實驗三_配合物的生成、性質(zhì)與應用

1、實驗三配合物的生成、性質(zhì)和應用一、實驗目的1. 了解配合物的生成和組成。2. 了解配合物與簡單化合物合復鹽的區(qū)別。3. 了解配位平衡及其影響因素。4. 了解螯合物的形成條件及穩(wěn)定性。5.熟悉過濾盒試管的使用等基本操作。二、實驗原理由中心離子 (或原子 )與配體按一定組成和空間構(gòu)型以配位鍵結(jié)合所形成的化合物稱配合物。配位反應是分步進行的可逆反應，每一步反應都存在著配位平衡。M + nRMR nKsMRnMR n配合物的穩(wěn)定性可由K 穩(wěn) (即 Ks)表示， 數(shù)值越大配合物越穩(wěn)定。增加配體 (R)或金屬離子 (M) 濃度有利于配合物 (MRn) 的形成，而降低配體和金屬離子的濃度則有利于配合物的解離

2、。如溶液酸堿性的改變，可能引起配體的酸效應或金屬離子的水解等，就會導致配合物的解離； 若有沉淀劑能與中心離子形成沉淀的反應發(fā)生，引起中心離子濃度的減少， 也會使配位平衡朝離解的方向移動；若加入另一種配體，能與中心離子形成穩(wěn)定性更好的配合物，則同樣導致配合物的穩(wěn)定性降低。若沉淀平衡中有配位反應發(fā)生，則有利于沉淀溶解。配位平衡與沉淀平衡的關(guān)系總是朝著生成更難解離或更難溶解物質(zhì)的方向移動。配位反應應用廣泛，如利用金屬離子生成配離子后的顏色、溶解度、 氧化還原性等一系列性質(zhì)的改變，進行離子鑒定、干擾離子的掩蔽反應等。三、儀器和試劑儀器：試管、離心試管、漏斗、離心機、酒精燈、白瓷點滴板。-1-1-1-1

3、試藥： H2SO4 (2mol L)、HCl (1molL )、NH 3H 2O (2, 6molL )、NaOH (0.1, 2molL) 、CuSO4 (0.1mol-1、HgCl 2 (0.1mol-1-1-1、K 3Fe (CN) 6L, 固體 )L)、KI (0.1mol L )、BaCl2 (0.1mol L)-1-1-1(0.1mol-1(0.1mol L) 、 NH 4Fe (SO4)2(0.1mol L) 、 FeCl3 (0.1mol L) 、 KSCNL) 、 NH 4F-1飽和 )、 AgNO 3 (0.1mol-1-1-1(2mol L )、 (NH 4)2 C2O4

4、 (L)、 NaCl (0.1mol L)、 KBr (0.1molL)、-1-1-1、NiSO 4 (0.1mol-1、CoCl 2Na2S2O3 (0.1mol L,飽和 )、Na2S (0.1molL )、FeSO4 (0.1mol L )L)-1-1-1(0.1mol L)、CrCl 3 (0.1mol L)、EDTA (0.1molL )、乙醇 (95%) 、CCl 4、鄰菲羅啉 (0.25%) 、二乙酰二肟 (1%)、乙醚、丙酮。四、實驗內(nèi)容1. 配合物的生成和組成(1)配合物的生成2mol L-1 的氨在試管中加入 0.5g CuSO45H2O (s),加少許蒸餾水攪拌溶解，再逐

5、滴加入水溶液，觀察現(xiàn)象，繼續(xù)滴加氨水至沉淀溶解而形成深藍色溶液，然后加入2mL 95% 乙醇，振蕩試管，有何現(xiàn)象？靜置2 分鐘，過濾，分出晶體。在濾紙上逐滴加入2 mol L-1NH 3H2O溶液使晶體溶解，在漏斗下端放一支試管承接此溶液，保留備用。寫出相應離子方程式?，F(xiàn)象：有淺藍色沉淀堿式硫酸銅生成：2+Cu+ 2NH 3H 2O=Cu 2(OH) 2SO4+2NH 4繼續(xù)滴加沉淀溶解加入乙醇，現(xiàn)象和解釋：析出 Cu(NH)SO(藍色)344(2)配合物的組成將上述溶液分成 2 份，在一支試管中滴入 2 滴 0.1mol L-1BaCl 2溶液，另一支試管滴入 2滴 0.1mol L-1 N

