chemia stosowana I temat zwizki kompleksowe tworzenie hydratw

chemia stosowana I temat: związki kompleksowe

tworzenie hydratów soli Mg. Cl 2· 6 H 2 O [Mg(H 2 O)62+](Cl–)2 Fe. Cl 3· 6 H 2 O [Fe(H 2 O)63+](Cl–)3 KAl(SO 4)2· 12 H 2 O [K(H 2 O)6+][Al(H 2 O)63+](SO 42–)2 Ni. SO 4· 7 H 2 O [Ni(H 2 O)62+](SO 42–)(H 2 O)

pojęcia podstawowe Fe 3+ + 6 CN– [Fe(CN)6]3– ligand - L atom centralny, metal - M [Fe(CN)6]3– – jon kompleksowy K 3[Fe(CN)6] – związek kompleksowy, koordynacyjny, zespolony

struktura przestrzenna kompleksów LK - liczba koordynacyjna LK = 2, liniowa LK = 4, płasko-kwadratowa LK = 4, tetraedryczna LK =6, oktaedryczna

zdolność do tworzenia kompleksów 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

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–): [Fe. F 6]3–, [BF 4]–, [Si. F 6]2– jony chlorkowe (Cl–): [Sn. Cl 6]2–, [Au. Cl 4]–, [Pt. Cl 6]2– rozpuszczanie metali szlachetnych przez wodę królewską (HNO 3 + HCl) jony jodkowe (I–): [Cd. I 4]2–, [Bi. I 4]–, [Hg. I 4]2– Ligandy z wodorem: jony wodorkowe (H–): [Al. H 4]–, [BH 4]– silne reduktory Li. Al. H 4, Na. BH 4

przegląd ligandów Ligandy z tlenem: woda (H 2 O) jony hydroksylowe (OH–): [Al(OH)4]–, [Sn(OH)3]–, [Zn(OH)4]2– jony węglanowe (CO 32–), jony fosforanowe (PO 43–), jony siarczanowe(VI) (SO 42–), jony siarczanowe(IV) (SO 32–) jony azotanowe(III) (nitrito-O) ( ONO): [Co(ONO)6]3– jony karboksylanowe (RCOO–): [Pb(CH 3 COO)4]2– jony tlenkowe (O 2–): [Cr. O 4]2–, [Mn. O 4]– nadtlenek wodoru (H 2 O 2): [Ti. O(H 2 O 2)]2+ jony nadtlenkowe (O 22–): [Cr. O(O 2)]

przegląd ligandów Ligandy z siarką: jony tiosiarczanowe (S 2 O 32–): [Ag(S 2 O 3)2]3–, stosowany jako utrwalacz fotograficzny jony siarczkowe (S 2–): [As. S 3]3–, [Sb. S 3]3–, [Sn. S 3]2– jony rodankowe (tiocyjano-S) ( SCN–) [Fe(SCN)6]3–, [Co(SCN)4]– Ligandy z węglem: jony cyjankowe (CN–): [Ag(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 (NH 3): [Ag(NH 3)2]+, [Cu(NH 3)4]2+, [Zn(NH 3)4]2+ odczynnik Schweitzera (rozpuszcza celulozę): Cu(OH)2 + 4 NH 3 [Cu(NH 3)4]2+(OH–)2 hydrazyna (N 2 H 4), hydroksyloamina (NH 2 OH), jony rodankowe (tiocyjano-N) (SCN– ), jony azydkowe (N 3–) jony azotanowe(III) (nitrito-N) ( NO 2) etylenodiamina (en = NH 2 CH 2 NH 2): [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

ligandy chelatowe (kleszczowe) 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 wielokleszczowe trietylenotetraamina (trien) trietanoloamina (tea) kwas winowy (tartrate) kwas cytrynowy (citrate)

