Komponimet komplekse

Përmbledhja e ligjëratës

Golat. Të krijojë ide për përbërjen, strukturën, vetitë dhe nomenklaturën e përbërjeve komplekse; zhvillojnë aftësi në përcaktimin e shkallës së oksidimit të një agjenti kompleks, përpilimin e ekuacioneve për shpërbërjen e përbërjeve komplekse.
Konceptet e reja: komponimi kompleks, agjenti kompleksues, ligandi, numri i koordinimit, sferat e jashtme dhe të brendshme të kompleksit.
Pajisjet dhe reagentët. Qëndroni me provëza, tretësirë ​​të koncentruar të amoniakut, solucione të sulfatit të bakrit (II), nitrat argjendi, hidroksid natriumi.

GJATË ORËSVE

Përvoja laboratorike. Shtoni tretësirën e amoniakut në tretësirën e sulfatit të bakrit (II). Lëngu do të marrë një ngjyrë blu intensive.

Cfare ndodhi? Reaksion kimik? Deri më tani, ne nuk e dinim që amoniaku mund të reagojë me kripën. Çfarë substance u formua? Cila është formula, struktura, emri i saj? Cilës klasë të përbërjeve i përket? A mund të reagojë amoniaku me kripëra të tjera? A ka lidhje të ngjashme me këtë? Këtyre pyetjeve duhet t'u përgjigjemi sot.

Për të studiuar më mirë vetitë e disa përbërjeve të hekurit, bakrit, argjendit, aluminit, duhet njohuri për përbërjet komplekse.

Le të vazhdojmë përvojën tonë. Zgjidhja që rezulton ndahet në dy pjesë. Le të shtojmë alkalin në një pjesë. Precipitimi i hidroksidit të bakrit (II) Cu (OH) 2 nuk vërehet, prandaj, nuk ka jone bakri të ngarkuar dyfish në tretësirë ​​ose ka shumë pak prej tyre. Nga kjo mund të konkludojmë se jonet e bakrit ndërveprojnë me amoniakun e shtuar dhe formojnë disa jone të rinj që nuk japin një përbërje të patretshme me jonet OH -.

Në të njëjtën kohë, jonet mbeten të pandryshuara. Kjo mund të shihet duke shtuar një zgjidhje të klorurit të bariumit në tretësirën e amoniakut. Një precipitat i bardhë i BaSO 4 do të bjerë menjëherë.

Studimet kanë vërtetuar se ngjyra blu e errët e tretësirës së amoniakut është për shkak të pranisë së joneve komplekse 2+ në të, të formuara nga bashkimi i katër molekulave të amoniakut në jonin e bakrit. Kur uji avullon, 2+ jone lidhen me jonet dhe nga tretësira dallohen kristalet blu të errët, përbërja e të cilave shprehet me formulën SO 4 H 2 O.

Komponimet komplekse janë komponime që përmbajnë jone komplekse dhe molekula që mund të ekzistojnë si në formë kristalore ashtu edhe në tretësirë.

Formulat e molekulave ose joneve të komponimeve komplekse zakonisht vendosen në kllapa katrore. Komponimet komplekse fitohen nga komponimet konvencionale (jo komplekse).

Shembuj të përftimit të komponimeve komplekse

Struktura e komponimeve komplekse konsiderohet në bazë të teorisë së koordinimit të propozuar në 1893 nga kimisti zviceran Alfred Werner, fitues i çmimit Nobel. Veprimtaria e tij shkencore u zhvillua në Universitetin e Cyrihut. Shkencëtari sintetizoi shumë komponime të reja komplekse, sistemoi komponime komplekse të njohura më parë dhe të sapopërfituara dhe zhvilloi metoda eksperimentale për të vërtetuar strukturën e tyre.

A. Werner (1866–1919)

Në përputhje me këtë teori, dallohen përbërjet komplekse agjent kompleksues, e jashtme Dhe sfera e brendshme. Agjenti kompleks është zakonisht një kation ose një atom neutral. Sfera e brendshme përbëhet nga një numër i caktuar jonesh ose molekula neutrale që janë të lidhura fort me agjentin kompleks. Ata quhen ligandët. Numri i ligandëve përcakton numri i koordinimit(KN) agjent kompleks.

Një shembull i një përbërje komplekse

E konsideruar në shembull, përbërja SO 4 H 2 O ose CuSO 4 5H 2 O është një hidratim kristalor i sulfatit të bakrit (II).

Le të përcaktojmë pjesët përbërëse të përbërjeve të tjera komplekse, për shembull K 4 .
(Referenca. Substanca me formulën HCN është acid hidrocianik. Kripërat e acidit hidrocianik quhen cianide.)

Agjenti kompleks është një jon hekuri Fe 2+, ligandët janë jone cianidi CN - , numri i koordinimit është gjashtë. Çdo gjë e shkruar në kllapa katrore është sfera e brendshme. Jonet e kaliumit formojnë sferën e jashtme të përbërjes komplekse.

Natyra e lidhjes midis jonit qendror (atomit) dhe ligandëve mund të jetë e dyfishtë. Nga njëra anë, lidhja është për shkak të forcave të tërheqjes elektrostatike. Nga ana tjetër, midis atomit qendror dhe ligandëve një lidhje mund të krijohet nga mekanizmi dhurues-pranues në analogji me jonin e amonit. Në shumë komponime komplekse, lidhja midis jonit (atomit) qendror dhe ligandëve është si pasojë e forcave të tërheqjes elektrostatike ashtu edhe e lidhjes së formuar për shkak të çifteve elektronike të pandarë të agjentit kompleks dhe orbitaleve të lira të ligandëve.

