230 likes | 850 Views
chemia stosowana I. temat:. związki kompleksowe. MgCl 2 ·6H 2 O [Mg(H 2 O) 6 2+ ](Cl – ) 2. FeCl 3 ·6H 2 O [Fe(H 2 O) 6 3+ ](Cl – ) 3. KAl(SO 4 ) 2 ·12H 2 O [K(H 2 O) 6 + ][Al(H 2 O) 6 3+ ](SO 4 2– ) 2. NiSO 4 ·7H 2 O [Ni(H 2 O) 6 2+ ](SO 4 2– )(H 2 O). tworzenie hydratów soli.
E N D
chemia stosowana I temat: związki kompleksowe
MgCl2·6H2O [Mg(H2O)62+](Cl–)2 FeCl3·6H2O [Fe(H2O)63+](Cl–)3 KAl(SO4)2·12H2O [K(H2O)6+][Al(H2O)63+](SO42–)2 NiSO4·7H2O [Ni(H2O)62+](SO42–)(H2O) tworzenie hydratów soli
Fe3+ + 6 CN– [Fe(CN)6]3– pojęcia podstawowe ligand - L atom centralny, metal - M [Fe(CN)6]3– – jon kompleksowy K3[Fe(CN)6] – związek kompleksowy,koordynacyjny, zespolony
LK = 2, liniowa LK = 4, płasko-kwadratowa LK = 4, tetraedryczna LK =6, oktaedryczna struktura przestrzenna kompleksów LK - liczba koordynacyjna
gazy szlachetne - nie tworzą kompleksów niemetale - nie tworzą kompleksów metale I - tworzą jedynie nieliczne kompleksy metale II - tworzą kompleksy metale III - szczególnie łatwo tworzą liczne kompleksy zdolność do tworzenia kompleksów
przegląd ligandów Ligandami mogą być obojętne cząsteczki lub aniony zawierające atomy z wolnymi parami elektronowymi.W szczególności S, N, O, fluorowce (F, Cl, Br, I),a nawet C i H. Ligandy z fluorowcami (tylko proste aniony): jony fluorkowe (F–): [FeF6]3–, [BF4]–, [SiF6]2– jony chlorkowe (Cl–): [SnCl6]2–, [AuCl4]–, [PtCl6]2– rozpuszczanie metali szlachetnych przez wodę królewską (HNO3 + HCl) jony jodkowe (I–): [CdI4]2–, [BiI4]–, [HgI4]2– Ligandy z wodorem: jony wodorkowe (H–): [AlH4]–, [BH4]– silne reduktory LiAlH4, NaBH4
przegląd ligandów Ligandy z tlenem: woda (H2O) jony hydroksylowe (OH–):[Al(OH)4]–, [Sn(OH)3]–, [Zn(OH)4]2– jony węglanowe (CO32–), jony fosforanowe (PO43–),jony siarczanowe(VI) (SO42–), jony siarczanowe(IV) (SO32–) jony azotanowe(III) (nitrito-O) (ONO): [Co(ONO)6]3– jony karboksylanowe (RCOO–): [Pb(CH3COO)4]2– jony tlenkowe (O2–): [CrO4]2–, [MnO4]– nadtlenek wodoru (H2O2): [TiO(H2O2)]2+ jony nadtlenkowe (O22–): [CrO(O2)]
przegląd ligandów Ligandy z siarką: jony tiosiarczanowe (S2O32–): [Ag(S2O3)2]3–, stosowany jako utrwalacz fotograficzny jony siarczkowe (S2–): [AsS3]3–, [SbS3]3–, [SnS3]2– jony rodankowe (tiocyjano-S) (SCN–)[Fe(SCN)6]3–, [Co(SCN)4]– Ligandy z węglem: jony cyjankowe (CN–): [Ag(CN)2]–, [Au(CN)2]–, [Au(CN)4]–,[Cd(CN)4]2–, [Fe(CN)6]3–, [Fe(CN)6]4– ważne zastosowanie w galwanotechnice, ekstrakcja złota
przegląd ligandów Ligandy z azotem: amoniak (NH3): [Ag(NH3)2]+, [Cu(NH3)4]2+, [Zn(NH3)4]2+ odczynnik Schweitzera (rozpuszcza celulozę): Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+(OH–)2 hydrazyna (N2H4), hydroksyloamina (NH2OH), jony rodankowe (tiocyjano-N) (SCN–), jony azydkowe (N3–) jony azotanowe(III) (nitrito-N) (NO2) etylenodiamina (en = NH2CH2CH2NH2): [Cu(en)2]2+, [Cd(en)2]2+ odczynniki do rozpuszczania celulozy: CUEN [Cu(en)2]2+(OH–)2 CADOXEN [Cd(en)2]2+(OH–)2
etylenodiamina (en) jony szczawianowe (ox):[Fe(ox)3]3– dimetyloglioksym (dmg):[Ni(dmg)2] 1,10-fenantrolina (phen):[Fe(phen)3]2+ 8-hydroksychinolina (oxinate):[Al(oxinate)3] ligandy chelatowe (kleszczowe)
trietylenotetraamina (trien) kwas winowy (tartrate) trietanoloamina (tea) kwas cytrynowy (citrate) ligandy wielokleszczowe
kwas etyleno_di_amino_terta_octowy (EDTA) EDTA Trwałość kompleksów chelatowych jest znacznie większa. EDTA tworzy kompleksy nawet z Mg2+ lub Ca2+. Służy m.in. do oznaczania stopnia twardości wody.
