O

TRZYMYWANIE

I

WŁAŚCIWOŚCI

ZWIĄZKÓW

KOMPLEKSOWYCH

.

CZĘŚĆ TEORETYCZNA

W procesie tworzenia związku kompleksowego atomy lub grupy atomów (jonów),

zwane ligandami, za pomocą oddziaływań elektrostatycznych lub wiązania koordynacyjnego,
związane zostają z atomem centralnym.

Atomami centralnymi mogą być atomy metali lub niemetali. Wiążąca para

elektronowa wiązania koordynacyjnego pochodzi od atomu centralnego (jeśli jest on
niemetalem) lub od ligandów (jeśli atom centralny jest metalem).

Liczbę wiązań koordynacyjnych, jakie tworzy atom centralny z ligandami nazywamy

liczbą koordynacyjną. Liczba koordynacyjna nie zawsze jest równa liczbie ligandów. Każdy
atom centralny w danym jonie kompleksowym ma określoną liczbę koordynacyjną. Pozwala
ona wnioskować o przestrzennej strukturze jonu kompleksowego, ponieważ ligandy znajdują
się najczęściej w narożach bryły geometrycznej, w środku której znajduje się atom centralny.
Najczęściej występujące liczby koordynacyjne to 4, 6 i 8 a odpowiadające im struktury
przestrzenne to tetraedr, sześcian i oktaedr.

Ć

WICZENIE

1: O

TRZYMYWANIE

PROSTYCH

ZWIĄZKÓW

KOMPLEKSOWYCH

.

Cel doświadczenia: Otrzymanie związku kompleksowego

Bi(NO

3

)

3

+ KI → BiI

3

↓

BiI

3

↓ + KI

(nadmiar)

→ K[BiI

4

]

Poziom i skala

trudności(1-3)

1

Czas wykonania

ćwiczenia

10 minut

Sprzęt laboratoryjny

statyw z probówkami, pipeta

Odczynniki

0,5M roztwór azotanu(V) bizmutu(III)
(Bi(NO

3

)

3

)

20 mL

0,5M roztwór jodku potasu (KI)

20 mL

WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH

azotan(V) bizmutu(III)

Bi(NO

3

)

3

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

jodek potasu

KI

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

1

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Do probówki zawierającej 2 mL 0,5M roztworu azotanu(V) bizmutu(III) (Bi(NO

3

)

3

),

dodawać kroplami 0,5M roztworu jodku potasu (KI), aż do wytrącenia się ciemnobrunatnego
osadu jodku bizmutu(III) (BiI

3

). Następnie powstały osad rozpuścić poprzez dodanie kilku

kropel KI.

OBSERWACJE I WNIOSKI

Po dodaniu jodku potasu (KI) do roztworu azotanu(V) bizmutu(III) w pierwszym etapie
powstaje brunatny osad jodku bizmutu(III) BiI

3

. Następnie po dodaniu nadmiaru KI osad

rozpuścił się i powstał rozpuszczalny związek kompleksowy – tetrajodobizmutan(III) potasu -
K[BiI

4

].

Ć

WICZENIE

2: A

KWAKOMPLEKSY

2

Cel doświadczenia: Pokazanie zależności barwy związków kompleksowych od wartości

liczby koordynacyjnej atomu centralnego.

Poziom i skala

trudności(1-3)

1

Czas wykonania

ćwiczenia

25 minut

Sprzęt laboratoryjny

3 tygle porcelanowe, statyw z probówkami, palnik, trójnóg,

trójkąt kaolinowy

Odczynniki

uwodniony siarczan(VI) miedzi(II)
CuSO

4

x 5H

2

O

5g

uwodniony siarczan(VI) niklu
NiSO

4

x 7H

2

O

5g

uwodniony siarczan(VI) kobaltu
CoSO

4

x 7H

2

O

5g

WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH

CuSO

4

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

siarczan(VI) niklu

NiSO

4

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

siarczan(VI) kobaltu

CoSO

4

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

W trzech tygielkach porcelanowych umieścić po 50mg uwodnionych soli: CuSO

4

x 5H

2

O,

NiSO

4

x 7H

2

O, CoSO

4

x 7H

2

O. Wyprażyć sole w płomieniu palnika. Zaobserwować zmiany

zabarwienia substancji w tygielkach pod wpływem temperatury. Po ochłodzeniu zawartość
tygielków przenieść do 3 suchych probówek. Do każdej z nich dodać po 2mL wody i
zamieszać. Porównać barwy uzyskanych roztworów z barwami odpowiednich soli
bezwodnych i stałych hydratów.

