Опыт 8. Электролиз раствора сульфата меди с активным (медным) анодом.

Выполнение опыта. Электролизер заполнить 2 н раствором сульфата меди. В одно отверстие электролизера опустить графитовый электрод, покрытый в предыдущем опыте медью, и подсоединить его к положительному полюсу – это анод, в другое отверстие электролизера опустить чистый графитовый электрод и подсоединить его к отрицательному полюсу – это катод. Пропускать электрический ток в течение нескольких минут. Наблюдать омеднение катода и растворение меди на аноде.

Составить уравнения катодного и анодного процессов.

ПРИ СДАЧЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ ОТВЕТЬТЕ НА СЛЕДУЮЩИЕ ВОПРОСЫ

1. Рассчитайте потенциал водородного электрода при Н+ = 10–10 моль/л. Ответ:–0,59 В;

2. Укажите типы покрытий в случаях, когда хром покрыт серебром, кобальт – медью, цинк – никелем, магний – оловом, железо – цинком.

3. Составьте схемы процессов, протекающих на электродах в следующих гальванических элементах:

1) Zn  ZnSO4  FeSO4  Fe; 2) Zn  H2SO4  H2SO4  Fe;

3) Zn  ZnSO4  CuSO4  Fe.

4. Составьте схемы процессов, протекающих при электролизе водного раствора KNO3 с медными электродами.

5. Укажите, какие металлы получается электролизом расплавов солей или оксидов.

6. Запишите схемы процессов, протекающих на электродах (анод инертный) при электролизе водных растворов следующих солей:

а) Cr₂(SO₄)₃; б) MgI₂; в) Pb(NO₃)₂; г) NaNO₃.

Укажите изменение реакции среды (рН) в анодном и катодном пространствах?

7. В какой последовательности выделяются металлы при электролизе раствора, содержащего в одинаковой концентрации ионы никеля, серебра, меди?

Работа № 10 получение комплексных соединений, изучение их свойств и методов разрушения

Комплексными соединениями называют соединения второго порядка, содержащие "центральный атом"- комплексообразователь, с которым в неионогенной связи находится определенное количество атомов или молекул, называемых лигандами и составляющих вместе с комплексообразователем внутреннюю сферу.

В большинстве случаев кроме внутренней сферы имеется также внешняя сфера, состоящая из отрицательных или положительных ионов.

Внутренняя сфера комплексного соединения (лиганды и комплексообразователь) заключается в квадратные скобки. Например:

Соли	Кислоты	Основания
Na3[AlF6]	H2[Si F6]	[Ag(NH3)2]OH
[Ni(NH3)6](NO3)2	H2[AuCl4]	[Cu(NH3)4](OH)2

Получены комплексные соединения, в которых вокруг центрального атома координируется до шести различных лигандов: [Pt⁺⁴(NH₃)₂(C₆H₅N)ClBrNO₂]NO₃.

Существуют комплексные соединения без внешней сферы. Они являются неэлектролитами, например [Ni(CO)₄] и [Pt(NH3)₂Cl₂].

В качестве комплексообразователей чаще всего выступают атомы или ионы d–элементов и р-элементов: Zn²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Ag⁺, Au⁺, Au³⁺, Si⁺⁴, Ge²⁺, Ge⁴⁺, Al³⁺, B⁺³ и др.

В качестве лигандов чаще всего выступают следующие частицы:

отрицательно заряженные кислотные остатки и гидроксогруппа:

F‑ – фторо,	Cl‑ – хлоро,	Br ‑ – бромо,
I ‑ – йодо,		NO2 ‑ – нитрито,
NO3‑ – нитрато,	CN‑ – циано,	CNS‑ – родано,
NH2‑ – амино,	OH‑ – гидроксо,	SO32‑ – сульфито,
SO42‑ – сульфато,	S2O32‑ – тиосульфато,	CO32‑ – карбонато, С2О42- - оксалато
PO43‑ – фосфато,	и др.

дипольные молекулы H₂O; NH₃; NO CO и др.

Названия лигандов –нейтральных молекул: NНз,– аммин, Н₂О – аква, NO – нитрозил, СО– корбонил.

3) органические соединения, например, этилендиамин (NH₂–CH₂–CH₂–NH₂), этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) и др.

Лиганды, занимающие одно координационное место, называются монодентатньми.

Лиганды, занимающие во внутренней сфере два или несколько координационных мест, называются би– (ди–) или полидентатными. Это анионы многоосновных кислот (SO₄^2‑; SO₃^2‑; S₂O₃^2‑; C₂O₄^2‑ и др.), а также органические соединения, например, этилендиамин (NH₂–CH₂–CH₂–NH₂), этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) и др.

Число, показывающее, сколько монодентатных лигандов координирует вокруг себя центральный ион, называется координационным числом.

Координационное число (к.ч.) зависит от:

– химической природы иона–комплексообразователя. Например, [Сu(NНз)₄]²⁺ и [Со(NНз)_б]²⁺

– химической природы лиганда. Например, [AlI₄]^‑ и [AlF₆]^3‑.

– валентности (В) комплексообразователя и заряда лигандов (чаще всего при В _{компл-ля} = 1-3 к. ч. = 2В, при В _{компл-ля} >3 к. ч. = В + 2).

Однако есть исключения. Так, для Сu⁺ и Аu⁺ характерно координационное число 2 , для Si⁺⁴ – 6, для W⁺⁶ – 8 , а для Cu²⁺ и Аu³⁺ – число 4 , для Fe²⁺ и Fe³⁺ - 6, для Ni²⁺ - 4 и 6 и т.д.

– соотношения объемов комплексообразователя и лигандов. Например, [BF₄]^‑ и [AIF₆]^3‑.

– концентрации. При недостатке лигандов образуются координационно–ненасыщенные соединения. Возможно образование наряду с комплексным ионом [Fe(CNS)₆]^3‑ при большом избытке ионов CNS^‑ образование координационно–ненасыщенных комплексных ионов, вплоть до [Fe(CNS)]²⁺.

Большинство комплексных соединений имеют специфическую окраску, что часто используется в аналитической химии для качественного анализа.