Гексахлороплатинат 4 калия уравнение диссоциации

Методическая разработка. Тема « Комплексные соединения. Комплексонометрия» .Курс аналитическая химия.
методическая разработка

Химия является не только общетехнической, но и общеобразовательной наукой. Проблема внедрения химических знаний в сознание учащихся заключается, прежде всего, в разработке системного подхода, исключающего чрезмерную информационную нагрузку, запоминание обильного фактического материала. Такой подход к изучению предмета предполагает сокращение второстепенных деталей и направлен лишь на запоминание обобщающих правил и принципов.

Современный специалист должен уметь использовать в своей работе знания, полученные по химии во время учебы. Изучение курса аналитической химии помогает студенту в освоении специальных дисциплин, дает специальные знания, необходимые для жизни и деятельности.

В пособии рассмотрены методические вопросы изучения темы. Полнее раскрыт не изучавшийся ранее материал. Традиционно изучаемые вопросы лишь упомянуты, чтобы показать их логическую связь с изучаемым материалом.

Практические задания позволяют учащимся самостоятельно закрепить свои знания и умения.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Тема « Комплексные соединения. Комплексонометрия»

Курс аналитическая химия

1. Введение.
2. Координационная теория.
3. Строение комплексных соединений.
4. Номенклатура.
5. Константа устойчивости.
6. Практическая часть.
7. Задания для самоконтроля.
8. Литература.

Химия является не только общетехнической, но и общеобразовательной наукой.

Проблема внедрения химических знаний в сознание учащихся заключается, прежде всего, в разработке системного подхода, исключающего чрезмерную информационную нагрузку, запоминание обильного фактического материала. Такой подход к изучению предмета предполагает сокращение второстепенных деталей и направлен лишь на запоминание обобщающих правил и принципов.

Современный специалист должен уметь использовать в своей работе знания, полученные по химии во время учебы. Изучение курса аналитической химии помогает студенту в освоении специальных дисциплин, дает специальные знания, необходимые для жизни и деятельности.

В пособии рассмотрены методические вопросы изучения темы. Полнее раскрыт не изучавшийся ранее материал. Традиционно изучаемые вопросы лишь упомянуты, чтобы показать их логическую связь с изучаемым материалом.

Практические задания позволяют учащимся самостоятельно закрепить свои знания и умения.

Химия комплексных соединений – один из обширных разделов неорганической химии. Ионы некоторых элементов обладают способностью присоединять к себе полярные молекулы или другие ионы, образуя сложные комплексные ионы.

Соединения, в которые входят комплексные ионы, способные существовать как в кристалле, так и в растворе, называются комплексными соединениями.

Комплексные соединения были известны химикам более двух столетий, причина их образования долгое время оставалось загадкой. К концу XIX в. Накопился огромны экспериментальный материал об этих веществах. 1893 г.

Альфред Вернер – швейцарских химик обобщил и систематизировал материал создав «Координационную теорию».

Основные положения теории:

1. В комплексном соединение один из ионов или атомов считается центральным, его называют комплексообразователем.
2. Вокруг центрального иона (атома) – комплексообразователя расположено (координировано) определенное число противоположных заряженных ионов или полярных молекул, называемых лигандами.
3. Центральный ион (атом) с лигандами образует внутреннюю координационную сферу соединения, которую при написании заключает в квадратные скобки.
4. В большинстве случаев число лигандов, непосредственно связанных с центральным ионом (атомом), называется координационным числом, которое чаще всего принимает значения 2, 4, 6, 8.
5. Ионы, которые располагаются на более далёком расстоянии от центрального иона (атома), образуют , образуют внешнюю координационную сферу.

Заряд центрального иона

Схема 1. Состав комплексных соединений.

Примеры комплексных соединений.

К 4 [Fe(CN) 6 ], [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3

Среди комплексных соединений встречаются соли, кислоты, основания

H [ AuCl 4 ] – кислота

[ Ag (NH 3 ) 2 ]OH – основание

Na 3 [AlF 6 ] – соль

2. Строение комплексных соединений.

