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实验八 配位化合物

实验八 配位化合物. 配位化合物的基本概念关知识. 定义 组成 稳定常数 平衡移动原理. 一、配位化合物的定义 实验： 1.CuSO 4 + NaOH == Cu(OH) 2 ↓ CuSO 4 + BaCl 2 == BaSO 4 ↓. 3. 结论 Cu 2+ 和 NH 3 结合生成了一种非常稳定，难以电离的复杂离子 -[Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ ( 配离子 ) ，对应的化合物是 [Cu(NH 3 ) 4 ]SO 4 ( 配位化合物，简称配合物 ) 。.

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实验八 配位化合物

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Presentation Transcript

  1. 实验八 配位化合物

  2. 配位化合物的基本概念关知识 定义 组成 稳定常数 平衡移动原理

  3. 一、配位化合物的定义 实验： 1.CuSO4 + NaOH == Cu(OH)2↓ CuSO4 + BaCl2 == BaSO4↓

  4. 3.结论 Cu2+和NH3结合生成了一种非常稳定，难以电离的复杂离子-[Cu(NH3)4]2+ (配离子)，对应的化合物是[Cu(NH3)4]SO4(配位化合物，简称配合物)。

  5. 配合物的定义：由中心离子或原子（形成体）与一定数目的分子或离子（配位体）以配位键结合而成的复杂离子--配合单元（配离子）,含配合单元的化合物叫配合物。配合物的定义：由中心离子或原子（形成体）与一定数目的分子或离子（配位体）以配位键结合而成的复杂离子--配合单元（配离子）,含配合单元的化合物叫配合物。 在溶液中，内外界之间是完全解离的。如在水溶液中： [Cu(NH3)4]SO4 == [Cu(NH3)4]2+ + SO42-

  6. KCl·MgCl2·6H2O ; KAl(SO4)2·12H2O （晶体和水溶液中均无复杂离子） 复盐：由两种或两种以上同种晶型的简单盐类所组成的化合物。 LiCl·CuCl2·3H2O—配合物 （晶体中存在复杂离子：CuCl3-) 配合物与复盐的区别 ⑴ 晶体或溶液中有无复杂离子 ⑵ 复杂离子中有无配位键

  7. 二、配位化合物的组成 离子键 配位键 [Cu(NH3)4 ] SO4 中心离子 配位原子 配 位 体 配 体 数 外界 内界（配阳离子）

  8. 三、配位化合物的稳定常数 f --formation d-- dissociation

  9. 四、平衡移动原理 改变中心离子或配位体的浓度会是平衡发生移动。 如加入沉淀剂、其它配位体、改变溶液的浓度、溶液的酸度等条件，配位平衡将发生移动。

  10. 一、教学目的 学生通过实验 • 1、比较配离子和简单离子的区别，了解配合物的组成，加深对配位化合物特征的理解； • 2、了解酸碱平衡、沉淀平衡与配位平衡的相互影响，比较配离子的稳定性； • 3、初步掌握利用常见的配位反应分离鉴定混合离子的思路。

  11. 二、教学重点 1、 配合物与简单离子的性质差别; 2、 配离子的稳定性; 3、初步了解情况分离鉴定金属离子的方案设计。 三、教学难点 1、酸碱平衡、沉淀平衡与配位平衡的相互影响； 2、比较配离子的稳定性。

  12. 四、实验内容 1、配离子与简单离子的性质比较 （1）CuSO4与少量氨水反应，生成Cu2(OH)2SO4 ↓ ，当氨水量足够大时，才生成 [Cu(NH3)4]2+，反应式： 2Cu2+（蓝色）+SO42- +2NH3•H2O == Cu2(OH)2SO4↓(浅蓝)+2NH4+ Cu2(OH)2SO4 +8NH3 =2[Cu(NH3)4]2+ +SO42- + 2OH- 深蓝 所得溶液保留，2（1）实验须用。

  13. （2) AgCl 溶解于氨水 • 需要选择合适的反应物和反应物浓度 • 0.5 ml 0.1 mol/L AgNO3逐滴加入0.1 mol/L NaCl至沉淀完全，再逐滴加入6 mol/L氨水，直至完全溶解。 • AgCl = Ag+ + Cl- (1) • Ag+ + 2 NH3 = [Ag(NH3)2] + (2) • (1)+(2) 得：AgCl + 2 NH3 = [Ag(NH3)2] + + Cl- Kθsp=1.77×10-10；Kθf=1.12×107 K =Kθf ·Kθsp=2×10-3

  14. (3) Hg2+与Sn2+, Hg2+与I- Hg2+可氧化Sn2+, 2 Hg2+ + Sn2+ + 2Cl- = Sn4+ + Hg2Cl2 ↓(白) Hg2Cl2 + Sn2+ = 2Hg↓(黑) + Sn4+ + 2Cl- 此反应可用来检验Hg2+和Sn2+ Eθ(Hg2Cl2 / Hg) = 0.268V > Eθ（Sn4+/ Sn2+）= 0.151V

  15. Hg2+不能够氧化I-，两者的反应生成 HgI2桔红色沉淀，I-过量时，生成无 色[HgI4]2-配离子。 • Hg2+ + 2 I- = HgI2 ↓ (桔红) • HgI2 + 2I- = [HgI4]2- • 因为Eθ([HgI4]2- / Hg ) < Eθ( Sn4+/ Sn2+)，所以[HgI4]2-不足以氧化Sn2+。

