Chemia stosowana I temat: związki kompleksowe.

Prezentacja na temat: "Chemia stosowana I temat: związki kompleksowe."— Zapis prezentacji:

1 chemia stosowana I temat: związki kompleksowe

2 tworzenie hydratów soli
MgCl2·6H2O  [Mg(H2O)62+](Cl–)2 FeCl3·6H2O  [Fe(H2O)63+](Cl–)3 KAl(SO4)2·12H2O  [K(H2O)6+][Al(H2O)63+](SO42–)2 NiSO4·7H2O  [Ni(H2O)62+](SO42–)(H2O)

3 pojęcia podstawowe Fe3+ + 6 CN– [Fe(CN)6]3– ligand - L atom centralny,
metal - M [Fe(CN)6]3– – jon kompleksowy K3[Fe(CN)6] – związek kompleksowy, koordynacyjny, zespolony

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

5 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

6 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–): [FeF6]3–, [BF4]–, [SiF6]2– jony chlorkowe (Cl–): [SnCl6]2–, [AuCl4]–, [PtCl6]2– rozpuszczanie metali szlachetnych przez wodę królewską (HNO3 + HCl) jony jodkowe (I–): [CdI4]2–, [BiI4]–, [HgI4]2– Ligandy z wodorem: jony wodorkowe (H–): [AlH4]–, [BH4]– silne reduktory LiAlH4, NaBH4

7 przegląd ligandów Ligandy z tlenem: woda (H2O)
jony hydroksylowe (OH–): [Al(OH)4]–, [Sn(OH)3]–, [Zn(OH)4]2– jony węglanowe (CO32–), jony fosforanowe (PO43–), jony siarczanowe(VI) (SO42–), jony siarczanowe(IV) (SO32–) jony azotanowe(III) (nitrito-O) (ONO): [Co(ONO)6]3– jony karboksylanowe (RCOO–): [Pb(CH3COO)4]2– jony tlenkowe (O2–): [CrO4]2–, [MnO4]– nadtlenek wodoru (H2O2): [TiO(H2O2)]2+ jony nadtlenkowe (O22–): [CrO(O2)]

8 przegląd ligandów Ligandy z siarką:
jony tiosiarczanowe (S2O32–): [Ag(S2O3)2]3–, stosowany jako utrwalacz fotograficzny jony siarczkowe (S2–): [AsS3]3–, [SbS3]3–, [SnS3]2– jony rodankowe (tiocyjano-S) (SCN–) [Fe(SCN)6]3–, [Co(SCN)4]– Ligandy z węglem: jony cyjankowe (CN–): [Ag(CN)2]–, [Au(CN)2]–, [Au(CN)4]–, [Cd(CN)4]2–, [Fe(CN)6]3–, [Fe(CN)6]4– ważne zastosowanie w galwanotechnice, ekstrakcja złota

9 przegląd ligandów Ligandy z azotem:
amoniak (NH3): [Ag(NH3)2]+, [Cu(NH3)4]2+, [Zn(NH3)4]2+ odczynnik Schweitzera (rozpuszcza celulozę): Cu(OH)2 + 4NH3  [Cu(NH3)4]2+(OH–)2 hydrazyna (N2H4), hydroksyloamina (NH2OH), jony rodankowe (tiocyjano-N) (SCN–), jony azydkowe (N3–) jony azotanowe(III) (nitrito-N) (NO2) etylenodiamina (en = NH2CH2CH2NH2): [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

10 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]

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

12 kwas etyleno_di_amino_terta_octowy (EDTA)
Trwałość kompleksów chelatowych jest znacznie większa. EDTA tworzy kompleksy nawet z Mg2+ lub Ca2+. Służy m.in. do oznaczania stopnia twardości wody.

13 izomerie związków kompleksowych
izomeria jonowa: [Co(NH3)5(SO4)]Br - [Co(NH3)5Br]SO4 izomeria hydratacyjna: [Cr(H2O)6]Cl3 - [Cr(H2O)5Cl]Cl2·H2O - [Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O izomeria wiązaniowa: jony pentaamina(nitrito-N)kobaltu(III) [Co(NH3)5(NO2)]2+ jony pentaamina(nitrito-O)kobaltu(III) [Co(NH3)5(ONO)]2+

14 izomerie związków kompleksowych
stereoizomeria: geometryczna optyczna

15 izomerie związków kompleksowych

16 równowaga tworzenia kompleksu
Fe CN– [Fe(CN)6]3–  = ________ C[Fe(CN)6]3– CFe3+·C6CN– stała trwałości kompleksu: [Fe(CN)6]3– Fe CN– K = ________ CFe3+·C6CN– C[Fe(CN)6]3– stała dysocjacji kompleksu: log = –logK = pK

17 równowagi stopniowe [Ni(H2O)6]2+ [Co(H2O)6]3+ [Ni(H2O)5(NH3)]2+ ..
[Ni(NH3)6]2+ [Co(H2O)6]3+ .. [Co(H2O)(NH3)5]3+ [Co(NH3)6]3+ [Cr(NH3)6]3+ [CrCl(NH3)5]2+ [CrCl2(NH3)4]+ [CrCl3(NH3)3] [CrCl4(NH3)2]–

18 wpływ trwałości kompleksów na rozpuszczalność
AgCl/s/ Ag+ + Cl– pKso = 9,96 CAg+ = 1,05×10–5 M AgBr/s/ Ag+ + Br– pKso = 12,4 CAg+ = 6,31×10–7 M AgI/s/ Ag+ + I– pKso = 16,0 CAg+ = 1,00×10–8 M Ag2S/s/ Ag+ + S2– pKso = 49,5 CAg+ = 3,98×10–17 M zakładając początkowo CAg+ = 0,01M i CL = 0,1 M Ag+ + 2NH [Ag(NH3)2]+ log = 7,6 CAg+ = 3,9×10–8 M Ag+ + 2S2O32– [Ag(S2O3)2]3– log = 12,8 CAg+ = 2,5×10–13 M Ag+ + 2CN– [Ag(CN)2]– log = 21,4 CAg+ = 6,2×10–22 M AgCl rozpuszcza się już w (NH4)2CO3 /aq/ (małe stężenie NH3) AgBr rozpuszcza się w NH3 /aq/ AgI nie rozpuszcza się w NH3 /aq/, ale rozpuszcza w Na2S2O3 /aq/ Ag2S nie rozpuszcza się w Na2S2O3/aq/, ale rozpuszcza w KCN/aq/

19 ? równowagi w roztworach - podsumowanie AgNO3 + CH3COONH4 H3O+ + OH–
OH– + CH3COOH H2O, Ag+, NH4+, NO3–, CH3COO– H3O+ OH– CH3COOAg /s/ NH3 CH3COOH AgOH /s/ [Ag(NH3)2]+ [Ag(NH3)2]+ CH3COOAg/s/ AgOH/s/