Komponimet komplekse që kanë një sferë të jashtme janë elektrolite të forta dhe në tretësirat ujore shpërndahen pothuajse plotësisht në një jon dhe jone komplekse sfera e jashtme. Për shembull:

SO 4 2+ + .

Në reaksionet e shkëmbimit, jonet komplekse kalojnë nga një përbërës në tjetrin pa ndryshuar përbërjen e tyre:

SO 4 + BaCl 2 \u003d Cl 2 + BaSO 4.

Sfera e brendshme mund të ketë një ngarkesë pozitive, negative ose zero.

Nëse ngarkesa e ligandëve kompenson ngarkesën e agjentit kompleks, atëherë komponime të tilla komplekse quhen komplekse neutrale ose joelektrolite: ato përbëhen vetëm nga agjenti kompleks dhe ligandët e sferës së brendshme.

Një kompleks i tillë neutral është, për shembull, .

Agjentët kompleksues më tipikë janë kationet d-elementet.

Ligandët mund të jenë:

a) molekulat polare - NH 3, H 2 O, CO, NO;
b) jonet e thjeshta - F - , Cl - , Br - , I - , H - , H + ;
c) jonet komplekse - CN -, SCN -, NO 2 -, OH -.

Le të shqyrtojmë një tabelë që tregon numrat e koordinimit të disa agjentëve komplekse.

Nomenklatura e komponimeve komplekse. Në një përbërje, fillimisht emërtohet anioni dhe më pas kationi. Kur specifikoni përbërjen e sferës së brendshme, para së gjithash quhen anione, duke i shtuar emrit latin prapashtesën - rreth-, për shembull: Cl - - kloro, CN - - ciano, OH - - hidrokso, etj. Në vazhdim të referuar si ligandë neutralë dhe kryesisht amoniaku dhe derivatet e tij. Në këtë rast, përdoren termat e mëposhtëm: për amoniak të koordinuar - amine për ujë - ujore. Numri i ligandëve tregohet me fjalë greke: 1 - mono, 2 - di, 3 - tre, 4 - tetra, 5 - penta, 6 - hexa. Pastaj kalojnë te emri i atomit qendror. Nëse atomi qendror është pjesë e kationeve, atëherë përdoret emri rus i elementit përkatës dhe gjendja e tij e oksidimit tregohet në kllapa (me numra romakë). Nëse atomi qendror përmbahet në anion, atëherë përdorni emrin latin të elementit dhe në fund shtoni mbaresën - në. Në rastin e joelektroliteve nuk jepet gjendja e oksidimit të atomit qendror, sepse përcaktohet në mënyrë unike nga gjendja e elektroneutralitetit të kompleksit.

Shembuj. Për të emërtuar kompleksin Cl 2, përcaktohet gjendja e oksidimit (KËSHTU QË.)
X agjent kompleksues - Cu jon X+ :

1 x + 2 (–1) = 0,x = +2, C.O.(Cu) = +2.

Në mënyrë të ngjashme, gjendja e oksidimit të jonit të kobaltit gjendet:

y + 2 (–1) + (–1) = 0,y = +3, S.O.(Co) = +3.

Cili është numri koordinues i kobaltit në këtë përbërje? Sa molekula dhe jone rrethojnë jonin qendror? Numri i koordinimit të kobaltit është gjashtë.

Emri i jonit kompleks shkruhet me një fjalë. Gjendja e oksidimit të atomit qendror tregohet me një numër romak të vendosur në kllapa. Për shembull:

Cl 2 - klorur tetraamine bakri (II),
JO 3 – nitrat dikloroaquatriamminekobalt (III),
K 3 - hekscianoferrat (III) kalium,
K2 - tetrakloroplatinat (II) kalium,
- diklorotetraamminzink,
H 2 - acid heksaklorotinik.

Në shembullin e disa përbërjeve komplekse, ne do të përcaktojmë strukturën e molekulave (agjenti jonik-kompleksues, S.O. i tij, numri i koordinimit, ligandët, sferat e brendshme dhe të jashtme), do të japim emrin e kompleksit, do të shkruajmë ekuacionet e disociimit elektrolitik.

K4 - hekzacianoferrat kaliumi (II),

K 4 4K + + 4– .

H - acid tetrakloroaurik (i formuar nga tretja e arit në aqua regia),

H H + + –.

OH - hidroksid diamine argjendi (I) (kjo substancë është e përfshirë në reagimin e "pasqyrës së argjendit"),

OH + + OH - .

Na - tetrahidroksoaluminat natriumi,

Na Na + + - .

Shumë substanca organike i përkasin gjithashtu komponimeve komplekse, në veçanti, produkteve të ndërveprimit të amineve me ujin dhe acidet e njohura për ju. Për shembull, kripërat e klorurit të metil amonit dhe klorur fenilamoni janë komponime komplekse. Sipas teorisë së koordinimit, ato kanë strukturën e mëposhtme:

Këtu, atomi i azotit është një agjent kompleks, atomet e hidrogjenit në azot, dhe radikalët metil dhe fenil janë ligandë. Së bashku ata formojnë sferën e brendshme. Në sferën e jashtme gjenden jonet e klorurit.

Shumë substanca organike që kanë një rëndësi të madhe në jetën e organizmave janë komponime komplekse. Këto përfshijnë hemoglobinën, klorofilin, enzimat dhe të tjerët

Komponimet komplekse përdoren gjerësisht:

1) në kiminë analitike për përcaktimin e shumë joneve;
2) për ndarjen e disa metaleve dhe prodhimin e metaleve me pastërti të lartë;
3) si ngjyra;
4) për të eliminuar ngurtësinë e ujit;
5) si katalizatorë për procese të rëndësishme biokimike.

