С.Ф. Дунаев - Практическое пособие по общей и неорганической химии для студентов нехимических специальностей (1106328), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Извлеките коллодиевый мешочек из пробирки и наденьте его на стеклянную трубку длиной 3 – 5см. Прикрепите его к трубке ниткой или резиновым кольцом и опустите в стакан с водой.Не вынимая мешочка из воды, влейте в него подогретый золь гидроксида железа (III). Через 10 минут замените внешний стакан на новый, в который налитачистая теплая дистиллированная вода.
Операцию повторяйте до тех пор, пока вовнешнем растворе не престанут обнаруживаться ионы хлора (капля раствора3+AgNO3) и ионы Fe (капля раствора KSCN), перешедшие из золя в воду. Очищенный золь перелейте в пробирку и сохраните для опыта 4.Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое.3+2) Какие изменения в составе мицеллы Fe(OH)3]n mFe ·(3m–x)Clx+––} ·xCl возможны в процессе диализа? Как при этом изменится зарядчастиц золя и его устойчивость?Опыт 4. Определение знака заряда коллоидной частицыНа фильтровальную бумагу нанесите пипеткой по несколько капель растворовзоля гидроксида железа (III), полученных в опытах 1 и 2 и очищенного диализом.Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое.2) По размеру окрашенных пятен, оставленных гидрозолями на фильтровальной бумаге, определите заряд коллоидной частицы в каждомслучае.6.2.5.
Что должен представить студент преподавателюдля сдачи работы:1. Описание наблюдений в выполненных опытах.692. Ответы на вопросы к опытам.3. Уравнения реакций.6.3. Работа 2. Изучение коагулирующей способности различных электролитов6.3.1. Введение в работуВ настоящей работе изучается влияние природы электролита на коагуляциюзоля гидроксида железа (III), очищенного методом диализа. Коагулирующеедействие оказывает не весь электролит, а его ион, заряд которого противоположен заряду коллоидной частицы.
Так как гранула золя гидроксида железа (III)заряжена положительно, в работе выбраны электролиты, имеющие один и тотже катион и анионы, имеющие разный заряд и разную массу. Коагулирующаяспособность анионов тем больше, чем меньше его масса, и чем выше его заряд.Внешне коагуляция проявляется в изменении цвета или помутнении раствора, или в выпадении осадка (седиментации).6.3.2. Реактивы:Растворы: 0,01 М KCl, K2SO4, K3[Fe(CN)6].6.3.3. ОборудованиеПробирки6.3.4. Порядок выполнения экспериментаОпыт 5. Коагуляция гидрозоля железа (III)Возьмите три пробирки.
В каждую с помощью микропипетки налейте по 2 млочищенного диализом золя гидроксида железа (III). Затем по каплям при постоянном перемешивании приливайте в первую пробирку 0,01М раствор КCl, вовторую – 0,01 М K2SO4, а в третью — 0,01 М K3[Fe(CN)6]. Отметьте количествокапель, которое требуется в каждом случае для начала коагуляции золя.
Результаты наблюдений занесите в таблицу 6.1.Таблица 6.1.Коагулирующий электролитКоличество капель коагулирующего электролитаKClK2SO4K4[Fe(CN)6]Вопросы и задания:1) Опишите наблюдаемое.702) Сравните коагулирующее действие разных электролитов. Как оно связано с зарядом анионов и их массой?6.3.5.
Что должен представить студент преподавателюдля сдачи работы:1. Описание наблюдений в выполненных опытах.2. Ответы на вопросы к опытам.3. Уравнения реакций.6.4. Задачи1) Определите формулу мицеллы золя, полученного добавлением 40 мл раствора нитрата серебра с концентрацией 0,02 моль/л к 50 мл раствора KBr сконцентрацией 0,001 моль/л. Каким методом получен такой золь?2) Какой из электролитов — Na2SO4 или MgCl2 — будет обладать большейкоагулирующей способностью для золя иодида серебра, полученного смешением равных объёмов раствора иода калия с концентрацией 0,01 моль/л ираствора нитрата серебра с концентрацией 0,015 моль/л?71Тема 7. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ7.1 Теоретическая часть.Практически все элементы периодической системы образуют соединения,состав которых не укладывается в общепринятые представления о валентности,.например, NH4Cl, Na3AlF6, K4Fe(CN)6, [Ni(NH3)6]Cl2, [Cu(H2O)4]SO4 H2O,K[Al(SO4)2] и др.
Такие соединения получили название комплексных. В нихможно выделить центральный ион — комплексообразователь и ионы или нейтральные молекулы — лиганды, которые располагаются (координируются) вокруг этого центрального иона.Число связей между лигандами и центральным атомом определяет координационное число (КЧ), которое, как правило, в два раза больше заряда комплексного иона.Центральный атом и лиганды составляют внутреннюю сферу комплексногосоединения, а ионы, компенсирующие заряд комплексного иона — внешнюю.Название комплексного иона записывается одним словом. Сначала указывается лиганд или лиганды, а затем ион-комплексообразователь с указанием егостепени окисления. Название отрицательных лигандов обычно имеет соединительную гласную "о". Перечисление лигандов начинается с отрицательно заряженных, затем перечисляются нейтральные лиганды.