В соответствии с координационной теорией А.Вернера атомы большинства элементов наряду с обычной валентностью, названной главной, проявляют побочную валентность. Атому каждого элемента стремятся насытить как главную, так и побочную валентность . (Схема 2).

Связи между комплексообразователем и лигандами осуществляются с помощью общих электронных пар (ковалентные). Оба электрона каждой связи предоставляются одним атомом, т.е. связи образуются по донорно-акцепторному механизму. Донор электронов – лиганды (CN — ), а акцептор – ион – комплексообразователь (Fe 3+ ).

Образовавшиеся связи обладают довольно высокой прочностью, как и обычные ковалентные связи. Поэтому комплексные ионы устойчивы как в составе твёрдого вещества, так и в растворах или в расплавах.

Метод валентных связей предполагает, что все свободные орбитали комплексообразователя, принимающие участие в образовании связи с лигандами, одинаковы по энергии и по форме независимо от исходного состояния, т.е. являются гибридными. Тип гибридизации орбиталей определяет пространственное строение комплексного иона. Если в образовании связи участвуют две d-, одна s- и три p- орбитали иона – комплексообразователя (sp 3 d 2 – гибридизация), то комплексный ион имеет октаэдрическое строение иона.

Во многих комплексных соединениях связь между центральным ионом(атомом) и лигандами обусловлена как силами электростатического притяжения, так и в образующееся связью за счёт не поделённых электронных пар комплексообразователя и свободных орбиталей лигандов.

Схема 2. Строение комплексных соединений

Способность элемента к образованию комплексных соединений относится к важнейшим его химическим свойствам. Она зависит от строения внешнего электронного уровня атома элемента и определяется его положением в периодической системе Д.И. Менделеева. Как правило, комплексообразователями являются атомы или чаще ионы металлов, имеющие достаточное число свободных орбиталей.

При образовании химических связей комплексообразователи выполняют роль акцепторов. При этом если комплексообразователь представляет для связи S- орбитали, то образуются только, δ — связи, если p – орбитали, то δ — и – связи и если p-, d- или f- орбитали, то δ – и – связи.

Лигандами в комплексных соединениях могут служить анионы: F — ; OH — ; CN — ; SCN — ; NO — 2 ; CO 3 2- ; C 2 O 4 2- и т.д., нейтральные молекулы: H 2 O, NH 3 , CO, NO, F 2 , N 2 , H 4 и т.д. Почти все лиганды обладают одной или несколькими не поделёнными парами электронов (NH 3 , H 2 O, F — , OH — ), иногда лигандами являются молекулы, не содержащие не поделённых пар, но имеющие электроны, участвующие в образовании – связи, донорные свойства лигандов реализуются за счет их S- и P- орбиталей, акцепторные – за счёт вакантных p- и d- орбиталей.

В зависимости от природы лиганда различает аквакомплексы (лиганды – молекулы H 2 O), например, [C 2 (H 2 O) 6 ]Cl 3 , аммиакаты – [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 ;

гидроксосоединения – (лиганды – ионы OH — ) – K 2 [Zn(OH) 4 ]; ацидокомплексы – лиганды-

— кислотные остатки, например, K 2 [HgJ 4 ]. Известны соединения смешанного типа:

[Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ]Cl.

3. Номенклатура комплексных соединений.