izomerie związków kompleksowych • izomeria jonowa: • [Co(NH3)5(SO4)]Br - [Co(NH3)5Br]SO4 izomeria hydratacyjna: [Cr(H2O)6]Cl3 - [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O - [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O • izomeria wiązaniowa: • jony pentaamina(nitrito-N)kobaltu(III)[Co(NH3)5(NO2)]2+ • jony pentaamina(nitrito-O)kobaltu(III)[Co(NH3)5(ONO)]2+
izomerie związków kompleksowych • stereoizomeria: • geometryczna • optyczna
Fe3+ + 6 CN– [Fe(CN)6]3– C[Fe(CN)6]3– = ________ CFe3+·C6CN– CFe3+·C6CN– K = ________ C[Fe(CN)6]3– [Fe(CN)6]3– Fe3+ + 6 CN– równowaga tworzenia kompleksu stała trwałości kompleksu: stała dysocjacji kompleksu: log = –logK = pK
równowagi stopniowe [Co(H2O)6]3+ .. [Co(H2O)(NH3)5]3+ [Co(NH3)6]3+ [Ni(H2O)6]2+ [Ni(H2O)5(NH3)]2+ [Ni(H2O)4(NH3)2]2+ [Ni(H2O)3(NH3)3]2+ [Ni(H2O)2(NH3)4]2+ [Ni(H2O)(NH3)5]2+ [Ni(NH3)6]2+ [Cr(NH3)6]3+ [CrCl(NH3)5]2+ [CrCl2(NH3)4]+ [CrCl3(NH3)3] [CrCl4(NH3)2]–
AgCl/s/ Ag+ + Cl– AgBr/s/ Ag+ + Br– AgI/s/ Ag+ + I– Ag2S/s/ 2Ag+ + S2– Ag+ + 2NH3 [Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2S2O32– [Ag(S2O3)2]3– Ag+ + 2CN– [Ag(CN)2]– wpływ trwałości kompleksów na rozpuszczalność pKso = 9,96 CAg+ = 1,05×10–5 M pKso = 12,4 CAg+ = 6,31×10–7 M pKso = 16,0 CAg+ = 1,00×10–8 M pKso = 49,5 CAg+ = 3,98×10–17 M zakładając początkowo CAg+ = 0,01M i CL = 0,1 M log = 7,6 CAg+ = 3,9×10–8 M log = 12,8 CAg+ = 2,5×10–13 M log = 21,4 CAg+ = 6,2×10–22 M AgCl rozpuszcza się już w (NH4)2CO3 /aq/ (małe stężenie NH3) AgBr rozpuszcza się w NH3 /aq/ AgI nie rozpuszcza się w NH3 /aq/, ale rozpuszcza w Na2S2O3 /aq/ Ag2S nie rozpuszcza się w Na2S2O3/aq/, ale rozpuszcza w KCN/aq/
równowagi w roztworach - podsumowanie AgNO3 + CH3COONH4 H3O+ + OH– ? NH3 + H3O+ OH– + CH3COOH H2O, Ag+, NH4+, NO3–, CH3COO– H3O+ OH– CH3COOAg /s/ NH3 CH3COOH AgOH /s/ [Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)2]+ CH3COOAg/s/ AgOH/s/