в разных степенях окисления.

Опыт 3. Окислительно-восстановительная двойственность

В одну пробирку поместить 2-3 капли раствора иодида калия, в другую столько же раствора перманганата калия. Подкислить оба раствора добавлением такого же объема раствора серной кислоты. В обе пробирки добавить раствор пероксида водорода Н₂О₂ до изменения окраски. Что наблюдается? Пузырьки какого газа выделяются во второй пробирке?

В первую пробирку добавьте несколько капель крахмала. О чем говорит изменение окраски крахмала?

Составьте уравнения реакций. Сделайте вывод об окислительно-восстановительных свойствах пероксида водорода.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1 Что называется степенью окисления?

2 Какие вещества являются окислителями, восстановителями?

3 Какие типы окислительно-восстановительных реакций существуют? Привести примеры.

4 Каким соединениям присуща окислительно-восстановительная двойственность?

5 Методом электронного баланса подберите коэффициенты в окислительно-восстановительных реакциях:

а) K₂S + KМnO₄ + Н₂SO₄ S + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

б) Zn + K₂CrO₇ + H₂SO₄ ZnSO₄ + Cr₂(SO₄) + H₂SO₄ + H₂O

в) NaJ + KMnO₄ + KOH J₂ + K₂MnO₄ + NaOH

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

Комплексными соединениями называются определенные химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, способные к существованию как в кристаллическом, так и в растворенном состоянии.

В молекуле комплексного соединения один из атомов, обычно положительно заряженный, занимает центральное место и называется комплексообразователем, или центральным атомом. В непосредственной близости к нему расположены (координированы) противоположно заряженные ионы или нейтральные молекулы, называемые лигандами. Коплексообразователь и лиганды составляют внутреннюю сферу комплексного соединения. Общее число s-связей, образуемых комплексообразователем с лигандами, называется координационным числом центрального иона. По числу s-связей, образуемых лигандом с комплексообразователем лиганды делятся на моно -, ди - и более дентатные лиганды.

За пределами внутренней сферы комплексного соединения находится его внешняя сфера, содержащая положительно заряженные ионы (если внутренняя сфера комплексного соединения заряжена отрицательно) или отрицательно заряженные ионы (если комплексный ион заряжен положительно); в случае незаряженной внутренней сферы внешняя сфера отсутствует.

Ионы, находящиеся во внешней сфере, связаны с комплексным ионом, в основном, силами электростатического взаимодействия и в растворах легко отщепляются подобно ионам сильных электролитов. Лиганды, находящиеся во внутренней сфере комплекса, связаны с комплексообразователем ковалентными связями, и их диссоциация в растворе осуществляется, как правило, в незначительной степени. Поэтому с помощью качественных химических реакций обычно обнаруживаются только ионы внешней сферы. В формулах комплексных соединений внутреннюю сферу отделяют от внешней квадратными скобками.

Названия комплексных солей образуют по общему правилу: сначала называют анион, а затем – катион в родительном падеже. При этом в названии аниона употребляется корень латинского наименования комплексообразователя, а в названии катиона – его русское наименование в родительном падеже. Название комплексного катиона составляют следующим образом: сначала указывают числа (используя греческие числительные: ди, три, тетра, пента, гекса и т.д.) и названия отрицательно заряженных лигандов с окончанием «о» (CI^- - хлоро,SO₄^2- -сульфато, ОН^- - гидроксо и т.п.); затем указывают числа и названия нейтральных лигандов, причем вода называется аква, а аммиак – аммин; последним называют комплексообразователь, указывая степень его окисленности (в скобках римскими цифрами после названия компексообразователя).

Название комплексного аниона составляют аналогично названию катиона и заканчивают суффиксом «ат».

Названия нейтральных комплексных частиц образуют так же, как и катионов, но комплексообразователь называют в именительном падеже, а степень его окисленности не указывают, так как она определяется электронейтральностью комплекса. Например, [Pt(NH₃)₂CI₂] – дихлордиамминплатина.

По принадлежности к определенному классу соединений различают:

Комплексные кислоты – H₂[SiF₆], H[AuCI₄];

Комплексные основания – [Ag(NH₃)₂]OH, [Co(En)₃](OH)₃;

Комплексные соли – K₂[HgJ₄], [Cr(H₂O)₆]CI₃.

По природе лигандов. Если лигандом является вода, комплексы называются аквакомплексами: [Co(H₂O)₆]SO₄, [Cu(H₂O)₄](NO₃)₂. Комплексы, образованные аммиаком, - аммиакаты: [Ag(NH₃)₂]CI, [Cu(NH₃)₂]CI, [Cu(NH₃)₄]SO₄, [Co(NH₃)₆]CI₂. оксалатные, карбонатные, цианидные, галогенидные и другие комплексы, содержащие в качестве лигандов анионы различных кислот, называют ацидокомплексами. Например, K₄[Fe(CN)₆] и K₂[HgJ₄] – цианидный и иодидный ацидокомплексы. Соединения с ОН-группами в виде лигандов называют гидроксокомплексами, например: K₃[AI(OH)₆].

По знаку заряда комплекса различают:

Катионные комплексы – [Co(NH₃)₆]CI₃, [Zn(NH₃)₄]CI₂;

Анионные комплексы – Li[AIH₄], K₂[Be(CO₃)₂];

Нейтральные комплексы – [Pt(NH₃)₂CI₂], [Co(NH₃)₃CI₃].

Нейтральные комплексы не имеют внешней сферы. Более сложными являются бикомплексы, состоящие из комплексных катионов и анионов, например [Co(NH₃)₆][Fe(CN)₆].

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

 

Опыт 1. Свойства некоторых аквакомплексов (кристаллогидратов)

В фарфоровые тигли поместите 1–2 микрошпателя кристаллогидратов CuSO₄·5Н₂О, CoCl₂·6H₂O, CrCl₃·6H₂O, NiSO₄·7H₂O. Нагревайте кристаллогидраты на плитке, перемешивая их время от времени стеклянной палочкой. Обратите внимание на изменение цвета кристаллов. После того, как тигли остынут, добавьте в них 1–2 капли воды и вновь отметьте изменение окраски раствора.

Объясните, почему изменяется окраска исследуемых веществ при нагревании и при растворении. Напишите уравнения реакций.