по которому составляют молекулярное уравнение реакции (для этого к каждому аниону приписывают соответствующий катион, а к каждому катиону – соответствующий анион с учетом подобранных коэффициентов):

5Na2SO3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O.

Вопросы к защите работы:

1.Среди веществ – хлорид железа (II), хлорид железа (III), металлическое железо сероводород, сульфит натрия, серная кислота – укажите восстановитель, окислитель и вещество с окислительно-восстановительной двойственностью.

2.Подберите стехиометрические коэффициенты в уравнения реакций:

Н2S + KMnO4 + H2SO4 = S + MnSO4 + K2SO4 + H2O

FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O MnO2 + KClO3 + KOH = K2MnO4 + KCl + H2O

Укажите в них окислитель, восстановитель и реакцию среды (рН).

3. Укажите уравнения реакций: межмолекулярной, внутримолекулярной и диспропорционирования (самоокисления - самовосстановления); в уравнения следующих реакций подберите стехиометрические коэффициенты:

Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO3 + H2O Cl2 + K2MnO4 → KCl + KMnO4

KClO3 → KCl + O2

Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + N2 + H2O

Учебная литература: /1/, с. 259-266; /2/, с.18-33; /3/, с.251.

Лабораторная работа № 11 Получение и исследование свойств комплексных соединений

Цель работы: Исследовать анионные, катионные комплексы.

Разрушение комплексных ионов. Комплексные соединения в окислительновосстановительных реакциях и в реакциях ионного обмена. Двойные соли.

Задание по работе: В опытах № 1 – 4 написать уравнения электролитической диссоциации полученных комплексных соединений. В опыте № 1 записать выраже-

53

ние константы нестойкости полученного комплексного иона. Учитывая результаты опыта № 6, написать уравнение электролитической диссоциации соли Мора.

Методические указания по выполнению работы

Опыт № 1. Анионные комплексы.

Получение тетрайодовисмутата (III) калия

В пробирку к одной капле раствора нитрата висмута (III) Bi(NO3)3 прибавлять по каплям раствор иодида калия KI до выпадения темно – бурого осадка йодида висмута (III) BiI3. Растворить этот осадок в избытке раствора иодида калия. Каков цвет полученного раствора?

Опыт № 2. Катионные комплексы. Комплексное основание никеля.

Получить осадок гидроксида никеля (II), внеся в пробирку 4 капли раствора сульфата никеля (II) NiSO4 и такой же объём раствора щелочи NaOH. К осадку добавить 6 капель 25 % -ного раствора аммиака NH3· H2O. Сравнить окраску ионов Ni2+ в растворе сульфата никеля (II) с окраской полученного раствора.

Опыт № 3. Комплексные соединения в реакциях обмена.

Взаимодействие гексацианоферрата (II) калия с сульфатом меди (II). (Качественная реакция на ион Cu2+)

В пробирку с 5 каплями раствора сульфата меди СuSO4 добавить такой же объём комплексной соли К4[Fe(CN)6]. Отметить цвет образовавшегося осадка гексацианоферрата (II) меди (II). Написать уравнение реакции.

Опыт № 4. Разрушение комплексных ионов при осаждении комплексообразователя.

В две пробирки с 0,5 н раствором сульфата меди (II) добавить: в одну раствор 0,5 н (NH4)2C2O4 оксалата аммония, в другую – 0,5 н раствор (NH4)2S сульфида аммония. Написать уравнения реакций и отметить цвета выпавших осадков. В двух других пробирках получить комплексное соединение меди, добавив к 2 каплям 0,5 н раствора CuSO4 сульфата меди (II) 2 н раствор аммиака NH3∙H2O до растворения выпадающего вначале осадка основной соли (CuOH)2SO4. Отметить цвет полученного комплексного соединения [Cu(NH3)4]SO4. Написать уравнение реакции взаимодей-

54

ствия сульфата меди (II) с аммиаком, учитывая, что координационное число меди равно четырем.