EDTA kwas etyleno_di_amino_terta_octowy (EDTA) Trwałość kompleksów chelatowych jest znacznie większa. EDTA tworzy kompleksy nawet z Mg 2+ lub Ca 2+. Służy m. in. do oznaczania stopnia twardości wody.

izomerie związków kompleksowych izomeria jonowa: [Co(NH 3)5(SO 4)]Br - [Co(NH 3)5 Br]SO 4 izomeria hydratacyjna: [Cr(H 2 O)6]Cl 3 - [Cr(H 2 O)5 Cl]Cl 2·H 2 O - [Cr(H 2 O)4 Cl 2]Cl· 2 H 2 O izomeria wiązaniowa: jony pentaamina(nitrito-N)kobaltu(III) [Co(NH 3)5(NO 2)]2+ jony pentaamina(nitrito-O)kobaltu(III) [Co(NH 3)5(ONO)]2+

izomerie związków kompleksowych stereoizomeria: • geometryczna • optyczna

izomerie związków kompleksowych

równowaga tworzenia kompleksu Fe 3+ + 6 CN– [Fe(CN)6]3– stała trwałości kompleksu: [Fe(CN)6]3– = C[Fe(CN) ] ____ 6 3– CFe ·C 6 CN 3+ – Fe 3+ + 6 CN– stała dysocjacji kompleksu: log = –log. K = p. K 6 C Fe ·C CN ____ 3+ K= – C[Fe(CN) ] 6 3–

równowagi stopniowe [Ni(H 2 O)6]2+ [Co(H 2 O)6]3+ [Ni(H 2 O)5(NH 3)]2+ . . [Ni(H 2 O)4(NH 3)2]2+ [Co(H 2 O)(NH 3)5]3+ [Ni(H 2 O)3(NH 3)3]2+ [Co(NH 3)6]3+ [Ni(H 2 O)2(NH 3)4]2+ [Ni(H 2 O)(NH 3)5]2+ [Ni(NH 3)6]2+ [Cr(NH 3)6]3+ [Cr. Cl(NH 3)5]2+ [Cr. Cl 2(NH 3)4]+ [Cr. Cl 3(NH 3)3] [Cr. Cl 4(NH 3)2]–

wpływ trwałości kompleksów na rozpuszczalność Ag. Cl/s/ Ag+ + Cl– p. Kso = 9, 96 CAg = 1, 05× 10– 5 M Ag. Br/s/ Ag+ + Br– p. Kso = 12, 4 CAg = 6, 31× 10– 7 M p. Kso = 16, 0 CAg = 1, 00× 10– 8 M p. Kso = 49, 5 CAg = 3, 98× 10– 17 M Ag. I/s/ Ag 2 S/s/ Ag+ + I– 2 Ag+ + S 2– + + zakładając początkowo CAg = 0, 01 M i CL = 0, 1 M + Ag+ + 2 NH 3 Ag+ + 2 S 2 O 32– Ag+ + 2 CN– [Ag(NH 3)2]+ [Ag(S 2 O 3)2]3– [Ag(CN)2]– 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 Ag. Cl rozpuszcza się już w (NH 4)2 CO 3 /aq/ (małe stężenie NH 3) Ag. Br rozpuszcza się w NH 3 /aq/ Ag. I nie rozpuszcza się w NH 3 /aq/, ale rozpuszcza w Na 2 S 2 O 3 /aq/ Ag 2 S nie rozpuszcza się w Na 2 S 2 O 3/aq/, ale rozpuszcza w KCN/aq/ + + +

równowagi w roztworach - podsumowanie Ag. NO 3 + CH 3 COONH 4 H 3 O+ + OH– ? NH 3 + H 3 O+ OH– + CH 3 COOH H 2 O, Ag+, NH 4+, NO 3–, H 3 O+ CH 3 COO– OH– NH 3 CH 3 COOH CH 3 COOAg /s/ Ag. OH /s/ [Ag(NH 3)2]+ CH 3 COOAg/s/ Ag. OH/s/ [Ag(NH 3)2]+