實(shí)驗(yàn)報(bào)告 配合物的生成、性質(zhì)和應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)三配合物的生成、性質(zhì)和應(yīng)用一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解配合物的生成和組成。2.了解配合物與簡(jiǎn)單化合物合復(fù)鹽的區(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。5.熟悉過(guò)濾盒試管的使用等基本操作。二、實(shí)驗(yàn)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(chēng)配合物。配位反應(yīng)是分步進(jìn)行的可逆反應(yīng)，每一步反應(yīng)都存在著配位平衡。M+nRMRn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應(yīng)或金屬離子的水解等，就會(huì)導(dǎo)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(yīng)發(fā)生，引起中心離子濃度的減少，也會(huì)使配位平衡朝離解的方向移動(dòng)；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(dǎo)致配合物的穩(wěn)定性降低。若沉淀平衡中有配位反應(yīng)發(fā)生，則有利于沉淀溶解。配位平衡與沉淀平衡的關(guān)系總是朝著生成更難解離或更難溶解物質(zhì)的方向移動(dòng)。配位反應(yīng)應(yīng)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(jìn)行離子鑒定、干擾離子的掩蔽反應(yīng)等。三、儀器和試劑儀器：試管、離心試管、漏斗、離心機(jī)、酒精燈、白瓷點(diǎn)滴板。試藥：H2SO4(2mol·L-1)、HCl(1mol·L-1)、NH3·H2O(2,6mol·L-1)、NaOH(0.1,2mol·L-1)、CuSO4(0.1mol·L-1,固體)、HgCl2(0.1mol·L-1)、KI(0.1mol·L-1)、BaCl2(0.1mol·L-1)、K3Fe(CN)6(0.1mol·L-1)、NH4Fe(SO4)2(0.1mol·L-1)、FeCl3(0.1mol·L-1)、KSCN(0.1mol·L-1)、NH4F(2mol·L-1)、(NH4)2C2O4(飽和)、AgNO3(0.1mol·L-1)、NaCl(0.1mol·L-1)、KBr(0.1mol·L-1)、Na2S2O3(0.1mol·L-1,飽和)、Na2S(0.1mol·L-1)、FeSO4(0.1mol·L-1)、NiSO4(0.1mol·L-1)、CoCl2(0.1mol·L-1)、CrCl3(0.1mol·L-1)、EDTA(0.1mol·L-1)、乙醇(95%)、CCl4、鄰菲羅啉(0.25%)、二乙酰二肟(1%)、乙醚、丙酮。四、實(shí)驗(yàn)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0.5gCuSO4·5H2O(s),加少許蒸餾水?dāng)嚢枞芙?，再逐滴加?mol·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(lán)色溶液，然后加入2mL95%乙醇，振蕩試管，有何現(xiàn)象？靜置2分鐘，過(guò)濾，分出晶體。在濾紙上逐滴加入2mol·L-1NH3·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(xiě)出相應(yīng)離子方程式。現(xiàn)象：有淺藍(lán)色沉淀堿式硫酸銅生成：NH3·H2O=Cu2(OH)2SO4+2NH4+(2)配合物的組成將上述溶液分成2份，在一支試管中滴入2滴0.1mol·L-1BaCl2溶液，另一支試管滴入2滴0.1mol·L-1NaOH溶液，觀察現(xiàn)象，寫(xiě)出離子方程式。 現(xiàn)象：第一支有白色沉淀SO42-+Ba2+=BaSO4第二支無(wú)現(xiàn)象另取兩支試管，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-1BaCl2溶液和2滴0.1mol·L-1NaOH溶液，觀察現(xiàn)象，寫(xiě)出離子方程式。