Koordinační (komplexní) sloučeniny
Zopakovat pojmy – koordinační nebo-li komplexní částice (označení ve vzorci, centrální atom, ligand, koordinační číslo, vazba c. a. – ligand, vazba aniont – kationt, názvosloví)
Některé vlastnosti koordinačních sloučenin.
zbarvení (vodných roztoků) koordinačních částic (sloučenin),
stabilita koordinačních částic (sloučenin),
rozpustnost koordinačních sloučenin ve vodě.
Ad a) – zbarvení
Úkol č.1. Porovnejte zbarvení následujících krystalických sloučenin a jejich vodných roztoků: CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O, MnSO4.7H2O nebo MnCl2.4H2O, NiSO4.7H2O, ZnSO4.7H2O, CoSO4.7H2O a CrCl3.6H2O. Síran měďnatý CuSO4.5H2O a chlorid manganatý MnCl2.4H2O tvoří tetraaquakomplexní kationty, ostatní, z výjimkou posledního, hexaaquakomplexy.
Úkol č.2.
a) Filtrační papír navlhčíme roztokem CoSO4.7H2O, necháme uschnout a pak mírně zahříváme nad plamenem kahanu (pozor na možnost zapálení papíru) nebo necháme vysušit v sušičce při teplotě asi 80oC. Původně navlhčená místa jsou po usušení téměř bezbarvá, nebo světle růžová. Po zahřátí se zbarví modro-fialově.
b) V kelímku zahříváme postupně malá množství jiných zbarvených sloučenin (viz úkol č. 1) a současně pozorujeme změny zbarvení. Při zahřívání odstraňujeme krystalickou vodu.
Zapište vzorcem i názvem jednotlivé kationty (jednoduché i komplexní) s výjimkou posledního (chromitého),
Zbarvení vyžíhaných sloučenin porovnejte se zbarvením jejich vodných roztoků,
Co můžeme říci o složení CrCl3.6H2O v krystalické formě a v roztoku ? (z úkolu č.1.)
Změní zbarvení po odstranění (odpaření) koordinačně vázané vody u CrCl3.6H2O ?
Jak se liší zbarvení samotných kovových kationtů (bez koordinačně vázané vody) a aquaiontů, např. Cu2+ a [Cu(H2O)4]2+ nebo Cr3+ a [Cr(H2O)6]3+ ?
Formulujte závěr pro zbarvení komplexních sloučenin – co je příčinou jejich zbarvení ?
Mohou být zbarveny i ionty bezvodé ?
Ad b) – stabilita
Pár poznámek ke stabilitě komplexních částic.
Mírou stálosti koordinační částice je její disociační konstanta K, která se nazývá konstanta nestability /nestálosti/. Úplnou disociaci znázorňuje níže uvedena rovnice
[Me] [L]n
MeLn Me + n L , K =
[MeLn]
Veličina K se často nahrazuje její převrácenou hodnotou, označuje se písmenem (nebo
Kstab.) a nazývá se konstanta stability /stálosti/ komplexu.
1
Kstab ≡ =
K
Z výše uvedeného vztahu vyplývá, že čím je hodnota K nižší, tím vyšší je hodnota a komplexní částice je stabilnější (stálejší, pevnější, méně disociovaná).
Pro většinu komplexních částic je konstanta nestálosti K velmi nízká, komplexní částice jsou proto velmi stálé, ve vodném roztoku málo disociované. Této vlastnosti se často využívá k tzv. maskování iontů. Komplexně vázáné ionty kovu pak nelze dokázat běžnými analytickými reakcemi.
Např.:
konstanty nestability komplexu jsou:
K [Ag(NH3)2]+ = 1 . 10-6, K [Ag(CN)2]- = 1,41 . 10-19.
Který z uvedených komplexů je stabilnější? Jaká záměna ligandů je možná ? – odpovězte na základě úlohy č.3 a zdůvodněte.
Které z uvedených částic ve dvojicích –
[Cu(H2O)4]2+ a [Cu(NH3)4]2+ ; [Ni(H2O)6]2+ a [Ni(NH3)6]2+ mají větší stabilitu a proč ?
Úloha č. 3. K vodným roztokům CuSO4.5H2O a NiSO4.7H2O ve zkumavce (asi 1 ml) přidáváme po malých dávkách za stálého protřepávání roztok NH3 až vzniknou roztoky jiného zbarvení. Příslušné ionty aquakomplexů se změnily na ionty amminkomplexů.
Reakce zapište iontovými rovnicemi,
Proč se změnilo zbarvení roztoků ?
Co je příčinou průběhu výše uvedených dějů ?
Formulujte závěry – kdy dochází ke změně zbarvení komplexních částic (2 podmínky – záměna částic a stabilita komplexních částic).
Ad c) – rozpustnost komplexních sloučenin
Úloha č. 4. Do zkumavek připravte sraženiny AgCl, Cu(OH)2, Zn(OH)2 a Ni(OH)2 a přidávejte k ním roztok NH3 až vzniknou roztoky.
Zapište:
Iontové rovnice vzniku příslušných sraženin,
Stechiometrické i iontové rovnice reakcí sraženin s NH3 a názvy koord. sloučenin,
Rozdíl mezi připravenými nekomplexními a komplexními sloučeninami.
Formulujte na základě zjištěných skutečností závěr týkající se rozpustnosti komplexních sloučenin.
|
