实验十一 配合物的生成、性质与应用
配合物的生成和性质

配合物的生成和性质一、实验目的1、了解有关配合物的生成,配离子及简单离子的区别。
2、比较配离子的稳定性,了解配位平衡与沉淀反应、氧化还原反应以及溶液酸度的关系。
二、实验原理由一个简单的正离子和几个中性分子或其它离子结合而成的复杂离子叫配离子,含有配离子的化合物叫配合物。
配离子在溶液中也能或多或少地离解成简单离子或分子。
例如:[Cu(NH 3)4]2+配离子在溶液中存在下列离解平衡:32243NH 4Cu ])NH (Cu [+⇔++)])(([)()(243342++⋅=NH Cu C NH C Cu C K d 不稳定常数K d 表示该离子离解成简单离子趋势的大小。
配离子的离解平衡也是一种化学平衡。
能向着生成更难离解或更难溶解的物质的方向进行,例如,在[Fe(SCN)]2+溶解中加入F -离子,则反应向着生成稳定常数更大的[FeF 6]3- 配离子方向进行。
螯合物是中心离子与多基配位形成的具有环状结构的配合物。
很多金属的螯合物都具有特征的颜色,并且很难溶于水而易溶于有机溶剂。
例如,丁二肟在弱碱性条件下与Ni 2+生成鲜红色难溶于水的螯合物,这一反应可作检验Ni 2+的特征反应。
四、仪器及试剂1、 仪器试管、滴定管2、 试剂HgCl 2(0.1mol ·L -1)、KI(0.1 mol ·L -1)、NiSO 4(0.2 mol ·L -1)、BaCl 2(0.1mol ·L -1)、NaOH(0.1mol ·L -1)、1:1(NH 3·H 2O)、FeCl 3(0.1mol ·L -1)、KSCN(0.1 mol ·L -1)、K 3[Fe(CN)6](0.1 mol ·L -1)、AgNO 3(0.1mol ·L -1)、NaCl(0.1 mol ·L -1)、CCl 4、FeCl 3(0.5 mol ·L -1)、NH 4F(4 mol ·L -1)、NaOH(2mol ·L -1)、1:1H 2SO 4、HCl(浓)、NaF(0.1 mol ·L -1)、CuSO 4(0.1 mol ·L -1)、K 4P 2O 7(2 mol ·L -1)、NiCl 2(0.1 mol ·L -1)、NH 3·H 2O(2 mol ·L -1)、1%丁二肟、乙醚。
配合物的生成和性质实验报告大一

配合物的⽣成和性质实验报告⼤⼀配合物的⽣成和性质实验报告⼤⼀⼀、实验⽬的:1、了解有关配合物的⽣成与性质。
2、熟悉不稳定常数和稳定常数的意义。
3、了解利⽤配合物的掩蔽效应鉴别离⼦的⽅法。
⼆、实验原理:中⼼原⼦或离⼦与⼀定数⽬的中性分⼦或阴离⼦以配位键结合形成配位个体。
配位个体处于配合物的内界。
若带有电荷就称为配离⼦,带正电荷称为配阳离⼦,带负电荷称为配阴离⼦。
配离⼦与带有相同数⽬的相反电荷的离⼦(外界)组成配位化合物,简称配合物。
简单⾦属离⼦在形成配离⼦后,其颜⾊,酸碱性,溶解性及氧化还原性等往往和原物质有很⼤的差别。
配离⼦之间也可转化,⼀种配离⼦转化为另⼀种稳定的配离⼦。
具有环状结构的配合物称为螯合物,螯合物的稳定性更⼤,且具有特征颜⾊。
利⽤此类鳌合物的形成作为某些⾦属离⼦的特征反应⽽定性、定量地检验⾦属离⼦的存在。
仪器与试剂:H2SO4 (2mol.L-1)三、实验内容:1.配合物的⽣成(1) CuSO4 溶液中滴加NH3 H2O,先产⽣蓝⾊沉淀,继续滴加,蓝⾊沉淀溶解得⼀深蓝⾊溶液:Cu2+ + SO42- + 2NH3 =2NH4++Cu2(OH)2SO4↓Cu2(OH)2SO4 + 8NH3 = 2[Cu(NH3)4]2++ SO42-+2OH- 深蓝⾊溶液[Cu(NH3)4]2+分为四份:A:加碱:产⽣蓝⾊沉淀[Cu(NH3)4]2+ +2OH- = 4NH3 + Cu(OH)2↓再加酸:蓝⾊沉淀溶解Cu(OH)2+4H+ = Cu2+ +4H2OB:滴加BaCl2:产⽣⽩⾊沉淀[Cu(NH3)4]SO4+BaCl2 = BaSO4↓+[Cu(NH3)4]Cl2C: [Cu(NH3)4]SO4中加⼊1mL ⼄醇, 溶液呈浑浊。
