Опыт 1. Соединения с комплексным анионом

Получение комплексного соединения висмута (тетраиодовисмутиата калия)

Выполнение работы: в пробирку к 3-4 каплям раствора нитрата висмута прибавлять по каплям 0,5 Н раствор иодида калия до выпадения темно-бурового осадка иодида висмута. Растворить этот осадок, внеся еще несколько капель раствора иодида калия.

Запись данных опыта: описать наблюдаемое явление. Каков цвет полученного раствора?

Может ли эта окраска обуславливаться присутствием ионов К⁺, J^-, Bi⁺³? Какой из этих ионов может быть комплексообразователем? С какими аддендами он мог образовать в данном растворе сложный ион? Ответ мотивировать.

Зная, что состав полученного соединения, эмпирической формулы KJ, ВiJ₃ написать его координационную формулу. Составить молекулярные и ионные уравнение электролитической диссоциации, полученного соединения.

 

Опыт 2. Соединенияс комплексным катионом

а) Получение комплексного основания никеля

Выполнение работы: п олучить осадок гидроксида никеля, внеся в пробирку 3-4 капли раствора сульфата никеля и такой же объем раствора едкого натра. Капиллярной пипеткой удалить жидкую фазу. Написать ионное уравнение реакции образования гидроксида никеля. К осадку добавить 5-6 капель 25% раствора аммиака. Что происходит? Сравнить окраску ионов Ni в растворе сульфата никеля с окраской полученного раствора. Присутствием каких ионов обусловлена окраска раствора?

Запись данных опыта: написать уравнение взаимодействия гидроксида никеля с аммиаком и уравнение электролитической диссоциации образовавшегося комплексного основания. (Координационное число никеля принять равным шести).

 

б) Получение комплексного соединения меди с аммиаком

Выполнение работы: в пробирку к 5-6 каплям раствора сульфата меди добавить 25% раствор аммиака до полного растворения выпадающего вначале осадка основной соли. Отметить цвет полученного раствора, обусловленный комплексным ионом меди. К этому раствору прибавить равный объем спирта.

Наблюдать образование осадка сульфата тетраамминамеди, который плохо растворим в смеси спирта с водой.

Запись данных опыта: з ная, что координационное число меди равно четырем, написать уравнение реакции взаимодействия сульфата меди с аммиаком и уравнение электролитической диссоциации комплексной соли.

 

Опыт 3. Аквакомплексы

Аквакомплексы кобальта

Выполнение работы: в одну пробирку внести 6-7 капель дистиллированной воды, в другую такой же объем спирта. Добавить в обе пробирки по одному микрошпателю кристаллов шестиводного хлорида кобальта и перемешать растворы стеклянной палочкой.

Отметить различие в окрасках водного и спиртового растворов хлорида кобальта.

Запись данных опыта: н аписать координационную формулу гексааквокобальта хлорида СoСl₂ • 6Н₂О, учитывая, что вся вода входит во внутреннюю сферу комплекса, а координационное число кобальта равно шести. Написать уравнение электролитической диссоциации этой соли. Присутствием каких ионов обусловлена окраска водного раствора хлорида кобальта?

Спирт действует дегидратирующим образом на аквакомплекс кобальта; последний в присутствии спирта теряет две молекулы воды, при этом координационное число кобальта не меняется.

Написать уравнение реакции дегидратации гексааквахлорида кобальта в присутствии спирта. Добавить к спиртовому раствору хлорида кобальта 5-6 капель воды. Что наблюдается? В каком направлении смещается равновесие процесса дегидратации аквакомплекса кобальта при добавлении воды?

 

Опыт 4 Комплексные соединения в реакциях обмена.

Взаимодействие ферроцианида калия с сульфатом меди

Выполнение работы: в пробирку к 4-5 каплям раствора сульфата меди добавить такой же объем раствора ферроцианида калия K₄[Fe(CN)₆] Отметить цвет образовавшегося осадка ферроцианида меди.

Запись данных опыта: написать молекулярное и ионное уравнения реакций.

 

Опыт 5. Исследование прочности комплексных ионов. Разрушение комплексов. Диссоциация двойных солей

 

Выполнение работы: в трех пробирках приготовить раствор двойной соли (NH₄)₂SO₄ • FeSO₄ • 6H₂O (соли Мора), внеся в каждую по 6-8 капель воды и одному микрошпателю соли. В одну пробирку к раствору соли Мора добавить 5-6 капель раствора сульфида аммония, в другую - столько же раствора хлорида бария. Какие вещества выпадают в осадок? Отметить цвет осадков и написать ионные уравнения реакций их образования. На присутствие, каких ионов в растворе двойной соли указывают эти реакции? В третью пробирку добавить 7-8 капель 2Н раствора едкого натра и, укрепив в штативе, опустить ее в водяную баню, нагретую почти до кипения. Подержать над пробиркой красную лакмусовую бумажку, смоченную водой. По изменению окраски лакмуса и по запаху определить, какой газ выделяется из пробирки. Написать ионное уравнение его образования. На присутствие, каких ионов в растворе двойной соли указывает эта реакция?