Испытать действие растворов оксалата аммония и сульфида аммония на полученный раствор комплексной соли меди. От действия какого реактива выпадает осадок? На присутствие каких ионов в растворе комплексной соли указывает появление этого осадка?

Описать наблюдаемые явления. Ответить на поставленные по ходу опыта вопросы. Написать уравнения проведенных реакций, уравнение электролитической диссоциации комплексной соли меди и её комплексного иона. Как влияет добавление (NH4)2S на диссоциацию комплексного иона? Сравнить табличные значения произведения растворимости соответствующих солей меди

(ПР(CuC2O4) = 3∙10−8; ПР(CuS) = 6∙10−36 ) и объяснить, почему одна из солей не выпадает в осадок из комплексного соединения.

[Cu(NH3)4]SO4 + (NH4)2S = CuS↓ + 4NH3↑ + (NH4)2SO4

Опыт № 5. Окисление гексацианоферрата (II) калия.

В пробирку внести 5 капель раствора перманганата калия KMnO4, подкислить 2 н серной кислотой и добавить по каплям раствор гексацианоферрата (II) калия. Наблюдать обесцвечивание раствора вследствие восстановления перманганат – иона в ион двухвалентного марганца.

KMnO4 + H2SO4 + К4[Fe(CN)6] → MnSO4 + К3[Fe(CN)6] + К2SO4 + H2O

Опыт№ 6. Двойные соли.

В трех пробирках приготовить раствор двойной соли (NH4)2SO4·FeSO4·6H2O (соль Мора), внеся в каждую пробирку по несколько кристалликов соли и по 4 капли дистиллированной воды. Затем в 1-ю пробирку к раствору соли Мора добавить 2 капли 0,5 н раствора сульфида аммония (NH4)2S, во 2-ю пробирку 2 капли 0,5 н раствора хлорида бария BaCl2. Отметить цвет осадков и написать ионные уравнения реакций их образования. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывают эти реакции? В 3-ю пробирку добавить 3 капли 2 н раствора едкого натра NaOH и подогреть на водяной бане. Подержать над пробиркой полоску универсальной индикаторной бумаги, предварительно смоченную дистиллированной водой. По изменению окраски индикаторной бумаги и по запаху определить, какой газ выделяется из пробирки. На присутствие каких ионов в растворе двойной соли указывают эта реакция.

55

Справочный (теоретический) материал, необходимый для понимания задания и выполнения работы.

Комплексными соединениями называются определенные химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, у которых имеются ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму.

В большинстве комплексных соединений различают внутреннюю и внешнюю сферы: K4[Fe(CN)6].

Ионы калия – внешняя сфера

[Fe(CN)6]4- - внутренняя сфера (комплексный ион). В центре молекулы комплексного соединения находится центральный ион – комплексообразователь. Ионами

– комплексообразователями являются ионы металлов. Вокруг центрального иона – комплексообразователя находятся противоположно заряженные ионы или нейтральные молекулы, которые называются лигандами или аддендами. Ионкомплексообразователь и лиганды составляют внутреннюю сферу. Число лигандов (аддендов), которое координирует вокруг себя центральный ион – комплексообразователь, называют

координационным числом.

Fe2+- центральный ион – комплексообразователь CN- - лиганды (адденды)

Координационное число [Fe(CN)6]4- в нашем примере равно шести.

Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов иона – комплексообразователя и лигандов.

Комплексное соединение анионного типа содержит комплексный ион с отрицательным зарядом, а катионного типа – с положительным. Например:

К4[Fe(CN)6]; К[BiI4] –комплексные соединения анионного типа; [Cu(NH3)4]SO4 – комплексное соединение катионного типа [Co(NH3)3Cl3]0 - нейтральное комплексное соединение

У нейтральных комплексных соединений внешняя сфера отсутствует и заряд их равен нулю.

Диссоциация анионных и катионных комплексных соединений в водных растворах:

К4[Fe(CN)6] ↔ 4К+ + [Fe(CN)6]4-

56