Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Опыт 6. Возможность протекания ОВР ⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4
Используя стандартные окислительно-восстановительные потенциалы определить возможность протекания ОВР между дихроматом калия и соляной кислотой. В пробирку поместить несколько кристаллов дихромата калия, прилить 1-2 мл концентрированной соляной кислоты и нагреть в пламени спиртовки (ТЯГА!). Что наблюдается? Объясните причину протекания реакции. Написать уравнение реакции пользуясь электронно-ионным методом.
Контрольные вопросы 1. Какие из указанных ниже веществ: Cl2, PbO2, K2Cr2O7, KMnO4, Na2S, KJ, KBr, FeSO4, Na2SO3, NaNO2 - могут проявлять окислительные свойства, какие - востановительные свойства? 2. Рассчитайте DHo, DSo и DGo реакции 2(NH4)2CrO4(тв.) = Cr2O3 (тв.) + 2NH3 (г.)+ N2 (г.)+ 5H2O (г.) Какова роль энтальпийного и энтропийного факторов протекания этого процесса? Является ли процесс обратимым? Какие элементы изменяют степень окисления и к какому типу ОВР относится данный процесс? 3. Вычислите потенциал системы: а) Fe3+/Fe2+, если активности ионов Fe3+ = 0.1 моль/л, Fe2+ = 5·10-3 моль/л; б) MnO4-/Mn2+ при 1) [H+] = 1 моль/л и 2) [H+] = 1·10-2 моль/л, если [MnO4-]/[Mn2+] = 1.Объясните зависимость потенциала системы MnO4-/Mn2+ от рН среды. 4. Вычислите электродвижущую силу, необходимую для разложения хлорида натрия при 1100 К, если DGо при 1100 К равно 311 кДж/моль. 5. Составьте уравнения реакций, происходящих при электролизе раствора иодида калия на угольных электродах. 6. Пользуясь методом электронно-ионного баланса, закончите составление следующих уравнений окислительно-восстановительных реакций и укажите их тип: 1) KМnO4 + NaNO2 +H2SO4(разб.) ®... 2) NaClO + KJ + H2SO4(разб.) ® NaCl + J2 +... 3) Cl2 +KOH ® KСlO3 +... 4) J2 + Cl2 + H2O ®HJO3 +... 5) NO2 + NaOH ® NaNO2 +... 6) K2Cr2O7 + H2SO4(разб.) + FeSO4 ® Cr2(SO4)3 +... 7) H2S + H2SO3 ® S +... 8) KСlO3 ® O2 +... 9) KСlO3 ® KСlO4 +... 10) HNO2 ® NO +... 11) KМnO4 ® K2MnO4 + MnO2 + O2 12) As2S3 + HNO3 ® H3AsO4 + H2SO4 + NO +... 13) MnO2 + HCl(конц.) ®... 14) Mg + HNO3 ® NH4NO3 +... 15) Cu + HNO3 ® NO +... 16) KJ + H2SO4(конц.) ® J2 + H2S +... 7. Закончите уравнения реакции между следующими ионами, пользуясь методом электронно-ионного баланса: 1) MnO4- + NO2- + H+ ® Mn2+ + NO3- +... 2) Fe3+ + S2- ® S + Fe2+ 3) MnO4- + J- + H+ ® Mn2+ + J2 4) ClO- + J- + OH- ® JO3- + Cl- +... 5) MnO4- + SO32- + H+ ® Mn2+ + SO42- +... 6) MnO4- + NO2- + OH- ® Mn2+ + NO3- +... 8. Железная пластинка погружена в раствор CuSO4. После окончания реакции масса пластинки увеличилась на 2 грамма. Найти массу выделившейся из раствора меди. 9. Какую массу сероводорода можно окислить до свободной серы одним граммом йода?
Лабораторная работа № 6 КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Основные положения 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. Комплексные соединения содержат катионный, анионный или нейтральный комплекс, состоящий из центрального атома или иона и связанных с ним молекул или ионов - лигандов. Центральный атом (комплексообразователь) - обычно акцептор, а лиганды - доноры электронов и при образовании комплекса между ними возникает донорно-акцепторная, или координационная связь. Комплекс может быть электронейтральным (неэлектролит), иметь положительный заряд (комплексный катион) или отрицательный (комплексный анион). В случае образования комплексного соединения с одноименными лигандами все связи в комплексе равноценны, если он находится в растворе или в газовой фазе, а в случае разнородных лигандов характер связи зависит от их свойств. Число атомов лигандов, координированных центральным атомом, - координационное число (к.ч.) - обычно превышает его степень окисления. Лиганды, связанные с центральным атомом, образуют внутреннюю координационную сферу комплексного соединения. Анионы или катионы (противоионы), входящие вместе с комплексом в состав комплексного соединения, образуют вторую (внешнюю) сферу. В зависимости от числа донорных атомов лиганда, способных к координации, различают моно-, би- и полидентатные лиганды. Лиганды, координирующиеся через два и более донорных атомов к одному центральному атому, называются хелатными, а координирующиеся к разным центральным ионам - мостиковыми. Комплексы, в которых лиганды связывают два или более центральных ионов, называются би- или полиядерными. Полиядерные комплексы, имеющие химические связи между центральными атомами, называются кластерами. Комплексные соединения, содержащие циклические комплексы металлов с полидентатными лигандами, в которых центральный атом входит в один или несколько циклов, называются хелатами. Например:
Природа химической связи в комплексных соединениях. В комплексных соединениях - хотя бы одна из связей - донорно- акцепторная, образуется в результате перекрывания заселенных электронами орбиталей лигандов с вакантными орбиталями центрального атома. Если лиганд, как, например, OH-, OR-, NR2-, SR-, O2-, NR2-, имеет дополнительные неподеленные пары электронов, а центральный атом - подходящие вакантные орбитали, то образуются простые дативные связи. Лиганды, у которых есть вакантные орбитали с центральными атомами, имеющими d -электроны (как, например, у PR3, SR2, AsR3), могут образовывать обратные дативные связи p -типа. Оба эффекта приводят к упрочению координационной связи, увеличивая ее кратность. Природу химической связи в комплексных соединениях объясняют с помощью метода валентных связей, методов молекулярных орбиталей, электростатической теории и ее модификации - теории кристаллического поля. Комплексные соединения в водных растворах При растворении кристаллического комплексного соединения в воде его кристаллическая решетка разрушается, а координационная сфера и внешнесферные ионы гидратируются водой. Этот процесс протекает по механизму диссоциации сильных электролитов. Образование и диссоциация координационной сферы комплексных соединений происходит ступенчато: M + A Û MA K1 = MA + A Û MA2 K2 = ...... MAn-1 + A Û MAn K n = Константы К1, К2,..., К n называются ступенчатыми константами образования (устойчивости). Для обозначения полных констант образования используют символ b: M + A Û MA b 1 = M + 2A Û MA2 b 2 = ...... M + nA Û MAn b n = При этом b n является произведением ступенчатых констант b n =K1 × K2 × ¼ × K n. Константы K n и b n - термодинамические характеристики устойчивости комплекса в растворе. Величины, обратные K n или b n, называются константами диссоциации или нестойкости. Устойчивость комплексных соединений определяется природой центрального атома и лиганда и стерическими факторами. В соответствии с теорией «жестких» и «мягких» кислот и оснований все центральные атомы могут быть условно разделены на два класса: жесткие кислоты Льюиса и мягкие кислоты Льюиса. Первые имеют малый атомный или ионный радиус и высшую положительную степень окисления, предпочтительно взаимодействующие с неполяризующимися жесткими основаниями, такими как F-, OH-, NR2-. Кислоты второго класса имеют большой атомный или ионный радиус и низкую степень окисления, более эффективно взаимодействуют с легко поляризующимися мягкими лигандами. К жестким кислотам Льюиса относятся центральные ионы элементов в высших степенях окисления, с электронной конфигурацией d0 или d10. Мягкие кислоты Льюиса имеют электроны на d -орбиталях, способные к образованию p -связей в результате перекрывания с вакантными d -орбиталями мягких лигандов. С увеличением основных свойств лигандов устойчивость комплексов повышается. Комплексы хелатообразующих реагентов по сравнению с комплексами их монодентантных аналогов обладают повышенной устойчивостью (так называемый хелатный эффект).
Присоединение объемного заместителя к донорному атому или вблизи него, например, замена атома водорода на алкильную группу, приводит под влиянием стерических факторов к уменьшению стабильности комплекса, напротив, введение алкильных групп в другие положения, вследствие увеличения основности лигандов, повышает стабильность комплексов. На стабильность комплексов оказывает влияние и природа донорного атома лигандов. В случае «жестких» центральных атомов уменьшение размера донорных атомов лиганда и повышение его электронной плотности приводит к увеличению стабильности комплексов. Например, стабильность комплексов падает в рядах F > Cl > Br > J или O > S > Se > Te. В случае «мягких» центральных ионов наблюдается обратная тенденция: F < Cl < Br < J.
Экспериментальная часть Опыт 1. Образование и разрушение комплексных соединений а) В пробирку налить небольшое количество нитрата серебра и добавить двукратный объем хлорида натрия. Полученный осадок отцентрифугировать, фильтрат слить и к осадку добавить концентрированный раствор аммиака до полного его растворения. Напишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Запишите выражение для константы нестойкости образующегося комплексного иона и ее значение (справочник). Затем в пробирку с растворенным осадком добавить по каплям концентрированную азотную кислоту. Объяснить образование осадка и написать уравнение реакции. б) В пробирку внести несколько кристаллов соли CoCl2·6H2O и осторожно нагреть. Каким процессом обусловлено изменение цвета? Напишите уравнение реакции в молекулярной и ионно-молекулярной формах. Охладить пробирку и добавить несколько капель воды. Что образуется? в) К раствору соли Ni2+ добавляют в избытке водный раствор аммиака. Какой комплекс образуется? Добавить к полученному раствору раствор Na2S. Что происходит? Напишите уравнения протекающих реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах.
Опыт 2. Образование соединений с комплексным анионом К растворам солей Al3+, Cr3+, Sn2+, Zn2+, Pb2+, Co2+ приливают раствор NaOH до растворения вначале выпавшего осадка. Для растворения Pb(OH)2 и Co(OH)2 требуется концентрированный раствор щелочи. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах и выражения для констант нестойкости образующихся комплексных ионов и их значения (справочник). Назовите полученные комплексные соединения.
Опыт 3. Образование соединений с комплексным катионом К растворам солей Cu2+, Zn2+ и Ni2+ приливают водный раствор аммиака. Осаждающиеся гидроксиды растворяют в избытке раствора аммиака. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионно-молекулярной формах и выражения для констант нестойкости образующихся комплексных ионов и их значения (справочник). Назовите полученные комплексные соединения.
|
||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 145; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.171.121 (0.016 с.) |