Краткие теоретические положения.

Лабораторная работа № 1

Получение комплексных соединений

Краткие теоретические положения.

Соединения, в состав которых входят комплексные ионы, называются комплексными. Комплексные ионы состоят из центрального атома или иона, вокруг которого расположены другие ионы или полярные молекулы, способные к самостоятельному существованию в растворах и кристаллах. Центральный атом или ион называется комплексообразователем. Молекулы или ионы, расположенные около комплексообразователя, – лигандами. Число лигандов называется координационным числом комплексообразователя. Комплексообразователь и лиганды образуют внутреннюю сферу комплексного соединения. Остальные ионы, составляют внешнюю сферу комплексного соединения.

Например, комплексное соединение Fe(CN)₃×3KCN следует изображать таким образом: K₃[Fe(CN)₆], где Fe³⁺ – комплексообразователь, ионы CN^– – лиганды, [Fe(CN)₆]^{3 –} – внутренняя сфера комплекса, 3 К⁺ образуют внешнюю сферу комплекса.

Комплексные ионы кристаллогидратов часто окрашены. В этих случаях о разрушении и образовании комплекса можно судить по изменению окраски вещества.

В водных растворах комплексные соли, содержащие комплексный катион или анион, диссоциируют с образованием комплексных ионов, например:

.

Диссоциация таких солей на катионы и анионы протекает почти полностью. Комплексные ионы, в свою очередь, подвергаются вторичной диссоциации:

, (1)

. (2)

Диссоциация по такой схеме протекает в незначительной степени.

Применяя закон действия масс к равновесиям (1) и (2), получаем выражения констант неустойчивости комплексов:

,

.

Константа неустойчивости комплекса характеризует прочность (устойчивость) внутренней сферы комплексного соединения. В приведенных примерах комплекс [Ag(CN)₂ ] ^– более прочен, чем комплекс [Ag(NH₃)₂]⁺.

К комплексным соединениям относятся также и двойные соли, которые представляют собой соединения с малоустойчивой внутренней сферой. Обозначают их иначе, чем комплексные соединения, а именно как соединения молекул, например K₂SO₄×Al₂(SO₄)₃. Принципиальной же разницы между двойными солями и комплексными соединениями нет. В растворе двойной соли имеется некоторое количество и ком­плексных ионов (в приведенном выше примере) [A1(SO₄)₂]^–. Двойная соль отличается от комплексной соли лишь диссоциацией комплексного иона: у первой она практически полная, у второй – незначительная.

Двойные соли – довольно распространенные соединения. К ним относятся также соль Мора (NH₄)₂SO₄×FeSO₄×6H₂O, двойной хлорид калия и меди 2КСl×СuС1₂×2Н₂О и многие другие. Если, например, растворить в воде двойной хлорид калия и меди, то происходит диссо­циация

и все образовавшиеся в растворе ионы можно обнаружить с помощью соответствующих реакций. Но если это соединение рассматривать как комплексное, то его формулу надо изобразить как К₂[СuС1₄]×2Н₂О. Тогда диссоциацию К₂[СuС1₄]×2Н₂О можно записать уравнением

.

Образующийся комплексный ион [СuСl₄]^2– устойчив только в концентрированных растворах, и его константа неустойчивости при комнатной температуре выразится уравнением:

.

Сравнивая значение с константой нестойкости другого комплексного иона меди, например , равной 2×10^–13, видно, что больше на несколько порядков, а чем меньше константа неустойчивости комплекса, тем больше его устойчивость.

Цель работы: получить комплексные соединения; наблюдать изменения окраски при получении и разрушении комплексных соединений; изучить свойства двойных и комплексных солей.