Właściwości Związków Kompleksowych PDF

14 WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW KOMPLEKSOWYCH CEL ĆWICZENIA Zapoznanie studenta z nazewnictwem, właściwościami i preparatyką związków kompleksowych. Zakres obowiązującego materiału Jon centralny. Ligand. Sfera koordynacyjna. Teoria Wernera. Związki kompleksowe: definicja, właściwoś...

14 WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW KOMPLEKSOWYCH CEL ĆWICZENIA Zapoznanie studenta z nazewnictwem, właściwościami i preparatyką związków kompleksowych. Zakres obowiązującego materiału Jon centralny. Ligand. Sfera koordynacyjna. Teoria Wernera. Związki kompleksowe: definicja, właściwości, geometria (budowa przestrzenna), nomenklatura. Kompleksy chelatowe. Kompleksy labilne i inertne. Izomeria i trwałość związków koordynacyjnych. Stała trwałości związków kompleksowych. Barwa ligandów i kompleksów. Literatura  Bielański, "Podstawy chemii nieorganicznej", PWN, 2009.  L. Pauling, P. Pauling, "Chemia", PWN, 1998.  L. Pajdowski, "Chemia Ogólna", PWN, 1998.  S.F.A. Kettle „Fizyczna chemia nieorganiczna”, PWN, 1999.  Z. Stasicka, G. Stochel, „Podstawy i perspektywy chemii koordynacyjnej”, WUJ, 2017 Sprzęt: Odczynniki: zlewka: 25cm3-3; 50cm3-8; 100cm3-4; NH3(aq) (stężony) 150cm3-1; 250cm3-1; C2H5OH kolba miarowa z korkiem: 100cm3-1 NaCI pipeta wielomiarowa: 1cm3-1; 5cm3-2; HNO3 0,1mol/dm3 10cm3-3; CuSO4×5H2O naczyńko wagowe 6 Co(NO3)2×6H2O nasadka do pipet NiCI2×6H2O zestaw do sączenia pod zmniejszonym Cr(NO3)3×9H2O ciśnieniem (lejek Büchnera, kolba NH3(aq) (stężony) ssawkowa, sączek) H2C2O4×2H2O cylinder miarowy: 25cm3-1, 50cm3-1, K2CO3 100cm3-1, glicyna waga laboratoryjna Fe(NO3)3×9H2O waga analityczna Na2H2EDTA termometr dimetyloglioksym 6% r-r alkoholowy krystalizator NaOH 2mol/dm3 moździerz porcelanowy lód płyta grzejna lejek z szeroką nóżką papierki wskaźnikowe pH 1 OPIS WYKONANIA ĆWICZENIA Zadanie 1. Synteza związków kompleksowych Cu2+, Co2+ i Fe3+ A. Preparatyka siarczanu(VI) tetraamina miedzi(ll) W naczyńku wagowym na wadze laboratoryjnej odważamy (z dokładnością do 0,01g) 5g krystalicznego siarczanu(VI) miedzi(II). Masę naważki zapisujemy. Następnie odważoną sól rozdrabniamy w moździerzu i przenosimy do zlewki o objętości 50cm3, dodajemy odmierzone pipetą 5cm3 wody demineralizowanej i 7,5cm3 stężonego roztworu amoniaku. Całość mieszamy do rozpuszczenia się soli. Otrzymany roztwór przesączamy grawitacyjnie do drugiej zlewki o objętości 50cm i dodajemy kroplami, ciągle mieszając, 10cm3 alkoholu etylowego. Roztwór 3 pozostawiamy do krystalizacji w łaźni lodowej. Wydzielone kryształy odsączamy na lejku Büchnera i przemywamy na sączku 10cm3 mieszaniny składających się z 5cm3 alkoholu etylowego i 5cm3 stężonego roztworu amoniaku, a następnie 10cm3 alkoholu etylowego. Kryształy przenosimy na szkiełko zegarkowe, suszymy na powietrzu w temperaturze pokojowej a po wysuszeniu ważymy. Zapisujemy masę otrzymanego produktu i obliczamy wydajność reakcji względem CuSO4. B. Preparatyka etylenodiaminatetraoctanu kobaltu(ll) W zlewce na 100cm3 odważamy 10mmoli Co(NO3)2×6H2O i dodajemy 10cm3 wody demineralizowanej, mieszamy bagietką do rozpuszczenia soli. Następnie przygotowujemy zasadowy roztwór Na2H2EDTA. W tym celu do zlewki o pojemności 50cm3 odważamy 12mmoli Na2H2EDTA które rozpuszczamy w 10cm3 wody demineralizowanej i dodajemy 10cm3 roztworu NaOH o stężeniu 2mol/dm3. Kolejno do zlewki z roztworem jonów Co2+ dodajemy otrzymany zasadowy roztwór Na2H2EDTA. Całość mieszamy bagietką i ogrzewamy na płycie grzejnej do uzyskania około 10cm3 roztworu. Zlewkę z otrzymanym związkiem kompleksowym wstawiamy do łaźni lodowej. Wytrącone kryształy odsączamy na lejku Büchnera pod zmniejszonym ciśnieniem, przemywamy niewielka ilością alkoholu etylowego, przenosimy na szkiełko