Komponimet komplekse të metaleve

Metalet në sistemet e gjalla, si rregull, ekzistojnë si pjesë e përbërjeve të ndryshme komplekse me bioligandë. Prandaj, kjo pronë më e rëndësishme e metaleve - aftësia e tyre për të formuar struktura të ndryshme komplekse - do të konsiderohet para së gjithash në shembuj të veçantë.

1. Aquakomplekset

Në tretësirat ujore, kationet d-metal në një formë të lirë (përfshirë në trup) ekzistojnë në formën e komplekseve n + aquo, të cilat zakonisht shënohen si Me n + ose Me p + hydr. "Avo komplekset e disa metaleve, në veçanërisht, bakri (II), mangani (P), argjendi (1), janë mjaft të qëndrueshme, kështu që kripërat e këtyre metaleve nuk i nënshtrohen hidrolizës.

2. Amoniaku

Komplekset e amoniakut janë modele të mira për të kuptuar strukturat që lidhen me formimin e përbërjeve biologjike që përmbajnë amino grupe në përbërjen e tyre.Le të shqyrtojmë reaksionet e ndërveprimit në një tretësirë ​​të joneve metalike me amoniakun duke përdorur shembullin e elementeve të nëngrupeve të bakrit dhe zinkut.

A. Formimi i amoniakut të bakrit(II).

2+ (blu) + 4NH 3  2+ (blu) +4H 2 0

Në formë molekulare, ky proces mund të përfaqësohet si më poshtë:

SO 4 + 4NH 3  S0 4 + 4H 2 O

Dhe e thjeshtuar, pa pasqyruar formimin e akuokompleksit në rekord, ekuacioni do të marrë formën:

Në të ardhmen, kur shkruajmë reaksione në formë jonike ose molekulare, do të shkruajmë jonet metalike në formën e thjeshtuar Me n +, që do të thotë jone të hidratuar.

CuSO 4 + 4NH 3  SO 4

Një aspekt i rëndësishëm i sjelljes së "biokomplekseve", d.m.th. komplekset në sistemet e gjalla është qëndrueshmëria e tyre. Prandaj, është e rëndësishme të njihen faktorët që ndikojnë në stabilitetin e sistemeve komplekse dhe mënyrat e mundshme të shkatërrimit të tyre.

Arsyeja e shkatërrimit të kompleksit mund të jetë heqja e agjentit kompleksues (Cu 2+) nga sfera e brendshme e kompleksit dhe lidhja e tij në formën e një përbërjeje me kursim të tretshëm (CuS në reaksionin e parë) ose heqja e ligandët (NH3) dhe lidhja e tyre në një përbërje më të qëndrueshme (NH 4 + jon në reaksionin e dytë).

B. Tretja e klorurit të argjendit në një tretësirë ​​të amoniakut të tepërt me formimin e amoniakut të argjendit.

AgCl + 2NH 3 (teprica) --> Cl (pa ngjyrë)

Ky kompleks gjithashtu mund të shkatërrohet në disa mënyra.

C. Ndërveprimi i kripërave të zinkut dhe kadmiumit me amoniakun gjithashtu çon në formimin e komplekseve të amoniakut.

D. Reagimi i klorurit të merkurit (II) (klorurit të merkurit) me amoniak përfundon me formimin e një precipitati të bardhë - klorur aminomerkuri (precipitat i bardhë - antiseptik), i cili nuk është një përbërje komplekse.

HgCl 2 + 2NH 3 -> Cl-Hg-NH 2  + NH 4 C1

3. Komplekset kelate me aminoacide

Shumë metaloenzima, në të cilat jonet metalike lidhen me proteinën përmes oksigjenit të grupeve karboksil dhe azotit të grupeve amino, janë bioklustere (komplekse proteinike) - komponime kelate të qëndrueshme.

Procesi i ndërveprimit të akuakomplekseve të biometaleve me aminoacidet, duke çuar në struktura të tilla, shoqërohet me një rritje të mprehtë të entropisë së sistemit (AS > 0) për shkak të një rritje të konsiderueshme të numrit të grimcave. (efekti i entropisë). Për shembull, në rastin e joneve të bakrit (II) dhe glicinës 1:

Efekti kelat (entropik) - rritja e entropisë dhe formimi i unazave pesë dhe gjashtë anëtarësh është arsyeja e stabilitetit relativisht më të lartë të përbërjeve kelate në krahasim me komplekset metalike të ngjashme me ligandë monodentate ose me reagjentë kelues, por me më pak unaza kelate.

Vini re se toksiciteti i përbërjeve të bakrit është për shkak jo vetëm të lidhjes së tiolit (shih më lart), por edhe të amino grupeve të proteinave, gjë që çon në ndërprerjen e aktivitetit enzimatik dhe, rrjedhimisht, në jetën normale.

4. Komplekset kelate me acid etilendiaminetraacetik (EDTA). trilon B (Na 2 EDTA). pentacina- komplekse të përdorura në metodën e përdorur gjerësisht të terapisë së kelimit.

Në këtë skemë, Trilon B paraqitet si një ligand tetradentat, por duhet pasur parasysh se ky kompleks është në gjendje të krijojë gjashtë lidhje me agjentin kompleks dhe është më e saktë të shkruhet produkti përfundimtar në një formë tjetër.

5. Komplekset makrociklike

Shumë komponime bioaktive bazohen në komplekse të bazuara në makreterocikle. Shembuj të strukturave të tilla diskutohen më poshtë. POR. cikli i porfirinës.

Klorofilet (a, b): Mua = Mg 2+, X dhe Y mungojnë.