D: [Cu(NH3)4]SO4备⽤在FeCl3中滴加NH4F:产⽣⽆⾊溶液Fe3+ + 6F- = [FeF6]3-[FeF6]3- + I- = 不反应(3) 在K3[Fe(CN)6]中滴加KSCN:⽆现象K3[Fe(CN)6] + SCN-⽆变化在NH2Fe(SO4)2,FeCl3中分别滴加KSCN:溶液呈⾎红⾊Fe3+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n2.配位平衡的移动(1) 配离⼦之间的转化FeCl3中加⽔稀释:溶液呈⽆⾊Fe3+ + 6H2O = Fe(H2O)63+再滴加KSCN:溶液呈⾎红⾊Fe(H2O)63+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n + 6H2O再滴加NH4F:⾎红⾊褪去,溶液呈⽆⾊[Fe(NCS)n]3-n+ 6F-= [FeF6]3- +n SCN-再滴加饱和(NH4)2(C2O4)2溶液出现浅黄⾊[FeF6]3-+ 3(C2O4)22- = [Fe(C2O4)3]3-+6F-(注意:实际中由于饱和(NH4)2(C2O4)2的浓度可能过⼩,常观察不到溶液的浅黄⾊,可使⽤固体(NH4)2(C2O4)2)稳定性:[Fe(C2O4)3]3->[FeF6]3- > [Fe(NCS)n]3-n(2)配位平衡与氧化还原反应① A试管:FeCl3中加少许NH4F(s),溶液的黄⾊褪去,溶液呈⽆⾊,再滴加⼊KI,充分震荡后,加⼊CCl4,CCl4层呈⽆⾊Fe3+ 6F-= [FeF6]3- [FeF6]3-+ I- = 不反应B 试管:FeCl3中滴加⼊KI,充分震荡后,加⼊CCl4,CCl4层呈紫红⾊2Fe3+ 2I- = 2Fe2+-+ I2A试管:HCl中加⼊⼩块Cu⽚:⽆现象Cu + HCl = 不反应B 试管:HCl中加⼊硫脲(s),再加⼊⼩块Cu⽚:产⽣⽓体2Cu + 2HCl + 8CS(NH2)2 = 2{Cu[CS(NH2)2]4}Cl + H2(3)配离⼦稳定性的⽐较① AgNO3中滴加Na2CO3,产⽣棕⾊沉淀2 Ag+ + CO32- →Ag2O ↓(棕) + CO2② a中沉淀离⼼后,加⼊NH3?H2O,沉淀溶解,得⼀⽆⾊溶液Ag2O + 4NH3?H2O → 2[Ag(NH3)2]+ + 2OH- + 3H2O③ b中再滴加NaCl,产⽣⽩⾊沉淀[Ag(NH3)2]+ + Cl- = AgCl ↓(⽩) + 2NH3④ c 中⽩⾊沉淀离⼼后,加⼊NH3?H2O ,沉淀溶解,得⼀⽆⾊溶液AgCl + NH3?H2O → [Ag (NH3)2]+ + Cl-⑤ d 中再滴加KBr ,产⽣淡黄⾊沉淀[Ag(NH3)2]+ + Br- →AgBr↓(淡黄⾊)⑥ e 中淡黄⾊沉淀离⼼后,加⼊Na2S2O3溶液,沉淀溶解,得⼀⽆⾊溶液AgBr +2 S2O32- →[Ag(S 2O3)2]3- + Br-⑦ f 中再滴加KI ,产⽣黄⾊沉淀[Ag(S2O3)2]3- + I- → AgI↓+ 2 S2O32-⑧ g 中黄⾊沉淀离⼼后,加⼊KCN 溶液,沉淀溶解,得⼀⽆⾊溶液AgI +2 CN- →[Ag(CN)2]- + I- (注意KCN 溶液的毒性)⑨ h 中再滴加Na2S ,产⽣⿊⾊沉淀2[Ag(CN)2]- + S2- → Ag 2S ↓+ 4CN-所以: KSP θ: AgCl >AgBr >AgIKf θ:[Ag(CN)2]- > [Ag(S2O3)2]3- > [Ag(NH3)2]+(4) 配位平衡与酸碱度① H3BO3为⼀元弱酸: pH 约为:4~5H3BO3 + H2O = B(OH)4- + OH-H3BO3与多元醇作⽤后,酸性增强:pH :约为3CH 2CH OH CH 2OH OH H 3BO 3+H +H 2O2+OH CH CH 2O CH 2O B O -+酸性增强3. 