В настоящее время общепринята рациональная номенклатура, основанная на рекомендациях Международного союза по чистой и прикладной химии. При составлении названия комплексного соединения надо пользоваться следующими правилами:

1. Первым в именительном падеже называется анион, а потом в родительском – катион, независимо от того, который из них является комплексным.
2. При составлении названия комплексного соединения сначала перечисляют в порядке увеличения их сложности лиганды-анионы, затем лиганды-молекулы и, наконец, лиганды-катионы, а затем указывают центральный атом. Если центральный атом входит в состав комплексного катиона, то используется русское название элемента, а в скобках указывают степень его окисления. Если же центральный атом входит в состав комплексного аниона, то употребляют латинское название этого элемента, перед ним римской цифрой обозначают степерь окисления, а в конце прибавляют суффикс – ат-.
3. К названиям лигандов-анионов прибавляют окончание –о. (Cl — — хлоро, CN — — циано). Название центральных лигандов, за исключением воды «акво», окончание –о не имеют (например, комплексного связанная молекула NH 3 называется амин).
4. Число лигандов, присоединённых к комплексообразователю, указывают приставками: моно- (эта приставка обычно опускается), ди-, три-, тетра- и т.д. (образованными от греческих числительных).

Методические указания по организации и проведению лабораторных работ по дисциплине ЕН.03. Химия с обучающимися очной формы обучения специальности 19.02.03. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий (стр. 14 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

*1. Как можно обнаружить Cl — и SO42- при их совместном присутствии в растворе? Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Напишите формулу гексахлороплатината (IV) калия, составьте уравнение диссоциации этого соединения и поясните состав молекулы.

3. В растворе [H+] = 10-3 моль/л. Вычислите рН и [ОН-] в данном растворе. Определите характер среды раствора.

*1. Как практически можно разделить присутствующие в растворе Br- и CO32-ионы? Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Назовите комплексное соединение [Cr(H2O)6]Cl3, напишите уравнение его диссоциации, поясните состав молекулы и определите степень окисления иона-комплексообразователя.

3. Вычислите растворимость иодида серебра в моль/л и в г/л.

*1. Как практически установить, присутствуют ли в исследуемом растворе анионы первой группы? Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Напишите формулу хлорида тетраамминцинка (II). Составьте схему его диссоциации и поясните состав молекулы.

3. Вычислите произведение растворимости Ag2C2O4, если растворимость этого соединения 3,27 ∙ 10-2 г/л.

*1. Как можно обнаружить NO3- и SO32- при их совместном присутствии в растворе? Напишите соответствующие уравнения реакций.

2. Назовите комплексное соединение Ca[Al(OH)5 H2O], напишите уравнение его диссоциации, поясните состав молекулы и определите степень окисления иона-комплексообразователя.

3. В водном растворе рН = 2. Рассчитайте концентрацию Н+. Какое вещество нужно добавить к этому раствору, чтобы рН стал равен 7?

Тема: «Качественные реакции неорганических и органических веществ»

Наименование работы: «Анализ соли, растворимой в воде»

Цель: идентифицировать неизвестное вещество (обнаружить катион и анион), используя групповые и характерные реакции ионов

Приобретаемые умения и навыки: применение основных законов химии для решения задач в области профессиональной деятельности; описание процессов, лежащих в основе производства продовольственных продуктов уравнениями химических реакций; использование лабораторной посуды и оборудования, экономичное расходование реактивов; выполнение качественных реакций на неорганические вещества и ионы; соблюдение правил техники безопасности при работе в химической лаборатории.

Формируемые компетенции: ОК: 1 – 9; ПК: 1.2., 2.1.,3.1.,4.1.

Норма времени: 2 часа

Оснащение рабочего места: инструкционные карты, периодическая система

, таблица растворимости, таблица значений констант диссоциации электролитов, калькуляторы, таблица значений ПР и растворимости слабых электролитов, калькуляторы, набор химических реактивов и лабораторного оборудования

Литература: Беляева и упражнения по общей и неорганической

химии. – М.: Просвещение, 2012.

Васильев химия. – М.: Дрофа, 2015.

Глинка химия. – М.: Интеграл – Пресс, 2012.

Глинка и упражнения по общей химии. – М.:

Интеграл – Пресс, 2014.

Ерохин . – М.: Академия, 2011.

Золотов аналитической химии. Задачи и вопросы.