Proteinat heme(hemoglobina, mioglobina, citokromet, enzimat - katalaza, peroksidaza): Me = Fe 2+ (Fe 3+); X-H2O, O2, CO, CN-; Y - mbetje organike.

B. Cikli Corrine(i ngjashëm me porfirinën, ndryshon në disa detaje).

Vitamina B 12 (faktori i rritjes, stimulues hematopoietik): Me = Co 3+, X = CN, Y - mbetje organike.

NË. Komplekset membranore/aktive.

Ndër përbërjet komplekse natyrore, një vend të veçantë zënë makrokomplekset e bazuara në polipeptide ciklike që përmbajnë zgavra të brendshme të madhësive të caktuara, në të cilat ka disa grupe që përmbajnë oksigjen të aftë për të lidhur kationet e atyre metaleve, dimensionet e të cilave korrespondojnë me dimensionet e zgavër. Struktura të tilla, duke qenë në membranat biologjike, sigurojnë transportin e joneve përmes membranave dhe për këtë arsye quhen jonoforet.

Jonoforet natyrore që kryejnë funksionet e transportit të joneve janë antibiotikët: valinomicina dhe nonaktina.

Eteret e kurorës dhe kriptandët janë modele të jonoforeve natyrore. E para prej tyre ndërvepron në mënyrë selektive me metale alkaline, e dyta - me metale alkaline tokësore.

Eterët më të thjeshtë të kurorës kanë formulën e përgjithshme (CH 2 CH 2 O) n .

Qëndrueshmëria e komplekseve me eteret e kurorës lidhet me madhësinë e joneve metalike dhe madhësinë e ciklit. Li + lidhet më fort me kurorën-4 (numri "4" tregon numrin e atomeve të oksigjenit që përmbahen në ciklin e molekulës së eterit të kurorës), Na + - me kurorën-5, K + - nga kurorë-6, Cs + - me kurorë-8.

Kriptandët - ligandë makrobiciklikë - lidhin në mënyrë më efektive jonet e metaleve alkaline tokësore, madje mund të shpërndajnë sulfat bariumi.

6. Përbërjet komplekse që qëndrojnë në themel të reaksioneve cilësore ndaj joneveFe 2+ . Fe 3+ . bashkë 2+ . Ni 2+ . hg 2+

Një reagim cilësor ndaj jonit Fe 2- është ndërveprimi me hekscianoferratin e kaliumit (III) (kripa e kuqe e gjakut). Në këtë rast, formohet një precipitat blu - hekzacianoferrat kalium-hekur (II) (III) (blu turnbull).

FeSO 4 (II) + K 3 (III) -> KFe (III) (blu) + K 2 SO 4

Reaksionet cilësore ndaj jonit Fe 3+ janë:

Ndërveprimi me hekzacianoferratin e kaliumit (II) (kripa e verdhë e gjakut).

Kjo prodhon një precipitat blu. - hekzacianoferrat (III) kalium-hekur (II) (blu prusiane).

FeCl 3 + K 4 -> KFe + ZKS1

Duhet të theksohet se në këtë rast, ndryshe nga ai i mëparshmi, ekziston një proces redoks në të cilin kloruri i hekurit (III) vepron si një agjent oksidues, pasi potenciali i tij redoks [f ° (Fe 3+ / Fe 2+) \u003d + 0,77 V] është më i madh se potenciali redoks i jonit kompleks - hekscianoferrat (II) (f ° 3- / 4 ~ \u003d + 0,36 V), i cili është një agjent reduktues. Kështu, depozitat e blusë turnbull dhe blu prusiane janë identike jo vetëm në ngjyrë, por edhe në strukturën kimike.

Ndërveprimi me tiocianatin e kaliumit.

Në këtë rast, formohet një kompleks i kuq - triaquotrithio-cyanatoiron (III).

3+ (e verdhë) + 3SCN -  (e kuqe) + ZN 2 O

Një reagim cilësor ndaj jonit Co 2+ është ndërveprimi me tiocianatin e amonit, duke rezultuar në formimin e tetraizotiocianatokobaltatit të amonit blu (II), i cili është i qëndrueshëm vetëm në një tretës organik, për shembull, në alkool amil.

[Co (H 2 O) 4] 2+ + 4NCS -  2- (blu) + 4H 2 O

Një reagim cilësor ndaj jonit Ni 2+ është Reagimi i Chugaev - ndërveprimi me dimetilglioksimën, në këtë rast formohet një përbërje kelate me ngjyrë të kuqe të ndezur - dimetilglioksimat nikel. Reagimi kryhet në një zgjidhje amoniaku. Është shumë i ndjeshëm, përdoret në. toksikologjisë dhe mjekësisë ligjore për zbulimin e nikelit.

Një reagim cilësor ndaj jonit të merkurit (II) është ndërveprimi i tij me një zgjidhje të jodidit të kaliumit. Së pari, precipitohet një precipitat portokalli i jodidit të merkurit (II), i cili tretet në një tepricë të jodidit të kaliumit për të formuar një përbërje komplekse pa ngjyrë, tetraiodomerkurat kaliumi (II).

HgCl 2 + 2KI -> HgI 2  + 2KC1 HgI 2 + 2K1 (teprica) -> K 2

Një zgjidhje e kësaj kripe në një zgjidhje të koncentruar të alkalit kaustik njihet si Reagenti Nessler dhe përdoret si reagent i ndjeshëm për jonin e amonit dhe amoniakut.

SO 4

Qëllimi: të merret një kripë komplekse sulfate-tetroamino bakri nga sulfati i bakrit CuSO 4 ∙5H 2 O dhe një tretësirë ​​e koncentruar e amoniakut NH 4 OH.