配合物的某些应⽤(1)鉴定某些离⼦NiSO4中滴加NH3?H2O ,得⼀蓝⾊溶液,再滴加⼆⼄酰⼆肟,析出鲜红⾊沉淀Ni2+CH3CC NOHCH3NOH+CH3CC NOCH3NOH2Ni+2H+(2) 配合物的掩蔽效应Co2++4SCN- → [Co(NCS)4]2- (溶于有机溶剂戊醇,显蓝绿⾊) Fe3+会产⽣⼲扰:Fe3+ + n SCN- = [Fe(NCS)n]3-n(⾎红⾊)Fe3+ 掩蔽⽅法:Fe3+ +6F- → [FeF6]3-四、实验步骤:1.配合物的⽣成(1)在⼀试管中加1mL 1mol/L CuSO4溶液,滴加2mol/L NH3 H2O ⾄产⽣沉淀后,继续滴加⾄溶液变为蓝⾊为⽌。
实验十一配合物的生成性质与应用

实验十一 配合物的生成、性质与应用一、实验目的1.了解配合物的生成与组成。
2.了解配合物与简单化合物的区别。
3.了解配位平衡及其影响因素。
4.了解螯合物的形成条件及稳定性。
二、实验原理由中心离子(或原子)与配体按一定组成与空间构型以配位键结合所形成的化合物称配合物。
配位反应是分步进行的可逆反应,每一步反应都存在着配位平衡。
M + nR MRn s n[MRn] [M][R]K 配合物的稳定性可由K 稳 (即K s )表示,数值越大配合物越稳定。
增加配体(R)或金属离子(M)浓度有利于配合物(MRn)的形成,而降低配体与金属离子的浓度则有利于配合物的解离。
如溶液酸碱性的改变,可能引起配体的酸效应或金属离子的水解等,就会导致配合物的解离;若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀的反应发生,引起中心离子浓度的减少,也会使配位平衡朝离解的方向移动;若加入另一种配体,能与中心离子形成稳定性更好的配合物,则同样导致配合物的稳定性降低。
若沉淀平衡中有配位反应发生,则有利于沉淀溶解。
配位平衡与沉淀平衡的关系总是朝着生成更难解离或更难溶解物质的方向移动。
配位反应应用广泛,如利用金属离子生成配离子后的颜色、溶解度、氧化还原性等一系列性质的改变,进行离子鉴定、干扰离子的掩蔽反应等。
三、仪器与试药仪器:试管、离心试管、漏斗、离心机、酒精灯、白瓷点滴板。
试药:H2SO4 (2mol·L-1)、HCl (1mol·L-1)、NH3·H2O (2, 6mol·L-1)、NaOH (0.1, 2mol·L-1) 、CuSO4 (0.1mol·L-1, 固体)、HgCl2 (0.1mol·L-1)、KI (0.1mol·L-1)、BaCl2 (0.1mol·L-1)、K3Fe (CN)6 (0.1mol·L-1)、NH4Fe (SO4)2 (0.1mol·L-1)、FeCl3 (0.1mol·L-1)、KSCN (0.1mol·L-1)、NH4F (2mol·L-1)、(NH4)2C2O4 (饱与)、AgNO3 (0.1mol·L-1)、NaCl (0.1mol·L-1)、KBr (0.1mol·L-1)、Na2S2O3 (0.1mol·L-1,饱与)、Na2S (0.1mol·L-1)、FeSO4 (0.1mol·L-1)、NiSO4 (0.1mol·L-1) 、CoCl2 (0.1mol·L-1)、CrCl3 (0.1mol·L-1)、EDTA (0.1mol·L-1)、乙醇(95%)、CCl4、邻菲罗啉(0.25%)、二乙酰二肟(1%)、乙醚、丙酮。
实验十一-配合物的生成、性质与应用

实验十一-配合物的生成、性质与应用一、实验目的1.了解配合物的形成原理及其相关理论知识;2.掌握配合物的生成、性质和应用;3.学会使用一些化学实验技术,如分离、纯化、结晶等。
二、实验原理1. 配合物的定义配合物是由阳离子、阴离子或分子中心离子(配体)和周围的一个或多个配位体(也称配体)组成的化学物质。
配位体是一种能够向中心离子提供一个或多个共价键(配位键)的化合物或离子。
