十一配合物的生成性質(zhì)與應用

1、實驗十一配合物的生成、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。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 nMRnKsnMR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。如溶液酸堿性的改變， 可能引起配體的酸效

2、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、儀器和試藥儀器：試管、離心試管、漏斗、離心機、酒精燈、白瓷點滴板。-1-1-1-1試藥： H2SO4 (2mol L&#

3、183;)、HCl (1molL· )、NH 3·H 2O (2, 6molL ·)、NaOH (0.1, 2molL·) 、-1-1-1-1、K 3Fe (CN) 6CuSO4 (0.1mol L·, 固體 )、HgCl 2 (0.1molL·)、KI (0.1mol L ·)、BaCl2 (0.1mol L·)-1-1-1-1(0.1mol L·) 、 NH 4Fe (SO4)2(0.1mol L·) 、 FeCl3 (0.1mol L·) 、 KSCN (0.1molL·

4、;) 、 NH 4F-1飽和 )、 AgNO 3-1-1-1(2mol L· )、 (NH 4)2 C2O4 (0.1mol 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 (0.1mol L·

5、)、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)配合物的生成在試管中加入 0.5g CuSO4·5H2O (s), 加少許蒸餾水攪拌溶解，再逐滴加入2mol ·L-1 的氨水溶液，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 3·H2O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。(2)配合物的組成2 滴 0

6、.1mol ·L-1BaCl 2 溶液，另一支試管滴入 2將上述溶液分成2 份，在一支試管中滴入滴 0.1mol ·L-1 NaOH 溶液，觀察現(xiàn)象，寫出離子方程式。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。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. 配合物與簡單化合物、復鹽的區(qū)別(1)在一支試管中加入-1溶液，再滴加2 滴 0.1mol

7、83;L-1KSCN 溶液，10 滴 0.1mol L· FeCl3觀察溶液呈何顏色？-1(2)用 0.1mol ·L K 3Fe(CN) 6)溶液代替FeCl3 溶液，同法進行實驗，觀察現(xiàn)象是否相同。(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。3. 配位平衡及其移動(1)配位平衡2 滴 0.1mol ·L-1 BaCl2在 3 支各加入少量自制的硫酸四氨合銅溶液的試管中，分別滴加溶液、

8、2 滴 0.1mol ·L-1-1NaOH 溶液、 2滴 0.1mol L· Na2S 溶液，觀察現(xiàn)象，說明原因。(2)配合物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 2mol·L -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。(3)配位平衡與酸堿平衡取 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 1mol·L

9、-1 HCl 溶液，另一支滴加 2mol·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 2mol·L -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1mol·L -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，寫出有關的離子方程式。(4) 配位平衡與沉淀平衡-1在一支離心試管中加入2 滴 0.1

10、mol ·L AgNO 3 溶液，按下列步驟進行實驗：-1逐滴加入0.1mol ·L NaCl 溶液至沉淀剛生成；逐滴加入6mol·L -1 氨水至沉淀恰好溶解；-1-1逐滴加入0.1mol ·L Na2S2O3 溶液，邊滴邊劇烈振搖至沉淀恰好溶解；-1逐滴加入0.1mol ·L 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系。(5) 配位平衡

11、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2mol·L -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。4. 配合物的活動性取一支試管加入 10 滴 0.1mol ·L-1 的 CrCl 3 和 2mL 0.1mol ·L-1 EDTA 溶液，搖勻，是否有配合物生成，將溶液加熱，觀察現(xiàn)象并解釋。5. 配合物的

12、水合異構(gòu)現(xiàn)象-1(1)取一支試管加入0.5mL 0.1mol L· 的 CrCl 3 溶液，加熱，觀察溶液顏色變化，然后將溶液冷卻，觀察現(xiàn)象并解釋。反應方程式如下： Cr(H 2O)6 3+2Cl -Cr(H 2O)4Cl 2 + +2H 2 O-1(2)取一支試管加入0.5mL 0.1mol ·L CoCl 2 溶液，加熱，觀察溶液顏色變化，然后將溶液冷卻，觀察現(xiàn)象并解釋。反應方程式如下：Co(H 2O)62+ +4Cl -Co(H 2O)2Cl 42- + 4H 2O6. 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)4 2+

13、，然后分別滴加 0.1mol ·L-1EDTA 溶液，觀察現(xiàn)象并解釋。-1(2)在小試管中 (或白瓷點滴板上 )，滴加一滴3 滴 0.25%鄰菲羅啉0.1mol L· FeSO4 溶液及溶液，觀察現(xiàn)象，此反應可作為Fe2+離子的鑒定反應。(3)在試管中加入-1-12 滴 0.1mol L· NiSO 4 溶液及一滴 2mol·LNH 3 ·H2O 和 2 滴二乙酰二肟溶液，觀察現(xiàn)象，此反應可作為Ni 2+離子的鑒定反應。(4)在鑒定和分離離子時， 常常利用形成配合物的方法來掩蔽干擾離子。例如 Co2+和 Fe3+3+，不需分離即可用 KSCN

14、法鑒定Co2+。共存時，采用 NH 4F 來掩蔽 Fe在一支試管中加入2 滴 0.1mol ·L-1CoCl 2 溶液和幾滴 1mol·L -1KSCN ，再加一些戊醇 (或丙酮 )，觀察現(xiàn)象。在一支試管中加入1 滴 0.1mol ·L-1的 FeCl3溶液和 5 滴 0.1mol ·L-1的 CoCl 2 溶液，加幾滴-12mol ·L-1的 NH 4F 溶液，并振搖試管，觀察現(xiàn)象；等1 mol L· KSCN ，有何現(xiàn)象？逐滴加入溶液的血紅色褪去后，加一些戊醇(或丙酮 )，振搖，靜置，觀察戊醇層顏色。7. 請思考一下利用現(xiàn)有的試劑還可以生成其它的配合物嗎?動手試試吧 !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. NH 4F 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