Masat e sigurise:

1. Enët e qelqit kimik duhet të trajtohen me kujdes dhe duhet të kontrollohen për çarje përpara përdorimit.

2. Para fillimit të punës, duhet të kontrolloni shërbimin e pajisjeve elektrike.
3. Ngrohja duhet të bëhet vetëm në enët rezistente ndaj nxehtësisë.

4. Përdorimi i saktë dhe ekonomik i kimikateve. reagentët. Mos i shijoni, mos i nuhatni.

5. Puna duhet të kryhet në fustanet e veshjes.

6. Amoniaku është helmues dhe avujt e tij irritojnë mukozën.

Reagentët dhe pajisjet:

Tretësirë ​​e koncentruar e amoniakut - NH 4 OH

Alkool etilik - C 2 H 5 OH

Sulfat bakri - CuSO 4 ∙ 5H 2 O

Uje i distiluar

Cilindrat matëse

Enët Petri

Pompë vakum (pompë vakumi me avion uji)

hinka qelqi

Arsyetimi teorik:

Komponimet komplekse janë një substancë që përmban një agjent kompleks, me të cilin shoqërohet një numër i caktuar jonesh ose molekulash, të quajtura shtesa ose legjenda. Agjenti kompleks me shtesa përbën sferën e brendshme të përbërjes komplekse. Në sferën e jashtme të komponimeve komplekse ekziston një jon i lidhur me jonin kompleks.

Komponimet komplekse fitohen nga bashkëveprimi i substancave që janë më të thjeshta në përbërje. Në tretësirat ujore, ato shpërndahen për të formuar një jon kompleks të ngarkuar pozitivisht ose negativisht dhe anionin ose kationin përkatës.

SO 4 = 2+ + SO 4 2-

2+ \u003d Cu 2+ + 4NH 3 -

Kompleksi 2+ e njollos tretësirën blu të lulediellit, ndërsa Cu2+ dhe 4NH3 të marra veçmas nuk japin një ngjyrë të tillë. Komponimet komplekse kanë një rëndësi të madhe në kiminë e aplikuar.

SO4 - kristale ngjyrë vjollce të errët, të tretshëm në ujë, por të patretshëm në alkool.Kur nxehet në 1200C humbet ujin dhe një pjesë të amoniakut dhe në 2600C humbet gjithë amoniakun.Kur ruhet në ajër kripa dekompozohet.

Ekuacioni i sintezës:

CuSO4 ∙ 5H2O +4NH4OH = SO4 ∙ H2O + 8H2O

CuSO4 ∙ 5H2O + 4NH4OH= SO4 ∙ H2O + 8H2O

mm CuSO4 ∙ 5H2O = 250 g/mol

mm SO4 ∙ H2O = 246 g/mol

6g CuSO4∙ 5H2O - Xg

250 g CuSO4 ∙ 5H2O - 246 SO4 ∙ H2O

Х=246∙6/250= 5,9 g SO4 ∙ H2O

Procesi i punës:

Në një gotë rezistente ndaj nxehtësisë shpërndani 6 g sulfat bakri në 10 ml ujë të distiluar. Ngrohni tretësirën. Përziejeni fuqishëm derisa të tretet plotësisht, më pas shtoni tretësirë ​​të koncentruar të amoniakut në pjesë të vogla derisa të shfaqet një tretësirë ​​ngjyrë vjollce e kripës komplekse.

Pastaj tretësirën e transferojmë në një enë Petri ose në një enë porcelani dhe precipitojmë kristalet komplekse të kripës me alkool etilik, i cili derdhet me një biretë për 30-40 minuta, vëllimi i alkoolit etilik është 5-8 ml.

Kristalet komplekse të kripës që rezultojnë filtrohen në një gyp Buchner dhe lihen të thahen deri të nesërmen. Më pas kristalet peshohen dhe llogaritet rendimenti %.

5,9 g SO4 ∙ H2O - 100%

m mostër - X

X \u003d m mostër ∙ 100% / 5,9 g

Pyetjet e testit:

1. Çfarë lloj lidhjesh kimike në kripërat komplekse?

2. Cili është mekanizmi i formimit të joneve komplekse?

3. Si të përcaktohet ngarkesa e një agjenti kompleks dhe një joni kompleks?

4. Si shpërndahet një kripë komplekse?

5. Bëni formulat e përbërjeve komplekse të diciano - argjentat natriumi.

Laboratori numër 6

Marrja e acidit ortoborik

Synimi: merrni acid ortoborik nga boraksi dhe acidi klorhidrik.

Masat e sigurise:

1. Enët e qelqit kimik duhet të trajtohen me kujdes dhe duhet të kontrollohen për çarje përpara përdorimit.

2. Para fillimit të punës, duhet të kontrolloni shërbimin e pajisjeve elektrike.

3. Ngrohja për të prodhuar vetëm në enët rezistente ndaj nxehtësisë.

4. Përdorni me kujdes dhe ekonomikisht kimikatet. Mos i shijoni, mos i nuhatni.

5. Puna duhet të kryhet në fustanet e veshjes.

Pajisjet dhe reagentët:

Tetraborat natriumi (dekahidrat) - Na 2 B 4 O 7 * 10H 2 O

Acidi klorhidrik (konc.) - HCl

Uje i distiluar

Sobë elektrike, pompë vakum (pompë vakumi me rrymë uji), gota kimike, letër filtri, gota porcelani, shufra qelqi, hinka qelqi.

Procesi i punës:

Treteni 5 g dekahidrat tetraborat natriumi në 12,5 ml ujë të vluar, shtoni 6 ml tretësirë ​​të acidit klorhidrik dhe lëreni të qëndrojë për një ditë.