一般情况下,配位体都是较小的分子,如水分子、氨分子和氯离子等。
2. 配合物的形成原理配合物的形成受到多种因素的影响,主要有以下三方面:1.配位体的性质:配位体通常具有一个或多个孤对电子,可以与中心离子形成配位键。
2.中心离子的性质:中心离子通常具有空的d轨道或f轨道,可以接受来自配位体的电子形成配位键。
3.形成的稳定性:配合物的稳定性取决于配位键的强度、离子的电荷、配位体空间位阻等因素。
3. 配合物的性质配合物具有以下一些特征:1.配合物中心离子的化学性质发生变化。
2.配位体对中心离子的性质有重要影响。
3.配合物常呈现出较强的带电性。
4.配合物的化学性质受配位键性质、离子作用力等因素的影响。
4. 配合物的应用配合物具有广泛的应用,包括:1.工业上用于制造农药、颜料、化学催化剂等。
2.医学上用于治疗疾病,如铁离子配合物用于治疗缺铁性贫血等。
3.生物学上用于研究生物大分子结构和作用机制。
三、实验步骤1. 实验材料和仪器FeCl3·6H2O、KSCN、NaClO、稀盐酸、热水、恒温加热器、移液管、pH试纸、试管等。
2. 实验步骤1.制备混合物:将溶液A(5mL FeCl3·6H2O和4mL稀盐酸)和溶液B(5mL NaClO和4mL稀盐酸)混合,注意不要相互混合,避免产生气体。
2.稀释混合物:将混合溶液加入10mL的水中,形成红褐色混合物。
3.测量pH值:用pH试纸测量溶液的pH值,记录下来。
4.添加配体:加入2滴KSCN溶液,并轻轻摇动管子。
实验六、配合物的生成、性质与应用

实验六、配合物的生成、性质与应用一、实验目的1、了解几种不同类型的配合物的生成,比较配合物与简单化合物和复盐的区别。
2、了解影响配合平衡移动的因素。
3、了解螯和物的形成条件。
4、熟悉过滤和试管的使用等基本操作.二、实验原理由中心离子(或原子)和一定数目的中性分子或阴离子通过形成配位共价键相结合而成的复杂结构单元称配合单元,凡是由配合单元组成的化合物称配位化合物。
在配合物中,中心离子已体现不出其游离存在时的性质。
而在简单化合物或复盐的溶液中,各种离子都能体现出游离离子的性质。
由此,可以区分出有否配合物存在.配合物在水溶液中存在有配合平衡:M n+ + aL—→ Ml a n—a配合物的稳定性可用平衡常数KΘ稳来衡量。
根据化学平衡的知识可知,增加配体或金属离子浓度有利于配合物的形成,而降低配体或金属离子浓度有利于配合物的解离。
因此,弱酸或弱碱作为配体时,溶液酸碱性的改变会导致配合物的解离。
若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀反应,则会减少中心离子的浓度,使配合平衡朝解离的方向移动,最终导致配合物的解离。
若另加入一种配体,能与中心离子形成稳定性较好的配合物,则又可能使沉淀溶解。
总之,配合平衡与沉淀平衡的关系是朝着生成更难解离或更难溶解的物质的方向移动。
中心离子与配体结合形成配合物后,由于中心离子的浓度发生了改变,因此电极电势数值也改变,从而改变了中心离子的氧化还原能力。
中心离子与多基配体反应可生成具有环状结构的稳定性很好的螯和物。
很多金属螯和物具有特征颜色,且难溶于水而易溶于有机溶剂。
有些特征反应长用来作为金属例子的鉴定反应。
三、仪器和药品仪器:试管,试管架,离心试管,漏斗,漏斗架,白瓷点滴板,离心机,滤纸药品: 2 mol·L-1H2SO4;2mol·L-1NH3·H2O,6mol·L-1NH3·H2O ,0。
1 mol·L-1NaOH,2mol·L-1NaOH.0.1mol·L—1 CuSO4,0.1mol·L-1HgCl2, 0.1mol·L-1KI,0.1mol·L—1BaCl2,0。
配合物的性质实验报告

一、实验目的1. 了解配合物的生成原理及特点;2. 掌握配合物性质的测定方法;3. 通过实验,加深对配合物性质的理解。
二、实验原理配合物是由中心金属离子(或原子)与配体以配位键结合形成的化合物。
