Podstawy chemii - Cw 5 - Związki kompleksowe.docx

1.      Sole to związki chemiczne, które w stanie stałym zbudowane są z kationów metali i anionów reszt kwasowych. Ogólny wzór to;

MmnRnm

M – kation prosty metalu, np. Na+, Ca2+  lub kation złożony (NH+4)

R – reszta kwasowa

2.      Sole możemy podzielić na:

a)      Sole obojętne – powstają gdy wszystkie jony wodoru z kwasu są zastąpione przez jony metalu (lub jony amonowe). Składają się wyłącznie z kationów i reszty kwasowej

b)     Wodorosole – sole powstające, gdy nie wszystkie jony wodorowe kwasu są zastąpione przez jony metalu. Składają się z kationów, jednego lub dwóch jonów wodorowych i reszty kwasowej. Zazwyczaj mają odczyn kwaśny, choć niektóre z nich tworzą też roztwory zasadowe.

c)      Hydroksysole – sole zawierające wodorotlenki lub tlenki metalu, jon metalu i resztę kwasową. Powstają gdy wodorotlenek nie zostaje całkowicie zobojętniony przez kwas.

3.      Otrzymywanie soli:

a)      Kwas + wodorotlenek ↔ sól + H2O

b)     Metal + kwas ↔ sól + H2↑

c)      Tlenek kwasowy + wodorotlenek ↔ sól + H2O

d)     Tlenek zasadowy + kwas ↔ sól + H2O

e)      Tlenek zasadowy + tlenek kwasowy ↔ sól

f)       Metal + niemetal ↔ sól (beztlenowa)

4.      Sole podwójne to sole, które zawierają w cząsteczce więcej niż jeden rodzaj kationów lub  anionów.

5.      Ałuny są to podwójne siarczany (VI) jedno- i trójwartościowego metalu.

Ogólny wzór to:

X2SO4*Y2(SO4)3*24H2O

6.      Sól podwójna a związek kompleksowy

Sole podwójne w roztworze wodnym całkowicie dysocjują na poszczególne jony, natomiast związki kompleksowe, a dokładniej ich jony kompleksowe dysocjują w nieznacznym tylko stopniu.

7.      Budowa związków kompleksowych

W jonie kompleksowym jeden z atomów, przeważnie metal, w stosunku do pozostałych zajmuje położenie centralne i wykazuje zdolność do przyłączania innych atomów zwanych ligandami za pomocą wolnych par elektronowych. Tworzą się wówczas wiązania koordynacyjne. Liczba ligandów połączonych z atomem centralnym to liczba koordynacyjna.

8.      Izomerami nazywamy związki o jednakowym wzorze sumarycznym, a o różnej strukturze przestrzennej.

W związkach koordynacyjnych z powodu skomplikowanej budowy wielu z nich – różnych rodzajów wiązań i rozmieszczenia atomów – występują liczne rodzaje izomerii:

a)      Jonizacyjna

b)     Hydratacyjna

c)      Wiązań

d)     Koordynacyjna

e)      Rozmieszczenia

f)       Geometryczna

g)     Optyczna

9.      Trwałość związków kompleksowych wynika z przyciągania między jonem centralnym a ligandem. Z dwóch związków koordynacyjnych utworzonych z tym samym ligandem przez jony tego samego metalu na różnych stopniach utlenienia niemal zawsze trwalszy jest ten, w którym ładunek jonu centralnego jest wyższy.

10.  Stałe trwałości i nietrwałości

M + nL ↔ MLn

β1= MLnMLn- stała trwałości

MLn ↔ M + nL

K = [M][L]n[MLn]- stała nietrwałości

M – atom centralny

L – ligand

11.  Trwałość kompleksów zależy między innymi od:

a)      Ładunku i wymiarów jonu metalu – im mniejsze wymiary i większy ładunek, tym trwalszy kompleks

b)     Zasadowości ligandy – im większa zasadowość ligandy, tym większa skłonność do tworzenia trwałych kompleksów

c)      Efektu chelatowania

Ćwiczenie

Doświadczenie 1

Obserwacje:

Probówka I – czarny metaliczny osad

Probówka II – szarozielony osad

Probówka III – brak widocznych zmian

Probówka IV – brak widocznych zmian

Równania reakcji:

I – Fe[NH4]2[SO4]2+ [NH4]2S ↔FeS↓ +2[NH4]2SO4

II – Fe[NH4]2[SO4]2+ 2NaOH ↔Fe[OH]2↓ + Na2SO4+[NH4]2SO4

III – K4FeCN6+ NH42S ↔X

IV – K4FeCN6+4NaOH ↔ Na4FeCN6+4KOH

Doświadczenie 2

Obserwacje:

Probówka I – brak widocznych zmian

Probówka II– brak widocznych zmian

Probówka III – biały osad

Probówka IV – biały osad

Probówka V– brak widocznych zmian

Probówka VI – fioletowy osad

Równania reakcji:

I

II

III

IV

V

VI