– М.: Высшая школа, 2014.

Ищенко химия. – М.: Академия, 2014.

Логинов химия. – М.: Просвещение, 2015.

Контрольные вопросы при допуске:

1. Каковы задачи качественного анализа? Какие реакции используются в качественном

анализе для идентификации ионов? Каковы их отличия?

2. Сколько групп катионов насчитывается в качественном анализе? Охарактеризуйте

катионы первой и второй группы.

3. Что объединяет катионы третьей аналитической группы?

4. Что отличает катионы четвертой группы от катионов пятой группы?

5. Какие катионы входят в состав шестой аналитической группы, какая реакция позволяет

6. Какова аналитическая классификация анионов? Дайте характеристику первой группы

7. Какая реакция позволяет отличить анионы второй аналитической группы от третьей?

Содержание работы и последовательность

Наименование оборудования и инструмента

Инструкционные указания и тех. требования

Задание 1. Идентификация неорганических соединений

Подготовьте вещество к анализу. Для этого поместите анализируемую соль в чистую пробирку, прилейте дистиллированную воду до середины пробирки, растворите соль, встряхивая пробирку. Полученный раствор используйте для проведения качественного анализа:

а) составьте план распознавания отдельных аналитических групп катионов и анионов (проверьте правильность действий у преподавателя);

б) опытным путем определите, к какой аналитической группе принадлежат катион и анион исследуемой вами соли;

в) проведите характерные реакции и определите формулу исследуемой соли;

г) напишите уравнения реакций, назовите все полученные вещества

Штатив с пробирками, спиртовка, спички, держатель, лакмус, растворы: соляная кислота, серная кислота, гидроксид натрия, гидроксид аммония, нитрат серебра, хлорид бария

с кислотами, щелочами и спиртовкой!

Обнаружение каждого иона проводить в

новой порции раствора

Ознакомиться с инструкционной картой, выполнить опыты, аккуратно оформить отчет

анализа, составьте уравнения всех происходящих реакций,

дайте названия всем полученным веществам, сформулируйте

Основные методы классического количественного анализа

Тема 3.1. Титриметрический анализ

В титриметрическом анализе количественное определение компонентов в исследуемом образце осуществляют точным измерением объема раствора одного или двух веществ, вступающих между собой в реакцию, концентрация одного из них обязательно должна быть точно известна.

Способы выражения концентрации раствора:

1. Массовая доля растворенного вещества – это отношение массы растворенного вещества к массе раствора.

2. Молярная концентрация растворенного вещества – это отношение количества растворенного вещества к объему раствора.

Cм(А) = ——— , где н(A) = ——— , значит Cм(А) = ——————

V(р-ра) М(А) V(р-ра) ∙ М(А)

единицы измерения молярной концентрации – [моль/л = М]

3. Титр растворенного вещества – это масса растворенного вещества, содержащаяся в 1 мл раствора.

4. Молярная концентрация эквивалентов растворенного вещества (нормальность раствора) – это отношение числа эквивалентов растворенного вещества к объему раствора.

Cэ(А) = ——— , где n(A) = ——— , значит Cэ(А) = ——————,

V(р-ра) Мэ(А) V(р-ра) ∙ Мэ(А)

единицы измерения молярной концентрации – [моль/л = Н]

Эквивалент вещества – это условная единица измерения количества вещества, пропорциональная 1 моль атомов водорода (для реакций обмена) или 1 моль электронов (для окислительно-восстановительной реакции).

Титр, молярная концентрация и нормальность раствора соотносятся следующим образом:

Т(А) ∙ 1000 Т(А) ∙ 1000

Растворы, используемые в титриметрическом анализе:

1. Рабочий – раствор с приблизительной концентрацией.

2. Стандартный (титрант) – раствор с точно установленной концентрацией (концентрация определяется в процессе титрования).

3. Установочный – раствор с точной концентрацией, которая не изменяется с течением времени.