配位键是一种特殊的共价键,其中一个原子提供孤对电子,另一个原子提供空轨道,形成配位键。
配合物的性质与其结构密切相关,如颜色、溶解度、氧化还原性、酸碱性等。
三、实验仪器与试剂1. 仪器:试管、烧杯、滴定管、容量瓶、酒精灯、玻璃棒等;2. 试剂:K2[Fe(CN)6]、FeCl3、NaCl、NH3·H2O、H2SO4、KSCN、K4[Fe(CN)6]、NaOH、BaCl2、AgNO3、Na2S2O3等。
四、实验步骤1. 配合物颜色的观察:取少量K2[Fe(CN)6]溶液,加入少量NaOH溶液,观察溶液颜色的变化。
2. 配合物溶解度的测定:分别取K2[Fe(CN)6]、FeCl3、NaCl、NH3·H2O、H2SO4等溶液,加入少量水,观察溶解情况。
3. 配合物氧化还原性的测定:取少量K4[Fe(CN)6]溶液,加入少量FeCl3溶液,观察溶液颜色的变化。
4. 配合物酸碱性的测定:取少量K2[Fe(CN)6]溶液,加入少量NaOH溶液,观察溶液pH值的变化。
5. 配合物与沉淀剂的反应:取少量K2[Fe(CN)6]溶液,加入少量BaCl2溶液,观察沉淀的形成。
6. 配合物与配位剂的反应:取少量K2[Fe(CN)6]溶液,加入少量AgNO3溶液,观察沉淀的形成。
五、实验结果与分析1. 配合物颜色的观察:加入NaOH溶液后,K2[Fe(CN)6]溶液颜色由蓝色变为绿色,说明生成了配合物。
2. 配合物溶解度的测定:K2[Fe(CN)6]、FeCl3、NaCl、NH3·H2O、H2SO4等溶液均可溶解于水,说明它们在水中的溶解度较好。
3. 配合物氧化还原性的测定:加入FeCl3溶液后,K4[Fe(CN)6]溶液颜色由蓝色变为棕色,说明发生了氧化还原反应。
配合物的生成和性质实验报告

配合物的生成和性质实验报告配合物的生成和性质实验报告引言:配合物是由中心金属离子与配体之间形成的化合物。
通过配位键的形成,配合物具有独特的结构和性质。
本实验旨在通过合成不同配合物,探究其生成机制和性质。
实验一:合成铁氰化物配合物材料与方法:1. 氰化钠(NaCN)溶液2. 氯化铁(III)溶液3. 乙醇溶液4. 氢氧化钠(NaOH)溶液5. 过滤纸6. 玻璃棒步骤:1. 取一定量的氰化钠溶液,加入氯化铁(III)溶液中。
2. 搅拌溶液,观察颜色变化。
3. 加入乙醇溶液,继续搅拌。
4. 加入氢氧化钠溶液,观察颜色变化。
5. 过滤得到沉淀。
结果与讨论:实验过程中,我们观察到溶液由无色逐渐变为深蓝色,并最终生成了蓝色的沉淀。
这表明我们成功合成了铁氰化物配合物。
实验二:配合物的溶解性实验材料与方法:1. 合成的铁氰化物配合物2. 氯化铵(NH4Cl)溶液3. 硝酸银(AgNO3)溶液4. 玻璃棒步骤:1. 取一定量的铁氰化物配合物溶液。
2. 分别加入氯化铵溶液和硝酸银溶液。
3. 观察颜色变化和沉淀的生成情况。
结果与讨论:我们发现,加入氯化铵溶液后,配合物的颜色变浅,说明配合物发生了溶解。
而加入硝酸银溶液后,观察到白色沉淀的生成。
这表明铁氰化物配合物可以与氯化铵发生配位置换反应,但无法与硝酸银发生反应。
实验三:配合物的热稳定性实验材料与方法:1. 合成的铁氰化物配合物2. 火焰步骤:1. 将铁氰化物配合物放置在火焰上方。
2. 观察颜色变化和物质的行为。
结果与讨论:我们观察到,铁氰化物配合物在火焰下发生分解,产生橙色火焰。
这表明配合物在高温下不稳定,容易分解。
结论:通过本实验,我们成功合成了铁氰化物配合物,并探究了其性质。
我们发现铁氰化物配合物具有一定的溶解性和热稳定性。
这些实验结果对于进一步研究配合物的生成机制和性质具有重要的参考价值。
附录:实验中所用的化学品均需在实验室中按照安全操作规程进行操作。
配合物的性质实验报告

配合物的性质实验报告配合物的性质实验报告引言:配合物是由中心金属离子与配体形成的化合物,广泛应用于化学、医学和材料科学等领域。
通过实验研究配合物的性质,可以深入了解其结构和反应特性,为相关应用提供理论基础。