zegarkowe i suszymy na powietrzu. Ważymy produkt i obliczamy wydajność w przeliczeniu na Co(NO3)2×6H2O. C. Preparatyka tris(szczawiano)żelazianu(III) potasu W zlewce na 150cm3 odważamy 10mmoli Fe(NO3)3×9H2O i dodajemy 20cm3 wody demineralizowanej. Następnie przygotowujemy roztwór K2C2O4. W tym celu odważamy w zlewce na 100cm3 30mmoli dwuwodnego kwasu szczawiowego i dodajemy 30cm3 wody demineralizowanej. Całość ogrzewamy na płycie grzejnej do całkowitego rozpuszczenia kwasu szczawiowego. W naczyńku wagowym odważamy 32mmole K2CO3 które następnie dodajemy małymi porcjami do gorącego roztworu kwasu szczawiowego (wydzielający się ditlenek węgla powoduje intensywne pienienie się roztworu). Po dodaniu każdej porcji stałego węglanu potasu roztwór mieszamy bagietką. Otrzymany roztwór K2C2O4 dodajemy do zlewki zawierającej jony Fe3+ i ogrzewamy na płycie grzejnej przez 2-3 minuty, po czym odstawiamy do ostygnięcia. W celu wytrącenia K3[Fe(C2O4)3] do chłodnego roztworu dodajemy 30cm3 alkoholu etylowego. Otrzymany osad odsączamy grawitacyjnie, przemywamy alkoholem etylowym, przenosimy na szkiełko zegarkowe i suszymy na powietrzu w ciemnym miejscu (Uwaga: otrzymany produkt rozkłada się pod wpływem światła). Ważymy otrzymany produkt i obliczamy wydajność reakcji w przeliczeniu na Fe(NO3)3×9H2O. 2 Zadanie 2. Aminowe kompleksy Co2+, Ni2+ i Cu2+ W trzech zlewkach na 50cm3 odważamy na wadze analitycznej odpowiednio po 2,5mmola Co(NO3)2×6H2O, NiCl2×6H2O i CuSO4×5H2O. Do zlewek dodajemy po 25cm3 wody demineralizowanej i mieszamy do rozpuszczenia. Trzy duże probówki napełniamy do połowy roztworami przygotowanych soli. Zapisujemy barwy tych roztworów. Następnie do każdej z probówek (pod dygestorium) dodajemy kroplami stężony NH3(aq) do chwili zmiany barwy roztworu. Ponownie zapisujemy barwy roztworów. Zadanie 3. Zmiana barwy kompleksów pod wpływem temperatury A. W kolbie miarowej na 100cm3 przygotowujemy z odpowiedniej naważki 0,1mol/dm3 roztwór CuSO4 i wlewamy go do zlewki na 250cm3. Zapisujemy barwę roztworu. Do zlewki dodajemy 5g NaCI i roztwór ogrzewamy na płycie grzejnej do zmiany jego barwy. Zapisujemy barwę roztworu i temperaturę przy której nastąpiła jej zmiana. Następnie zlewkę z roztworem oziębiamy w łaźni lodowej i zapisujemy obserwowane zmiany. B. W zlewce na 100cm3 rozpuszczamy odważone 1g Cr(NO3)3×9H2O w 25cm3 0,1mol/dm3 HNO3. Następnie dodajemy odważone 3g NaCI, roztwór mieszamy za pomocą bagietki i ogrzewamy na płycie grzejnej. Obserwujemy i zapisujemy zmianę barwy roztworu i temperaturę, w której ona nastąpiła. Zadanie 4. Zmiana barwy w zależności od geometrii kompleksu W zlewce na 50cm3 odważamy na wadze analitycznej 2,5mmola NiCl2×6H2O. Do zlewki dodajemy 25cm3 wody demineralizowanej i mieszamy do rozpuszczenia. Roztwór ten wykorzystamy w dalszej części zadania. A. W zlewce na 25cm3 odważamy 7,5mmola glicyny (H2NCH2COOH), dodajemy 5cm3 wody demineralizowanej i mieszamy do rozpuszczenia. Następnie do tak przygotowanego roztworu liganda dodajemy 5cm3 roztworu chlorku niklu(II) i 5-7 kropli stężonego roztworu amoniaku. Mieszamy zawartość zlewki i obserwujemy oraz zapisujemy barwę powstałego roztworu. B. W zlewce na 25cm3 odważamy 5mmoli Na2H2EDTA, dodajemy 5cm3 wody demineralizowanej i 5cm3 roztworu NaOH o stężeniu 2mol/dm3. Mieszamy do rozpuszczenia. Następnie do tak przygotowanego roztworu liganda dodajemy 5cm 3 roztworu chlorku niklu(II). Mieszamy zawartość zlewki i obserwujemy oraz zapisujemy barwę powstałego roztworu. C. Do zlewki na 25cm3 dodajemy pipetą 5cm3 6% roztworu alkoholowego dimetyloglioksymu. Następnie do tak przygotowanego roztworu liganda dodajemy 5cm3 roztworu chlorku niklu(II) i 5-7 kropli stężonego roztworu amoniaku. Całość mieszamy za pomocą bagietki. Obserwujemy i zapisujemy barwę powstałego osadu. 3