При анализе чаще всего стандартный раствор помещают в измерительный сосуд, называемый бюреткой, и осторожно, маленькими порциями приливают его к исследуемому раствору до тех пор, пока тем или иным способом не будет установлено окончание реакции. Эта операция называется титрованием.

Момент окончания реакции в титриметрическом анализе называется точкой эквивалентности.

В этот момент количества прореагировавших веществ строго эквивалентны. Точку эквивалентности можно зафиксировать следующими способами:

1. По изменению окраски индикаторов (фенолфталеин, метиловый оранжевый, лакмус и др.).

2. По изменению окраски одного из растворов реагирующих веществ

3. При помощи приборов (рН-метр)

Расчет концентрации исследуемого раствора проводят с использованием закона эквивалентов:

вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.

n (A) = n (B), n(А) = Cэ(А) ∙ V(р-ра А), n(В) = Cэ(В) ∙ V(р-ра В), значит

Cэ(А) ∙ V(р-ра А) = Cэ(В) ∙ V(р-ра В)

Классификация методов титриметрического анализа:

1. По типу химической реакции:

1.1. кислотно-основный метод – основан на реакции нейтрализации;

1.2. редоксиметрический метод – основан на реакции окисления-

1.3. метод осаждения – основан на реакции, сопровождающейся

образованием малорастворимого продукта реакции;

Составление формул комплексных соединений и их номенклатура

Решение задач по химии на диссоциацию комплексных ионов

Задание 310
Из сочетания частиц Сг 3+ , Н₂О, Сl — и K + можно составить семь координационных формул комплексных соединений хрома, одна из которых [Сг(Н₂O)₆]Сl₃. Составьте формулы других шести соединений и напишите уравнения их диссоциации в водных растворах.
Решение:
Формулы комплексных соединений:

1. [Сr(H₂O)₆]Cl₃ – хлорид гексааквахрома(III);
2. [Сr(H₂O)₅Cl]Cl₂ – хлорид лоропентааквахрома(III);
3. [Сr(H₂O)₄Cl₂]Cl – хлорид дихлоротетрааквахрома(III);
4. [Сr(H₂O)₃Cl₃] – трихлоротриаквахром;
5. К[Сr(H₂O)₂Cl₄] – тетрахлородиаквахромат(III) калия;
6. К₂[Сr(H₂O)Cl₅] – пентахромоаквахромат(III) калия;
7. К₃[СrCl₆]- гексахлорохромат(III) калия.

Задание 311
Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений кобальта:
3NaNO₂ • Co(NO₂)₃; СоCl₃ • 3NH₃•2H₂O; 2KNO₂ •NH₃ •Co(NO₂)₆. Координационное число кобальта (III) равно шести. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах.
Решение:
Формулы координационных соединений

Задание 317
Составьте координационные формулы следующих комплексных соединений платины (II), координационное число которой равно четырем: РtCl₂ . 3NH₃; РtCl₂ . NH₃ . KCl; РtCl₂ . 2NH₃. Напишите уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах Какое из соединений является комплексным неэлектролитом?
Решение:
Координационные формулы соединений:

а) РtCl₂ . 3NH₃ – [Pt(NH₃)_3Cl]Cl – хлорид монохлоротриамминплатина(II);
б) РtCl₂ . NH₃ . KCl – K[Pt(NH₃)Cl₃] – трихлороамминплатинат(II) калия;
в) РtCl₂ . 2NH₃ – [Pt(NH₃)₂Cl₂] – дихлородиамминплатина.

Уравнения диссоциации комплексных соединений в водных растворах:

а) [Pt(NH₃)_3Cl]Cl ⇔ [Pt(NH3)3Cl] + + C l -;
б) K[Pt(NH₃)Cl₃] ⇔ K + + [Pt(NH3)Cl3] — ;
в) [Pt(NH₃)₂Cl₂] — неэлектролит, поэтому не диссоциирует.