Учитывая результаты опыта, написать уравнение электролитической диссоциации соли Мора. Из каких двух солей может быть получена соль Мора? Какие ионы образуются при диссоциации этих солей?

Проверить действием раствора сернистого аммония, обнаруживаются ли ионы Fe⁺² в растворе ферроцианида калия K₄[Fe(CN)₆]. Наблюдается ли выпадение черного осадка FeS? Почему?

Запись данных опыта: описать методику работы и наблюдаемые явления. Ответить на вопросы, поставленные по ходу работы. Написать уравнения соответствующих реакций. Написать уравнение электролитической диссоциации K₄[Fe(CN)₆]. Чем отличается электролитическая диссоциация двойной соли от соли, содержащей устойчивый комплексный ион?

 

ВОПРОСЫ и задачи

 

1. Определить заряд комплексообразователя в ионах:

a) [Fe(CN)₆]^3- ;

б) [Co(NH₃)₅ Cl]²⁺ ;

в) [Co(NH₃)₄ Cl₂]⁺ ;

г) [Co(NH₃)₃ Cl₃]⁰ ;

2. Определить величинуи знак заряда комплексных ионов, образуемых Сг³⁺,

[Сr (Н₂О)₄ Cl₂], [Сr (Н₂О)₃ С1₃], [Сr (Н₂О)₅С1].

3. Координационное число Со³⁺ равно 6. Написать возможные комплексы Со³⁺

c NH₃ и Н₂О в качестве лигандов.

4. Написать комплексные ионы в солях СоС1₃ × 6NН₃; СоС1₃ × 5NH₃

5. Почему гидроксид меди растворяется в аммиаке? Какое комплексное соединение образуется? Каков заряд комплексного иона?

6. Гидроксид алюминия растворяется в концентрированном NaOH с образованием комплексного иона [А1(ОН)₄]^-. Напишите эту реакцию и найдите заряд иона-комплексообразователя.

 

Лабораторная работа № 8

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Теоретические основы

Электролиз

Электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита. Для осуществления электролиза необходимо в сосуд с раствором или расплавом электролита ввести два электрода, соединенные с полюсами внешнего источника постоянного тока. Электрод, присоединенный с положительным полюсом источника внешнего тока, называется анодом; электрод, присоединенный к отрицательному полюсу – катодом. Пропускание тока через электролит приводит к тому, что ионы в растворе начинают перемещаться. Положительные ионы-катионы движутся к отрицательному электроду-катоду. Отрицательные ионы-катионы движутся к положительному электроду-аноду. На катоде идет процесс восстановления, т.е. процесс присоединения электронов по схеме:

 

К(-) А⁺ + е = > А

 

На аноде идет процесс окисления, т.е. процесс отдачи ионами электронов.

 

А(+) В^- - е = > В⁰

 

В водных растворах электролитов в катодном и анодном процессах принимают участие также молекулы оды. На катоде возможен процесс восстановления воды по уравнению:

 

К(-) 2Н₂О + 2е => Н₂ + 2ОН^-

 

На аноде возможен процесс окисления по схеме:

 

А(+) Н₂О - 4е = > О₂ + 4Н⁺

Какие процессы будут происходить на электродах зависит от величины нормальных оислительно-восстановительных потенциалов того или иного процесса. На катоде легче всего разряжаются те катионы, которые имеют больший положительный электродный потенциал. На аноде окисляются простые ионы J^-, Cl^-, Br^-, S^-……OH^-. Окисление сложных ионов не происходит.

Одним из широко применяемых методов борьбы с коррозией металлов является метод нанесения гальванических покрытий, который на практике осуществляется электролизом водных растворов солей с растворимым анодом.

При гальваническом методе нанесения металлических покрытий, покрываемые изделия помещают в электролит, содержащий ионы осаждающего металла, и соединяют с отрицательным полюсом источника постоянного тока. Покрываемое изделие, таким образом, является катодом. Анодом служит пластинка из того металла, которым покрывают.

 

Экспериментальная часть

Опыт №1. Влияние образования микрогальванических элементов на течение химических процессов.

В две пробирки внесите по 5-6 капель раствора 2н серной кислоты. В одну из пробирок добавьте 2 капли сульфата меди. В обе пробирки опустите по кусочку чистого цинка. Что при этом происходит? Объясните различную интенсивность выделения водорода в двух пробирках, учитывая, что цинк с медью образуют микрогальванический элемент - микрогальвонопару. Каково направление перехода электронов в паре цинк – медь? Какой металл имеет отрицательный заряд и является катодом для ионов водорода, имеющихся в растворе?