Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Химия»Содержание №12/2004

РАБОЧИЕ ТЕТРАДИ

Ю.И.ПАХОМОВ

Сборник
практических работ
по химии

11 класс

Продолжение. Начало см. в № 10, 11/2004

Практическая работа 5.
Получение комплексных соединений

Цели. Закрепить понятие о составе, номенклатуре и способах получения комплексных соединений.
Оборудование и реактивы. Штатив с пробирками, санитарная склянка; растворы хлорида или сульфата меди(II), аммиака ( = 3–5%), хлорида кобальта(II), AlCl3, NaOH, HCl (разб.), соляная кислота (конц.), Cu (кусочки проволоки).

Основные положения координационной теории

В комплексном соединении один из ионов (атомов) считается центральным ионом (центральный атом – комплексообразователь).

Вокруг центрального иона (атома) расположено (координировано) определенное число ионов с противоположным зарядом или молекул, называемых лигандами.
Число лигандов зависит от природы комплексообразователя.

Центральный ион (атом) с лигандами образует внутреннюю координационную сферу соединения, которую при написании заключают в квадратные скобки.

В большинстве случаев число лигандов, непосредственно связанных с комплексообразователем, называют координационным числом. Часто координационное число в два раза больше заряда иона комплексообразователя. Зарядам центральных ионов +1, +2, +3, +4 соответствуют координационные числа 2, 4, 6, 8.

Ионы, которые располагаются на более далеком расстоянии от комплексообразователя, образуют внешнюю координационную сферу.

Гемоглобин, хлорофилл, ферменты и многие другие органические вещества, имеющие большое значение в жизнедеятельности, представляют собой комплексные соединения.

Практическое применение комплексных соединений

В аналитической химии для определения многих ионов.
Для разделения некоторых металлов (лантаноидов) и получения чистых Au, Ag и др.
В качестве красителей.
Для устранения жесткости воды (ионнообменные смолы).
В качестве стимуляторов важных биохимических процессов.

Порядок работы Задания Наблюдения и выводы
В пробирку налить 0,5–1 мл раствора хлорида или сульфата меди(II) и небольшими порциями прибавить раствор аммиака
(
= 3–5%). Наблюдать выпадение осадка гидроксида меди(II), растворяющегося при дальнейшем добавлении раствора аммиака с образованием комплексных ионов , окрашенных в темно-синий цвет
Написать уравнения происходящих реакций в молекулярной и ионной формах
В пробирку поместить небольшой кусочек медной проволоки, прилить
2–3 мл раствора аммиака и в течение
3–5 мин несколько раз встряхнуть. Наблюдать за изменением цвета раствора, т.к. постепенно будет образовываться гидроксоаммиакат меди(II)
Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах. Учесть, что промежуточным продуктом является CuO (образуется за счет окисления меди кислородом воздуха). Назвать окислитель и восстановитель,  определить соотношение между ними с учетом перехода электронов. Почему на животноводческих фермах усиленно корродируют медные провода и латунные изделия? Kак обнаружить присутствие солей меди в растворе, если в нем содержатся соли железа, алюминия и цинка?
Получить гидроксид меди(II), добавляя к 3–4 мл раствора медного купороса раствор щелочи до полного осаждения продукта (щелочь в избытке). Осадок взболтать и разделить на две части. K одной части добавить раствор глицерина (до исчезновения осадка и образования темно-синего раствора). Сравнить окраску продукта со второй частью осадка. Можно испытать действие реактива Cu(OH)2 на раствор глюкозы (обратиться к лаборанту) Записать уравнения реакций в молекулярной, ионной, а последнюю – в структурной формах. Может ли эта реакция считаться качественной на определенный класс органических соединений – многоатомные спирты?

В пробирку налить 0,5–1 мл раствора хлорида кобальта(II) СоCl2. Обратить внимание на слабо-розовую окраску раствора за счет присутствия гидратированных ионов кобальта . K раствору небольшими порциями прилить соляную кислоту (конц.) и наблюдать за изменением окраски вследствие появления ионов Написать уравнение реакции между хлоридом кобальта(II) и соляной кислотой в молекулярной и ионной формах. Обосновать образование комплекса, указать его внутреннюю и внешнюю сферы
Налить в пробирку 0,5–1 мл раствора соли алюминия, прибавить к раствору по каплям раствор щелочи до появления осадка гидроксида алюминия (белесый, аморфный), который в избытке щелочи растворяется. Добавить в этот же раствор соляной кислоты Написать уравнения реакций в молекулярной и ионной формах

Практическая работа 6.
Коллоидные растворы

Цели. Повторить понятия о дисперсных системах – однородных (гомогенных) и неоднородных (гетерогенных), их классификации, различии по степени дисперсности, промежуточном характере коллоидных растворов, их приготовлении, устойчивости и свойствах, отличающихся и сходных с истинными растворами и грубыми взвесями.
Оборудование и реактивы. Центрифуга, воронка, стеклянные химические стаканы на 100 мл
(2 шт.), прибор Тиндаля (для поочередного пользования), штатив с пробирками, фильтровальная бумага, санитарная склянка; на демонстрационном столе в склянках (с этикетками) для выбора: молоко, Н2О (дистил.), одеколон, стиральный порошок, растворы желатина, мыла (С17Н35СООNa), галогенидов серебра, водяная профильтрованная вытяжка из почвы, нагретый раствор столярного клея (несколько капель на 100 мл воды).

Виды (размеры частиц, нм) Примеры Внешний вид и видимость частиц Способность осаждаться Способность к фильтрованию

Грубодисперсные системы

Суспензии (нерастворимые частицы твердого вещества в жидкости,
> 100)
Смесь глины
с водой
Мутные.
Частицы видны невооруженным глазом
Осаждаются легко, часто в течение нескольких минут Задерживаются
при общем фильтровании, например, фильтровальной бумагой

Грубодисперсные системы

Эмульсии (капельки одной жидкости в другой, не смешивающейся
с ней жидкости,
> 100)
Смесь растительного масла или бензина с водой Мутные. Отдельные капли видны невооруженным глазом Система быстро распадается на два жидких слоя
(масла
и воды)
Проходит
через фильтр

Тонкодисперсные системы

Kоллоидные растворы
(1–100)
Раствор яичного белка в воде Прозрачные.
Частицы видны только под ультрамикроскопом
Осаждаются
в течение длительного времени
Задерживаются только ультрафильтрами
с очень мелкими порами
Истинные растворы
(< 1)
Раствор сахара или хлорида натрия в воде Прозрачные.
Частицы не обнаруживаются даже под ультрамикроскопом
Не
осаждаются
Фильтрами не задерживаются

Дисперсные системы

При прохождении луча света через коллоидный раствор, помещенный в прибор Тиндаля, виден яркий световой конус, возникающий при рассеивании света коллоидными частицами. Молекулы дистиллированной воды, ионы растворов неорганических веществ, органические молекулы растворителя очень маленькие и не способны рассеивать проходящий свет.

Порядок работы Задания Наблюдения и выводы
Работу проводить, используя стеклянные химические стаканы на 100 мл, в один из которых налить дистиллированную воду, а во второй – один из предложенных растворов. Стаканы поочередно помещать в прибор Тиндаля, наблюдая за прохождением через них света

Описать, какие из предложенных дисперсных систем образуют светящийся конус Тиндаля, а какие нет. Сделать вывод о характере этих систем: суспензия, эмульсия, коллоидный или истинный растворы. В чем отличие коллоидных растворов от грубодисперсных систем и от истинных растворов? Kаково строение коллоидных частиц?

...