6、aOH 溶液，觀察現(xiàn)象，寫出離子方程式?，F(xiàn)象：第一支有白色沉淀2-2+SO4 +Ba=BaSO 4第二支無現(xiàn)象另取兩支試管， 各加入 5 滴 0.1mol L-1CuSO4 溶液，然后分別向試管中滴入2 滴 0.1mol L-1BaCl 2 溶液和 2 滴 0.1mol L-1NaOH 溶液，觀察現(xiàn)象，寫出離子方程式。第一支有白色沉淀 SO42- +Ba 2+=BaSO4第二支有藍色沉淀Cu2+ + OH - =Cu （ OH） 2比較二實驗結(jié)果，分析該配合物的內(nèi)界和外界組成，寫出相應離子方程式。2+外界：SO42-內(nèi)界：【 Cu(NH) 】342. 配合物與簡單化合物、復鹽的區(qū)別(1)在一支

7、試管中加入-1溶液，再滴加2 滴 0.1mol L-1KSCN 溶液，10 滴 0.1mol L FeCl3觀察溶液呈何顏色？【Fe（ SCN） 3】血紅色-1(2)用 0.1mol L K 3 Fe(CN) 6)溶液代替FeCl3 溶液，同法進行實驗，觀察現(xiàn)象是否相同。不同無現(xiàn)象Fe(CN) 6)3+配離子存在于溶液中。(3)如何用實驗證明硫酸鐵銨是復鹽，請設計步驟并實驗之。提示：取 3 支試管，各加入 5 滴 0.1mol L-1 NH 4Fe(SO4) 2 溶液，分別用相應方法鑒定 NH 4+、Fe3+、 SO42-的存在。加鹽酸， NaOH ，硝酸鋇驗證3.配位平衡及其移動(1)配合物

8、的取代反應在一支試管中， 加入 10 滴 0.1mol L-1 FeCl3溶液和 1 滴 0.1mol L-1 KSCN 溶液，觀察溶液顏色。 向其中滴加 2molL -1 NH 4F 溶液，溶液顏色又如何？再滴入飽和(NH 4)2 C2O4 溶液， 溶顏色又怎樣變化？簡單解釋上述現(xiàn)象，并寫出離子方程式?！綟e（ SCN）】血紅色；血紅色變淺至無色【Fe（ F） 】 3- ；無色變?yōu)辄S綠色3-Fe(C2O4) 336生成穩(wěn)定常數(shù)更大的配離子(4) 配位平衡與沉淀平衡在一支離心試管中加入2 滴 0.1mol L-1 AgNO 3 溶液，按下列步驟進行實驗：逐滴加入 0.1mol L-1NaCl

9、溶液至沉淀剛生成；逐滴加入 6molL -1 氨水至沉淀恰好溶解；逐滴加入 0.1mol L-1KBr 溶液至剛有沉淀生成；逐滴加入 0.1mol L-1Na2S2O3 溶液，邊滴邊劇烈振搖至沉淀恰好溶解；逐滴加入 0.1mol L-1 KI 溶液至沉淀剛生成；逐滴加入飽和 Na 2S2O3 溶液，至沉淀恰好溶解；逐滴加入 0.1mol L-1Na2S 溶液至沉淀剛生成；寫出每一步有關(guān)的離子方程式，比較幾種沉淀的溶度積大小和幾種配離子穩(wěn)定常數(shù)大小討論配位平衡與沉淀平衡的關(guān)系。象和解釋AgBrAg(SO)3-AgIAg(CN)2232-Ag2S淺黃色沉淀溶解黃色沉淀溶解黑色沉淀K = Ksp K

10、 穩(wěn)(3) 配位平衡與氧化還原反應取兩支試管各加5滴 0.1mol L-1的 FeCl 3 溶液及 10 滴 CCl 4 ，然后往一支試管滴入 2molL -1NH 4F 溶液至溶液變?yōu)闊o色，另一支試管中滴入幾滴蒸餾水，搖勻后在兩支試管中分別再滴入 5 滴 0.1mol L-1 KI 溶液，振蕩后比較兩試管中CCl 4 層顏色，解釋現(xiàn)象并寫出離子方程式。Fe(CO)3-+I-無現(xiàn)象3243+-22+( 四氯化碳層的顏色為棕色)2Fe +2I= I + 2Fe(4)配位平衡與酸堿平衡1molL -1 HCl 溶液，取 2 支試管，各加入少量自制的硫酸四氨合銅溶液，一支逐滴加入另一支滴加 2mol