Na 2 B 4 O 7 * 10H 2 O + 2HCl + 5H 2 O \u003d 4H 3 BO 3 + 2NaCl

Precipitimi i acidit ortoborik dekantohet, lahet me një sasi të vogël uji, filtrohet në vakum dhe thahet midis fletëve të letrës filtri në 50-60 0 C në furrë.

Për të marrë kristale më të pastra, acidi ortoborik rikristalizohet. Llogaritni rezultatin teorik dhe praktik

Pyetjet e testit:

1. Formula strukturore e boraksit, acidit borik.

2. Shpërbërja e boraksit, acidit borik.

3. Shkruani formulën për acidin tetraborat natriumi.

Laboratori numër 7

Marrja e oksidit të bakrit (II)

Synimi: merrni oksid bakri (II) CuO nga sulfati i bakrit.

Reagentët:

Sulfat bakri (II) CuSO 4 2- * 5H 2 O.

Hidroksidi i kaliumit dhe natriumit.

Zgjidhja e amoniakut (p \u003d 0,91 g / cm 3)

Uje i distiluar

Pajisjet: peshore teknokimike, filtra, gota, cilindra, pompë vakum(pompë vakum me avion uji) , termometra, sobë elektrike, hinkë Buchner, balonë Bunsen.

Pjesa teorike:

Oksidi i bakrit (II) CuO është një pluhur kafe e zezë, në 1026 0 C dekompozohet në Cu 2 O dhe O 2, pothuajse i pazgjidhshëm në ujë, i tretshëm në amoniak. Oksidi i bakrit (II) CuO shfaqet natyrshëm si një produkt i zi dhe i tokës nga moti i mineraleve të bakrit (melakoniti). Në llavën e Vezuvit, ajo u gjet e kristalizuar në formën e tabletave triklinike të zeza (tenorit).

Në mënyrë artificiale, oksidi i bakrit përftohet duke ngrohur bakrin në formë rroje ose teli në ajër, në temperaturë të kuqe të nxehtësisë (200-375 0 C) ose me kalcinimin e nitratit karbonat. Oksidi i bakrit i përftuar në këtë mënyrë është amorf dhe ka një aftësi të theksuar për të absorbuar gazrat. Gjatë kalcinimit, në një temperaturë më të lartë, në sipërfaqen e bakrit formohet një shkallë me dy shtresa: shtresa sipërfaqësore është oksid bakri (II) dhe shtresa e brendshme është oksid bakri i kuq (I) Cu 2 O.

Oksidi i bakrit përdoret në prodhimin e smaltit të qelqit, për të dhënë një ngjyrë të gjelbër ose blu, përveç kësaj, CuO përdoret në prodhimin e qelqit bakër-rubin. Kur nxehet me substanca organike, oksidi i bakrit i oksidon ato, duke shndërruar karbonin dhe dioksidin e karbonit dhe hidrogjenin në ujë, ndërsa reduktohet në bakër metalik. Ky reaksion përdoret në analizën elementare të substancave organike për të përcaktuar përmbajtjen e karbonit dhe hidrogjenit në to. Në mjekësi gjen aplikim, kryesisht në formë pomadash.

2. Përgatitni një zgjidhje të ngopur nga sasia e llogaritur e sulfatit të bakrit në 40 0 ​​C.

3. Përgatitni një zgjidhje alkali 6% nga sasia e llogaritur.

4. Ngrohni tretësirën e alkalit në 80-90 0 C dhe derdhni në të tretësirën e sulfatit të bakrit.

5. Përzierja nxehet në 90 0 C për 10-15 minuta.

6. Precipitati lihet të vendoset, lahet me ujë derisa të hiqet joni. SO 4 2- (Shembull BaCl 2 + HCl).

Laboratori numër 5

Pjesa teorike

Komponime komplekse (koordinuese). janë komponime në të cilat të paktën një nga lidhjet kovalente është formuar nga mekanizmi dhurues-pranues.

Të gjitha përbërjet koordinuese përbëhen nga sfera e brendshme(grimca komplekse), dhe në rastin e komponimeve të koordinimit kationik dhe anionik, dhe nga sfera e jashtme. Midis sferave të brendshme dhe të jashtme të përbërjes së koordinimit, lidhja është jonike.

Sfera e brendshme (grimcë komplekse) përbëhet nga një atom qendror (atomi metalik kompleks) dhe ligande.

Në formulën e përbërjeve komplekse, sfera e brendshme është e mbyllur në kllapa katrore. Sfera e brendshme nuk ka ngarkesë në komplekset neutrale, ajo është e ngarkuar pozitivisht në kationike dhe e ngarkuar negativisht në përbërjet e koordinimit anionik. Ngarkesa e sferës së brendshme është shuma algjebrike e ngarkesave të atomit qendror dhe ligandëve.

atom qendror- ky është më së shpeshti joni i elementit d: Ag +, Cu2 +, Hg2 +, Zn2 +, Ni2 +, Fe3 +, Pt4 +, etj.

Numri koordinues i atomit qendrorështë numri i lidhjeve kovalente midis agjentit kompleks dhe ligandëve.

Si rregull, numri i koordinimit është dyfishi i ngarkesës së atomit qendror. Në shumicën e komponimeve komplekse, numrat e koordinimit janë 6 dhe 4, më rrallë 2, 3, 5 dhe 7.

Ligandët– anione ose molekula të lidhura me atomin qendror nga lidhje kovalente të formuara nga mekanizmi dhurues-pranues. Ligandët mund të jenë molekula polare (H2O, NH3, CO, etj.) dhe anione (CN–, NO2–, Cl–, Br–, I–, OH–, etj.).