本实验旨在通过一系列实验,探究不同配体对配合物性质的影响。
实验一:配合物的颜色实验目的:通过观察不同配合物的颜色变化,了解配合物的电子跃迁和吸收光谱特性。
实验步骤:1. 准备不同金属离子和配体的溶液,如FeCl3、CuSO4、CoCl2等金属离子溶液,以及NH3、EDTA等配体溶液。
2. 将金属离子溶液和配体溶液按一定比例混合,观察溶液颜色变化。
实验结果与讨论:观察到不同配合物的颜色变化,如FeCl3与NH3反应生成红棕色的[Fe(NH3)6]3+配合物,CuSO4与NH3反应生成蓝色的[Cu(NH3)4]2+配合物。
这些颜色变化是由于配合物中金属离子的电子跃迁引起的。
不同金属离子和配体之间的相互作用导致电子能级发生变化,从而吸收不同波长的光,呈现出不同的颜色。
实验二:配合物的稳定性实验目的:通过观察配合物在不同条件下的稳定性,了解配合物的溶解度和配体交换反应。
实验步骤:1. 准备一系列含有不同金属离子的配合物溶液。
2. 分别在酸性、碱性和中性条件下观察配合物的溶解度变化。
3. 将配合物溶液与其他配体反应,观察配合物的配体交换反应。
实验结果与讨论:观察到在酸性条件下,某些配合物的溶解度增加,而在碱性条件下溶解度减少。
这是由于酸性条件下配体与金属离子形成更稳定的配合物,而碱性条件下配体与金属离子解离,导致配合物溶解度降低。
此外,通过与其他配体反应,观察到配合物的配体交换反应。
不同配体对配合物的稳定性有不同的影响,部分配体可以与配合物发生配体交换反应,形成新的配合物。
实验三:配合物的热稳定性实验目的:通过研究配合物在高温条件下的热稳定性,了解配合物的热分解反应和热稳定性。
实验步骤:1. 将配合物样品加热至一定温度,记录温度和观察样品的颜色和形态变化。
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实验十一 配合物的生成、性质和应用一、实验目的1.了解配合物的生成和组成。
2.了解配合物与简单化合物的区别。
3.了解配位平衡及其影响因素。
4.了解螯合物的形成条件及稳定性。
二、实验原理由中心离子(或原子)与配体按一定组成和空间构型以配位键结合所形成的化合物称配合物。
配位反应是分步进行的可逆反应,每一步反应都存在着配位平衡。
M + nR MRn s n[MRn] [M][R]K 配合物的稳定性可由K 稳 (即K s )表示,数值越大配合物越稳定。
增加配体(R)或金属离子(M)浓度有利于配合物(MRn)的形成,而降低配体和金属离子的浓度则有利于配合物的解离。
如溶液酸碱性的改变,可能引起配体的酸效应或金属离子的水解等,就会导致配合物的解离;若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀的反应发生,引起中心离子浓度的减少,也会使配位平衡朝离解的方向移动;若加入另一种配体,能与中心离子形成稳定性更好的配合物,则同样导致配合物的稳定性降低。
若沉淀平衡中有配位反应发生,则有利于沉淀溶解。
配位平衡与沉淀平衡的关系总是朝着生成更难解离或更难溶解物质的方向移动。
配位反应应用广泛,如利用金属离子生成配离子后的颜色、溶解度、氧化还原性等一系列性质的改变,进行离子鉴定、干扰离子的掩蔽反应等。
三、仪器和试药仪器:试管、离心试管、漏斗、离心机、酒精灯、白瓷点滴板。
试药:H 2SO 4 (2mol·L -1)、HCl (1mol·L -1)、NH 3·H 2O (2, 6mol·L -1)、NaOH (0.1, 2mol·L -1) 、CuSO 4 (0.1mol·L -1, 固体)、HgCl 2 (0.1mol·L -1)、KI (0.1mol·L -1)、BaCl 2 (0.1mol·L -1)、K 3Fe (CN)6(0.1mol·L -1)、NH 4Fe (SO 4)2 (0.1mol·L -1)、FeCl 3 (0.1mol·L -1)、KSCN (0.1mol·L -1)、NH 4F (2mol·L -1)、(NH 4)2C 2O 4 (饱和)、AgNO 3 (0.1mol·L -1)、NaCl (0.1mol·L -1)、KBr (0.1mol·L -1)、 Na 2S 2O 3 (0.1mol·L -1,饱和)、Na 2S (0.1mol·L -1)、FeSO 4 (0.1mol·L -1)、NiSO 4 (0.1mol·L -1) 、CoCl 2 (0.1mol·L -1)、CrCl 3 (0.1mol·L -1)、EDTA (0.1mol·L -1)、乙醇 (95%)、CCl 4、邻菲罗啉 (0.25%)、二乙酰二肟(1%)、乙醚、丙酮。
四、实验内容1.配合物的生成和组成(1)配合物的生成在试管中加入0.5g CuSO 4·5H 2O (s), 加少许蒸馏水搅拌溶解,再逐滴加入2mol·L -1的氨水溶液,观察现象,继续滴加氨水至沉淀溶解而形成深蓝色溶液,然后加入2mL 95%乙醇,振荡试管,有何现象?静置2分钟,过滤,分出晶体。
在滤纸上逐滴加入2 mol·L -1NH 3·H 2O 溶液使晶体溶解,在漏斗下端放一支试管承接此溶液,保留备用。
写出相应离子方程式。
(2)配合物的组成将上述溶液分成2份,在一支试管中滴入2滴0.1mol·L -1BaCl 2溶液,另一支试管滴入2滴0.1mol·L -1NaOH 溶液,观察现象,写出离子方程式。
另取两支试管,各加入5滴0.1mol·L -1CuSO 4溶液,然后分别向试管中滴入2滴0.1mol·L -1 BaCl 2溶液和2滴0.1mol·L -1NaOH 溶液,观察现象,写出离子方程式。
比较二实验结果,分析该配合物的内界和外界组成,写出相应离子方程式。
2.配合物与简单化合物、复盐的区别(1)在一支试管中加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,再滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液,观察溶液呈何颜色?(2)用0.1mol·L-1K3Fe(CN)6)溶液代替FeCl3溶液,同法进行实验,观察现象是否相同。
(3)如何用实验证明硫酸铁铵是复盐,请设计步骤并实验之。
提示:取3支试管,各加入5滴0.1mol·L-1NH4Fe(SO4)2溶液,分别用相应方法鉴定NH4+、Fe3+、SO4 2-的存在。
3.配位平衡及其移动(1)配位平衡在3支各加入少量自制的硫酸四氨合铜溶液的试管中,分别滴加2滴0.1mol·L-1BaCl2溶液、2滴0.1mol·L-1NaOH溶液、2滴0.1mol·L-1Na2S溶液,观察现象,说明原因。
(2)配合物的取代反应在一支试管中,加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液和1滴0.1mol·L-1KSCN溶液,观察溶液颜色。
向其中滴加2mol·L-1NH4F溶液,溶液颜色又如何?再滴入饱和(NH4)2C2O4溶液,溶颜色又怎样变化?简单解释上述现象,并写出离子方程式。
(3)配位平衡与酸碱平衡①取2支试管,各加入少量自制的硫酸四氨合铜溶液,一支逐滴加入1mol·L-1HCl溶液,另一支滴加2mol·L-1NaOH溶液,观察现象,说明配离子[Cu(NH3)4]2+在酸性和碱性溶液中的稳定性,写出有关的离子方程式。
②在一支试管中,先加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液,再逐滴滴加2mol·L-1NH4F溶液至溶液颜色呈无色,将此溶液分成两份,分别逐滴加入1mol·L-1HCl和2mol·L-1NaOH溶液,观察现象,说明配合物离子[FeF6]3-在酸性和碱性溶液中的稳定性,写出有关的离子方程式。