11、L -1NaOH 溶液，觀察現(xiàn)象， 說明配離子 Cu(NH 3)42+在酸性和堿性溶液中的穩(wěn)定性，寫出有關(guān)的離子方程式。在一支試管中， 先加入 10 滴 0.1mol L-1 FeCl3溶液，再逐滴滴加 2molL -1NH 4F 溶液至溶液顏色呈無色，將此溶液分成兩份，分別逐滴加入1molL -1HCl 和 2mol L-1 NaOH 溶液，觀察現(xiàn)象，說明配合物離子FeF63- 在酸性和堿性溶液中的穩(wěn)定性，寫出有關(guān)的離子方程式。2+2+顏色變淺Cu(NH3)4+ 4H = Cu +4NH6. 配合物的應用(1) 取兩支試管各加10 滴自制的 Fe(SCN) 63- 、Cu(NH 3)42+，

12、然后分別滴加 0.1mol L-1EDTA 溶液，觀察現(xiàn)象并解釋。現(xiàn)象和解釋：褪色 形成 EDTA的螯合物63-+ y4-Fe(CNS)= FeY + 6CNSCu(NH3)4 2+ + Y4-= CuY2- + 4NH3(2) 在小試管中 (或白瓷點滴板上 )，滴加一滴 0.1mol L-1FeSO4 溶液及 3 滴 0.25%鄰菲羅啉溶液，觀察現(xiàn)象，此反應可作為 Fe2+ 離子的鑒定反應?，F(xiàn)象和解釋： 生成桔紅色的溶液( 反應方程式 )-12molL-1NH 3H2O 和 2滴二乙酰二肟(3)在試管中加入 2 滴 0.1mol L NiSO 4 溶液及一滴溶液，觀察現(xiàn)象，此反應可作為Ni

13、2+離子的鑒定反應。+離子濃度過大不利于2+-否則會生成氫氧HNi 離子生成內(nèi)絡鹽， 而 OH離子的濃度也不宜太高，化鎳沉淀。合適的酸度是pH 為 5 10。在白色點滴板上滴-1-1滴 1%二乙酰二肟溶液，觀察有1滴 0.2mo1.L硫酸鎳溶液，1滴 0.1mo1.L氨水和 1什么現(xiàn)象現(xiàn)象和解釋：生成鮮紅色的沉淀(反應方程式見上)五、注意事項1. 在性質(zhì)實驗中一般來說，生成沉淀的步驟，沉淀量要少，即剛觀察到沉淀生成就可以；使沉淀溶解的步驟，加入試液越少越好，即使沉淀恰好溶解為宜。因此，溶液必須逐滴加入，且邊滴邊搖，若試管中溶液量太多，可在生成沉淀后，離心沉降棄去清液，再繼續(xù)實驗。2.NH4F

14、試劑對玻璃有腐蝕作用，儲藏時最好放在槊料瓶中。3. 注意配合物的活動性是指配合物在反應速度方面的性能。Cr-EDTA 配合物的穩(wěn)定性相當高 (lg Ks = 21) ，但反應速度較慢。在室溫下很少發(fā)生反應，必須在EDTA過量且加熱煮沸下才能形成相應配合物。1. 銀氨配合物不能貯存，因放置時(天熱時不到一天)會析出有強爆炸性的氮化銀 Ag3N沉淀。為了破壞溶液中的銀氨配離子，可加鹽酸，使它轉(zhuǎn)化為氯化銀，回收氯化銀。2. 溴化銀、碘化銀與硫代硫酸鈉溶液反應時，硫代硫酸鈉濃度不能較大，否則碘化銀也會溶解。一般情況-1-1下 1 mo1L 以下的硫代硫酸鈉不會使碘化銀溶解，2 mo1L 的硫代硫酸鈉會使