Denticiteti i liganditështë numri i lidhjeve kovalente me të cilat ligandi i dhënë lidhet me agjentin kompleks.

Ligandët ndahen në monodentate (H2O, NH3, CO, CN–, NO2–, Cl–, Br–, I–, OH–), bidenta (C2O42–, SO42– etj.) dhe polidentate.

Për shembull, në përbërjen komplekse anionike K3: sfera e brendshme është 3–, sfera e jashtme është 3K+, atomi qendror është Fe3+, numri i koordinimit të atomit qendror është 6, ligandët janë 6CN–, denticiteti i tyre është –1. (monodentate).

Nomenklatura e komponimeve komplekse ( IUPAC )

Kur shkruani formulën e një grimce komplekse (jon), fillimisht shkruhet simboli i atomit qendror, pastaj ligandët në alfabetike sipas renditjes së simboleve të tyre, por fillimisht ligandët anionikë dhe më pas molekulat neutrale. Formula është e mbyllur në kllapa katrore.

Në emër të përbërjes së koordinimit, së pari tregohet kationi (për të gjitha llojet e përbërjeve), dhe më pas anioni. Komplekset kationike dhe neutrale nuk kanë një fund të veçantë. Në emrat e komplekseve anionike, emrit të atomit qendror (agjent kompleks) i shtohet mbaresa -at. Gjendja e oksidimit të agjentit kompleks tregohet me një numër romak në kllapa.

Emrat e disa ligandëve: NH3 - aminë, H2O - aqua (aqua), CN- - ciano, Cl- - kloro, OH- - hidrokso. Numri i ligandëve identikë në një përbërje koordinimi tregohet me një parashtesë: 2-di, 3-tre, 4-tetra, 5-penta, 6-hexa.

klorur diamminesargjendi (I) Cl ose

klorur diamminesargjendi (I).

K2 tetrakloroplatinat i kaliumit (II) ose

tetrakloroplatinat i kaliumit (II)

Diamminetrakloroplatin (IV)

Klasifikimi i komponimeve të koordinimit

Ekzistojnë disa klasifikime të përbërjeve të koordinimit: sipas ngarkesës së grimcave komplekse, llojit të ligandëve, numrit të agjentëve kompleksues, etj.

Në varësi të ngarkesës së grimcave komplekse, përbërjet koordinuese ndahen në kationike, anionike dhe neutrale.

NË komplekset kationike sfera e brendshme formohet vetëm nga molekula neutrale (H2O, NH3, CO, etj.), ose molekula dhe anione njëkohësisht.

klorur Cl3 hekzaaquazhalese (III).

SO4 sulfat tetraamine bakri (II).

Klorur tetraaminedikloroplatin (IV) Cl2

NË komplekset e anionit sfera e brendshme formohet vetëm nga anionet, ose nga anionet dhe molekula neutrale njëkohësisht.

K3 hekscianoferrat kaliumi (III)

Natriumi tetrahidroksoaluminat (III)

Natriumi dikuatetrahidroksoaluminat (III)

Komplekset neutrale (elektroneutrale). formohen me koordinim të njëkohshëm me atomin qendror të anioneve dhe molekulave (nganjëherë vetëm molekulave).

Diamminedikloroplatin (II)

Tetrakarbonilnikeli (0)

Në varësi të llojit të ligandëve, përbërjet koordinuese ndahen në: komplekse acide (ligandët janë mbetje acide CN–, NO2–, Cl–, Br–, I– etj.); komplekset ujore (ligandët janë molekula uji); amino komplekset (ligandët janë molekula amoniaku); komplekset hidrokso (ligandët janë grupe OH–), etj.

Shkëputja dhe jonizimi i përbërjeve koordinuese

Komponimet e koordinimit kationik dhe anionik në tretësirë ​​shpërndahen plotësisht përgjatë lidhjes jonike në sferat e brendshme dhe të jashtme:

K4 → 4K+ +4–

NO3 → + + NO3–

Jonet komplekse i nënshtrohen jonizimit (shpërndahen) hap pas hapi si elektrolite të dobët:

+ ⇄ + + NH3

+ ⇄ Ag+ +NH3

Formimi i komponimeve koordinuese

Formimi i grimcave komplekse (joneve) në tretësirat nga kompleksimi i joneve metalike dhe ligandëve ndodh në hapa:

Ag+ +NH3 ⇄ +

NH3⇄+

dhe karakterizohet nga konstante të formimit hap pas hapi:

https://pandia.ru/text/80/125/images/image002_43.gif" width="113" height="45">

Ag+ + 2NH3 ⇄ +

Sa më e madhe të jetë vlera numerike e βn, aq më i fortë (më i qëndrueshëm) është joni kompleks.

Marrja e komponimeve koordinuese

Komponimet e koordinimit më së shpeshti merren me metodat e mëposhtme.

1. Ndërveprimi i joneve metalike komplekse (zakonisht një tretësirë ​​e një kripe të një metali të caktuar) me ligandët (tretësira e një kripe, acidi, bazash, etj.):

FeCl3 + 6KCN → K3 + 3KCl

Fe3+ + 6CN– → 3–

2. Zëvendësimi i plotë ose i pjesshëm i disa ligandëve në përbërjen e koordinimit me të tjerët:

K3+6KF → K3+6KSCN

3– + 6F– → 3– + 6SCN–

β6 1,70 103 1,26 1016

Një përbërje e re e koordinimit formohet nëse konstanta e formimit të saj është më e madhe se konstanta e formimit të përbërjes origjinale të koordinimit.