(4) 配位平衡与沉淀平衡在一支离心试管中加入2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液,按下列步骤进行实验:①逐滴加入0.1mol·L-1NaCl溶液至沉淀刚生成;②逐滴加入6mol·L-1氨水至沉淀恰好溶解;③逐滴加入0.1mol·L-1KBr溶液至刚有沉淀生成;④逐滴加入0.1mol·L-1Na2S2O3溶液,边滴边剧烈振摇至沉淀恰好溶解;⑤逐滴加入0.1mol·L-1KI溶液至沉淀刚生成;⑥逐滴加入饱和Na2S2O3溶液,至沉淀恰好溶解;⑦逐滴加入0.1mol·L-1Na2S溶液至沉淀刚生成;写出每一步有关的离子方程式,比较几种沉淀的溶度积大小和几种配离子稳定常数大小讨论配位平衡与沉淀平衡的关系。
(5) 配位平衡与氧化还原反应取两支试管各加5滴0.1mol·L-1的FeCl3溶液及10滴CCl4,然后往一支试管滴入2mol·L-1 NH4F溶液至溶液变为无色,另一支试管中滴入几滴蒸馏水,摇匀后在两支试管中分别再滴入5滴0.1mol·L-1KI溶液,振荡后比较两试管中CCl4层颜色,解释现象并写出离子方程式。
4.配合物的活动性取一支试管加入10滴0.1mol·L-1的CrCl3和2mL 0.1mol·L-1 EDTA溶液,摇匀,是否有配合物生成,将溶液加热,观察现象并解释。
5.配合物的水合异构现象(1)取一支试管加入0.5mL 0.1mol·L-1的CrCl3溶液,加热,观察溶液颜色变化,然后将溶液冷却,观察现象并解释。
反应方程式如下:[Cr(HO)6]3++2Cl-[Cr(H2O)4Cl2]+ +2H2O(2)取一支试管加入0.5mL 0.1mol·L-1CoCl2溶液,加热,观察溶液颜色变化,然后将溶液冷却,观察现象并解释。
反应方程式如下:[Co(HO)6]2++4Cl-[Co(H2O)2Cl4]2- + 4H2O6.配合物的应用(1)取两支试管各加10滴自制的[Fe(SCN)6] 3-、[Cu(NH3)4]2+,然后分别滴加0.1mol·L-1 EDTA溶液,观察现象并解释。
(2)在小试管中(或白瓷点滴板上),滴加一滴0.1mol·L-1FeSO4溶液及3滴0.25%邻菲罗啉溶液,观察现象,此反应可作为Fe2+离子的鉴定反应。
(3)在试管中加入2滴0.1mol·L-1NiSO4溶液及一滴2mol·L-1NH3·H2O和2滴二乙酰二肟溶液,观察现象,此反应可作为Ni2+离子的鉴定反应。
(4)在鉴定和分离离子时,常常利用形成配合物的方法来掩蔽干扰离子。
例如Co2+和Fe3+共存时,采用NH4F来掩蔽Fe3+,不需分离即可用KSCN法鉴定Co2+。
在一支试管中加入2滴0.1mol·L-1CoCl2溶液和几滴1mol·L-1 KSCN,再加一些戊醇(或丙酮),观察现象。
在一支试管中加入1滴0.1mol·L-1的FeCl3溶液和5滴0.1mol·L-1的CoCl2溶液,加几滴1 mol·L-1KSCN,有何现象?逐滴加入2mol·L-1的NH4F溶液,并振摇试管,观察现象;等溶液的血红色褪去后,加一些戊醇(或丙酮),振摇,静置,观察戊醇层颜色。
7.请思考一下利用现有的试剂还可以生成其它的配合物吗? 动手试试吧!五、注意事项1.在性质实验中一般来说,生成沉淀的步骤,沉淀量要少,即刚观察到沉淀生成就可以;使沉淀溶解的步骤,加入试液越少越好,即使沉淀恰好溶解为宜。
因此,溶液必须逐滴加入,且边滴边摇,若试管中溶液量太多,可在生成沉淀后,离心沉降弃去清液,再继续实验。
2.NH4F试剂对玻璃有腐蚀作用,储藏时最好放在槊料瓶中。
3.注意配合物的活动性是指配合物在反应速度方面的性能。
Cr-EDTA配合物的稳定性相当高(lg K s = 21),但反应速度较慢。
在室温下很少发生反应,必须在EDTA过量且加热煮沸下才能形成相应配合物。
六、思考题1.试总结影响配位平衡的主要因素。
2.配合物与复盐的区别是什么?3.实验中所用EDTA是什么物质?它与单基配体相比有何特点?4.为什么Na2S不能使K4Fe(CN)6产生FeS沉淀,而饱和的H2S溶液能使[Cu(NH3)4]2+溶液产生CuS沉淀?。