Число лигандов обозначают префиксами: "ди", "три", "тетра" и т.д. Например: [Co(NH3)4(NO2)Cl]NO3 –нитрат хлоронитротетраамминкобальта (III).Если комплексный ион имеет отрицательный заряд, к названию комплексообразователя добавляется окончание «-ат».Например: K[Pt(NH3)Cl3] – трихлороамминплатинат (II) калия.Большинство реакций комплексообразования протекает в водных растворах,в которых катионы металлов существуют в виде аквакомплексов. Поэтому процесс «образования» комплексных ионов, в сущности, является процессом замещения молекул растворителя в координационной оболочке комплексообразователя на другие молекулы или ионы.Например, процесс образование иона тетраамминмеди (II) в водном раствореможно представить следующими реакциями:2+[Cu(H2O)4]2++ NH3 ⇔ [CuNH3(H2O)3]2+2+[Cu(NH3)2(H2O)2][Cu(NH3)3H2O]+ NH3 ⇔ [Cu(NH3)3H2O]2++ NH3 ⇔ [Cu(NH3)4](7.1)2++ H2О2++ H2О+ NH3 ⇔ [Cu(NH3)2(H2O)2][CuNH3(H2O)3]2++ H2O+ H2O,2+в которых молекулы воды в координационной сфере иона Cu последовательнозамещаются на молекулы аммиака, при сохранении постоянным координационного числа иона-комплексообразователя.72Обычно формулы молекул воды в химическом уравнении не записывают.Поэтому полную реакцию образования аммиачного комплекса чаще всего пи2+шут как присоединение четырех молекул аммиака к двухзарядному иону Cu :2+2+Cu + 4NH3 ⇔ [Cu(NH3)4](7.2)Для реакции 7.2 можно записать выражение для константы равновесия, которая называется константой образования, или устойчивости, комплексногоиона и обозначается β[Cu(NH 3 ) 2+ ]= 5 ⋅ 10122+4[Cu ][NH 3 ]β=(7.3)Величины, обратные константам устойчивости, называются константаминестойкости Кн и отражают процесс диссоциации комплексного иона.
Так какконстанты устойчивости и нестойкости — величины обратные друг другу,вполне достаточно пользоваться только одной из них. В настоящее время принято пользоваться константами устойчивости комплексных ионов.Константа устойчивости — это мера прочности комплексного иона.
Если еезначения велики, комплексы являются прочными, если малы — неустойчивыми.К комплексным соединениям с малоустойчивой внутренней сферой относятся так называемые двойные соли. Примером двойной соли является соль Мора(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O, которая в твердом состоянии имеет координационнуюструктуру, а в растворе распадается на простые ионы. Соль Мора используют2+для приготовления растворов железа (II), так как в ее растворе катион Fe становится устойчивым к окислению кислородом воздуха.Основные реакции, в которые вступают комплексные соединения, определяются устойчивостью образующихся в этих реакциях соединений. Например,равновесие реакции:3––3––[Fe(SCN)6] + 6F ⇔ [FeF6] + 6SCNсмещается в сторону образования более устойчивой комплексной частицы3–[FeF6] .Осадок Cu(OH)2 растворяется в аммиаке вследствие высокой устойчивости2+комплексного иона [Cu(NH3)]4 :2+–Cu(OH)2↓ + 4NH3 → [Cu(NH3)]4 + 2OH ,который в свою очередь может быть разрушен при добавлении в раствор аниона, образующего с ионом комплексообразователем соединение с очень малойвеличиной ПР, например:2+2–[Cu(NH3)4] + S → CuS↓ + 4NH3.Наличие во внутренней сфере иона-комплексообразователя лиганда, отличного от воды, значительно изменяет и его окислительно-восстановительныесвойства.
Например, стандартный электродный потенциал Е° сопряженной па3+2+ры Co /Coв водном растворе равен 1,84 В и относится к реакции:733+[Сo(H2O)6]–2++ e = [Сo(H2O)6]Значение Е° показывает, что аквакомплекс кобальта (III) неустойчив и являетсяочень сильным окислителем.Когда ионы кобальта (III) и кобальта (II) находятся в растворе в виде аммиачных комплексов, стандартный электродный потенциал реакции:3+–2+[Co(NH3)4] + e = [Co(NH3)4]составляет примерно 0,1 В.
Величина потенциала свидетельствует о том, чтокобальт (III) в составе аммиачного комплекса устойчив и сколько-нибудь заметных окислительных свойств проявлять не может.7.1.1. Вопросы по теме1) Какие соединения называются комплексными?2) Какие молекулы и ионы могут являться лигандами в комплексных соединениях?3) Назовитесоединения:[Ni(NH3)6]SO4,[Ag(NH3)2]NO3,[Zn(H2О)4]SO4,[Cr(H2О)6]Cl3 , K3[Fe(CN)6], Na3[Ag(S2O3)2].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