3. Zëvendësimi i metalit kompleks në përbërjen koordinuese duke mbajtur ligandët. Si në rastin e mëparshëm, ky transformim është i mundur nëse në këtë rast formohet një përbërje koordinimi më e qëndrueshme.

SO4 + CuSO4 → SO4 + ZnSO4

2+ + Cu2+ → 2+ + Zn2+

β4 2,51 109 1,07 1012

pjesë eksperimentale

Përvoja 1. Përgatitja dhe asgjësimi i komplekseve hidrokso

Hidhni 1 ml tretësirë ​​të kripërave të zinkut në dy epruveta dhe alumini(sulfatet, kloruret ose nitratet). Shtoni një solucion 0,1 mol/l të NaOH ose KOH me pika në secilën prej epruvetëve derisa të formohet precipitimi i hidroksideve përkatëse. Shkruani ekuacionet e reaksionit në formë jon-molekulare, tregoni ngjyrën e precipitateve.

ZnSO4 + 2NaOH → Zn(OH)2¯ + Na2SO4

AlCl3 + 3NaOH → Al(OH)3¯ + 3NaCl

Kontrollohet tretshmëria e precipitateve të përftuara në 2 mol/l tretësirë ​​të hidroksidit të natriumit ose kaliumit. Vini re vëzhgimet tuaja. Shkruani ekuacionet e reaksionit në formë jon-molekulare, tregoni ngjyrën e tretësirave që rezultojnë.

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2

Al(OH)3 + NaOH → Na ose Na3

Për të shkatërruar komplekset hidrokso, në tretësirat që rezultojnë shtoni me pika një tretësirë ​​acidi 2 mol/l (HCl, H2SO4 ose HNO3). Vini re se me shtimin e acidit, tretësirat bëhen të turbullta ose vërehen precipitime të hidroksideve përkatëse, të cilat më pas treten në acidin e tepërt. Shkruani ekuacionet e reaksionit në formë jon-molekulare.

Na2 + 2HNO3 → 2NaNO3 + Zn(OH)2¯ + 2Н2О

Zn(OH)2 + 2HNO3 → Zn(NO3)2 + 2H2O

Na + HCl → Al(OH)3¯ + NaCl ¯ + H2O

Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O

Përvoja 2. Përftimi i sulfatit tetraamine bakrit (II) dhe shkatërrimi i tij (reaksion cilësor për jonin Cu2+)

Hidhni 2 ml tretësirë ​​të sulfatit të bakrit në një epruvetë dhe shtoni 2 mol/l tretësirë ​​amoniaku me pika derisa të formohet një precipitat i sulfatit hidroksomedi(II) (CuOH)2SO4. Regjistroni ngjyrën e precipitatit të formuar. Renditni koeficientët dhe shkruani ekuacionin e reaksionit në formë jon-molekulare.

2CuSO4 + 2NH3 + 2H2O → (CuOH)2SO4 + (NH4)2SO4

Shtoni një tretësirë ​​të koncentruar të amoniakut në epruvetën derisa precipitati (CuOH)2SO4 të tretet plotësisht. Regjistroni ngjyrën e tretësirës sulfate të tetraaminebakrit (II). Renditni koeficientët dhe shkruani ekuacionin e reaksionit në formë jon-molekulare.

(CuOH)2SO4 + 6NH3 + (NH4)2SO4 → 2SO4 + 2H2O

Ndani tretësirën e sulfatit të tetraaminebakrit (II) që rezulton në dy epruveta. Shtoni 2 mol/l tretësirë ​​të acidit sulfurik në tubin e parë dhe tretësirë ​​të sulfurit të natriumit në tubin e dytë. Vini re ndryshimin e ngjyrës së tretësirës në tubin e parë dhe ngjyrën e precipitatit të formuar në tubin e dytë. Renditni koeficientët dhe shkruani ekuacionet e reaksionit në formë jon-molekulare. Nën formulat, tregoni ngjyrën e substancave fillestare të ngjyrosura dhe produkteve të reagimit.

SO4 + 2H2SO4 + 4H2O → SO4 + 2(NH4)2SO4

SO4 + Na2S → CuS + Na2SO4 + 4NH3

Përvoja 3 Shpërbërja e përbërjeve komplekse

Hidhni 3-5 pika tretësirë ​​të klorurit të kaliumit në një epruvetë dhe shtoni një sasi të vogël (në majë të një shpatulle) heksanitrokobaltate natriumi kristalor (III) Na3. Vini re formimin e një precipitati të verdhë K2Na. Ky reagim është cilësor për jonet e kaliumit.

KCl → K+ + Cl–

2 K+ + Na+ + 3– → K2Na¯

Hidhni 3-5 pika tretësirë ​​klorur hekuri (III) në një provëz tjetër dhe më pas shtoni 2-3 pika tretësirë ​​tiocianate amonit ose kalium. Vini re ndryshimin e ngjyrës së tretësirës. Ky reagim është cilësor për jonin Fe3+.

FeCl3 → Fe3+ + 3Cl–

Fe3+ + 6SCN– ⇄ 3–

Kryen reaksionet e duhura cilësore për jonet K+ dhe Fe3+ në një tretësirë ​​të heksacianoferatit të kaliumit (III) K3. Vini re vëzhgimet tuaja.

Cili nga dy ekuacionet e mëposhtme të disociimit për K3 në tretësirën ujore:

K3 → 3K+ + 3–

K3 → 3K+ + Fe3+ + 6CN–

në përputhje me vëzhgimet tuaja?

Formuloni një përfundim për natyrën e shpërbërjes së përbërjeve komplekse (koordinuese) në tretësirat ujore.