  16. (4) FeCl3 NaOH K3[Fe(CN)6] • Fe3+ + OH- = Fe(OH)3 ↓ (棕色), Kspθ=2.64×10－39 • 只要离子积Q > Kspθ平衡向右移动，生成沉淀; • Fe3+ + 6 CN- =[Fe(CN)6]3-, Kf = 1 × 1042。 • [Fe(CN)6]3- + 3OH- = Fe(OH)3 ↓ + 6 CN- • k = 1/(Kθsp Kθf) = 3.8× 10 -4, 反应正向进行生成沉淀的可能性很小。 • 结论：配合物的颜色、溶解度和氧化还原性与简单离子有较大差别。

  17. 2. 配合物的组成 (1) 证明Cu2+在内界选2.0mol/L NaOH，证明SO42-在外界选0. 1mol/L BaCl2 • 不选Na2S的理由：可生成CuS沉淀。 • ksp CuS=1.27×10-36；Kfθ=2.09×1013 (2) 5滴0.1 mol/L FeCl3 + 5滴0.1 mol/ L 磺基水杨酸（H2Sal）混合溶液为弱酸性，生成配合物为红色 ( [Fe(Sal)2(H2O)2]-)，HClO4减小溶液的pH值，溶液变为紫红色([Fe(Sal)(H2O)4]+)。

  18. (3) 1cm31mol·dm3CoCl2加热 The following equilibrium is observed: The Co(H2O)62+complex is pink, and the[ Co(H2O)2Cl4]2-complex is blue. pink blue

  19. 氯化钴CoCl2·6H2O • 在受热脱水过程中，伴随着颜色的变化： • 利用这一特性指示出干燥剂硅胶的吸水程度。 • 硅胶 • 变色硅胶是将无色硅胶用CoCl2溶液浸泡后，再烧干而获得的蓝色胶状半透明颗粒。硅胶有吸水性，当蓝色硅胶吸水后，由于CoCl2与水结合，逐渐变成粉红色，表示硅胶吸水已达饱和，必须烘干至蓝色出现方可使用。

  20. 填空题 • 变色硅胶能变色是因为含有 ,吸水后颜色由 变 。 • 变色硅胶能变色是因为含有CoCl2,吸水后颜色由 蓝色变 粉红色。

  21. 3. 离子的解离及稳定性比较 (1)在一支试管(离心试管)中，做如下实验 • Ag+ Cl - AgCl [Ag(NH3)2] + • AgCl + 2 NH3 = [Ag(NH3)2] + + Cl- Kf θ( [Ag(NH3)2] + ) = 1.12 × 107 , Kspθ (AgCl) = 1.77×10-10, K = Kspθ· Kfθ = 2 × 10-3, 能进行，但反应不完全，应加大氨水的浓度。

  22. [Ag(NH3)2] + 加入Br - [Ag(NH3)2] + + Br- =AgBr↓+ 2NH3, Kfθ ( [Ag(NH3)2] + ) = 1.12 × 107 , • Kspθ (AgBr) =5.35×10-13, • K = 1/(Ksp·Kf) = 1.7 × 105, 反应倾向大。

  23. AgBr 加入 S2O32- • AgBr + 2 S2O32- = [Ag(S2O3)2] 3- + Br -, K= 15, • 能进行，但反应不完全，应加大S2O32-浓度。 • [Ag(S2O3)2] 3- 加入 I- • [Ag(S2O3)2] 3- + I- = AgI ↓ + 2S2O32-, K = 400, • 反应倾向大。

  24. (2) Fe3+与SCN-可生成血红色[Fe(NCS)n]3-n, 加入F- 变为无色[FeF6]3-

  25. 4.利用配位反应分离鉴定金属离子 • ( 1 ) 设计Ni2+、Co2+、Zn2+的鉴定反应 • （2）设计 Ag+、Cu2+、Al3+分离鉴定

  26. (1) 参考方法一

  27. Ni2+、Co2+、Zn2+ 6mol/L NaOH,过量 离心分离 溶液 沉淀 Ni(OH)2、 Co(OH)2 [Zn(OH)4]- ＋ 6mol/L HCl溶解 +丁二酮肟 （1％） 粉红色沉淀 示有Zn2+ 沉淀 溶液 Co2+ 红色沉淀 ＋6mol/L HCl + 0.1mol/LKSCN 示有Ni2+ 蓝色溶液 示有Co2+ 参考方法二 ＋二苯硫腙

  28. (2) 参考方法一

  29. (2) 参考方法二

  30. 六、实验习题 1．实验中有哪些因素能使配位平衡发生移动？ 浓度、温度、沉淀剂和其它配位剂的加入等。 2．SO42-、Cl-都是无色的，为什么CuSO4、CuCl2的浓溶液的颜色略有差别 CuSO4浓溶液中Cu2＋以 [Cu(H2O)4]2＋存在，显蓝色，而CuCl2浓溶液中Cu2+主要以[Cu(Cl)4]2-存在，显绿色。

  31. 3．要使本实验3(1)中生成的AgI再溶解可用什么配位剂？用Kf和Ksp数据说明之。

  32. 可用KCN，Kf ( [Ag(CN)2] - ) = 2.48 × 1020 • AgI + 2 CN- = [Ag(CN)2] - + I-, • K = Kspθ· Kfθ • = 8.51 × 10-17 × 2.48 × 1020 • = 2.1×104 • 反应倾向大。

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