OBSERWACJE I WNIOSKI

Po wyprażeniu zaobserwowaliśmy zmianę barwy hydratów: uwodniony siarczan(VI) miedzi
(CuSO

4

x 5H

2

O – w rzeczywistości związek ten ma postać [Cu(H

2

O)

5

]SO

4

) zmienił barwę z

niebieskiej na białą; uwodniony siarczan(VI) niklu (NiSO

4

x 7H

2

O; [Ni(H

2

O)

7

]SO

4

) z zielonej

na żółtą, natomiast uwodniony siarczan(VI) kobaltu (CoSO

4

x 7H

2

O; [Co(H

2

O)

7

]SO

4

)

przeszedł z różowej barwy na fioletową. Zmiana barwy hydratów nastąpiła na skutek utraty
ligandów, jakimi są cząsteczki, a więc związana jest ze zmianą wartości liczby

3

koordynacyjnej. Następnie po dodaniu niewielkiej ilości wody do każdego związku –
obserwowaliśmy powrót pierwotnego koloru.

Ć

WICZENIE

3: Z

WIĄZKI

KOMPLEKSOWE

W

REAKCJI

WYMIANY

Cel doświadczenia: Pokazanie prostej reakcji wymiany prowadzącej do otrzymania

związku kompleksowego.

Hg(NO

3

)

2

+ 2 NH

4

SCN → Hg(SCN)

2

↓ + 2NH

4

NO

3

Hg(SCN)

2

+ 2 NH

4

SCN → (NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

]

Co(NO

3

)

2

+ (NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

] → Co[Hg(SCN)

4

]↓ + 2NH

4

NO

3

Poziom i skala

trudności(1-3)

1

Czas wykonania

ćwiczenia

15 minut

Sprzęt laboratoryjny

statyw z 2 probówkami, pipeta

Odczynniki

1M roztwór azotanu(V) rtęci(II)

(Hg(NO

3

)

2

)

1mL

nasycony roztwór tiocyjanian amonu

( NH

4

SCN)

5mL

1M roztwór azotanu(V) kobaltu(II)

(Co(NO

3

)

2

)

1mL

WYCIĄG Z KART CHARAKTERYSTYKI SUBSTANCJI NIEBEZPIECZNYCH

azotan(V) rtęci(II)

Hg(NO

3

)

2

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

tiocyjanian amonu

NH

4

SCN

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

azotan(V) kobaltu(II)

Co(NO

3

)

2

R: Nie dotyczy
S: Nie dotyczy

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Do probówki wprowadzić 1mL 1M roztworu azotanu(V) rtęci(II). Następnie dodać
nasyconego roztworu tiocyjanianu amonu NH

4

SCN w ilości potrzebnej do całkowitego

rozpuszczenia się, powstałego w początkowym etapie, osadu tiocyjanianu rtęci(II) Hg(SCN)

2

.

Do drugiej probówki wprowadzić 1 mL 1M roztworu azotanu(V) kobaltu(II) - Co(NO

3

)

2

oraz

1 mL, otrzymanego w poprzednim etapie, roztworu tetra(tiocyjaniano)rtęcianu(II) amonu -

4

(NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

]. W celu przyspieszenia tworzenia się osadu należy lekko wstrząsać

probówką.

OBSERWACJE I WNIOSKI

Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że nastąpiła reakcja wymiany podwójnej
pomiędzy tetra(tiocyjaniano)rtęcianem(II) amonu - (NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

] a azotanem(V)

kobaltu(II) - Co(NO

3

)

2

według równania:

Co(NO

3

)

2

+ (NH

4

)

2

[Hg(SCN)

4

] → Co[Hg(SCN)

4

]↓ + 2NH

4

NO

3

Otrzymany osad jest solą, w której liczba koordynacyjna jonu rtęciowego wynosi 4.

5

LITERATURA

1. K.-H. Lautenschlager, W. Schroeter. Nowoczesne kompendium chemii. PWN

Warszawa 2007.

2. L. Pajdowski. Chemia ogólna. PWN, Warszawa 2002.
3. T. Lipiec, Z. Szmal. Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej.

PZWL, Warszawa 1997.

4. J.R. Paśko, R. Sitko. Ćwiczenia laboratoryjne z chemii ogólnej i analitycznej. WSP,

Kraków 1996.

TEST SPRAWDZAJĄCY

1. Ile wynosi liczba koordynacyjna atomu bizmutu w związku K[BiI

4

] ?

a) 2
b) 3
c) 4
d) 6

Prawidłowa odp: c

2. Jaki pierwiastek pełni rolę atomu centralnego w związku Co[Hg(SCN)

4

] ?

a) Co
b) Hg
c) S
d) N

Prawidłowa odp: b

6