第一支有白色沉淀SO42-+Ba2+=BaSO4第二支有藍(lán)色沉淀Cu2++OH-=Cu（OH）2比較二實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析該配合物的內(nèi)界和外界組成，寫(xiě)出相應(yīng)離子方程式。內(nèi)界：【SO42-2.配合物與簡(jiǎn)單化合物、復(fù)鹽的區(qū)別(1)在一支試管中加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液，再滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液，觀察溶液呈何顏色？【Fe（SCN）3】血紅色(2)用0.1mol·L-1K3Fe(CN)6)溶液代替FeCl3溶液，同法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象是否相同。不同無(wú)現(xiàn)象Fe(CN)6)3+配離子存在于溶液中。(3)如何用實(shí)驗(yàn)證明硫酸鐵銨是復(fù)鹽，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)步驟并實(shí)驗(yàn)之。提示：取3支試管，各加入5滴0.1mol·L-1NH4Fe(SO4)2溶液，分別用相應(yīng)方法鑒定NH4+、Fe3+、SO42-的存在。加鹽酸，NaOH，硝酸鋇驗(yàn)證配位平衡及其移動(dòng)(1)配合物的取代反應(yīng)在一支試管中，加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液和1滴0.1mol·L-1KSCN溶液，觀察溶液顏色。向其中滴加2mol·L-1NH4F溶液，溶液顏色又如何？再滴入飽和(NH4)2C2O4溶液，溶顏色又怎樣變化？簡(jiǎn)單解釋上述現(xiàn)象，并寫(xiě)出離子方程式。【Fe（SCN）3】血紅色；血紅色變淺至無(wú)色【Fe（F）6】3-；無(wú)色變?yōu)辄S綠色(4)配位平衡與沉淀平衡在一支離心試管中加入2滴0.1mol·L-1AgNO3溶液，按下列步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①逐滴加入0.1mol·L-1NaCl溶液至沉淀剛生成；②逐滴加入6mol·L-1氨水至沉淀恰好溶解；③逐滴加入0.1mol·L-1KBr溶液至剛有沉淀生成；④逐滴加入0.1mol·L-1Na2S2O3溶液，邊滴邊劇烈振搖至沉淀恰好溶解；⑤逐滴加入0.1mol·L-1KI溶液至沉淀剛生成；⑥逐滴加入飽和Na2S2O3溶液，至沉淀恰好溶解；⑦逐滴加入0.1mol·L-1Na2S溶液至沉淀剛生成；寫(xiě)出每一步有關(guān)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(guān)系。(3)配位平衡與氧化還原反應(yīng)取兩支試管各加5滴0.1mol·L-1的FeCl3溶液及10滴CCl4，然后往一支試管滴入2mol·L-1NH4F溶液至溶液變?yōu)闊o(wú)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-1KI溶液，振蕩后比較兩試管中CCl4層顏色，解釋現(xiàn)象并寫(xiě)出離子方程式。(4)配位平衡與酸堿平衡①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-1HCl溶液，另一支滴加2mol·L-1NaOH溶液，觀察現(xiàn)象，說(shuō)明配離子[Cu(NH3)4]2+在酸性和堿性溶液中的穩(wěn)定性，寫(xiě)出有關(guān)的離子方程式。②在一支試管中，先加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液，再逐滴滴加2mol·L-1NH4F溶液至溶液顏色呈無(wú)色，將此溶液分成兩份，分別逐滴加入1mol·L-1HCl和2mol·L-1NaOH溶液，觀察現(xiàn)象，說(shuō)明配合物離子[FeF6]3-在酸性和堿性溶液中的穩(wěn)定性，寫(xiě)出有關(guān)的離子方程式。6.配合物的應(yīng)用(1)取兩支試管各加10滴自制的[Fe(SCN)6]3-、[Cu(NH3)4]2+，然后分別滴加0.1mol·L-1EDTA溶液，觀察現(xiàn)象并解釋。在小試管中(或白瓷點(diǎn)滴板上)，滴加一滴0.1mol·L-1FeSO4溶液及3滴0.25%鄰菲羅啉溶液，觀察現(xiàn)象，此反應(yīng)可作為Fe2+離子的鑒定反應(yīng)?，F(xiàn)象和解釋?zhuān)荷山奂t色的溶液(反應(yīng)方程式)(3)在試管中加入2滴0.1mol·L-1NiSO4溶液及一滴2mol·L-1NH3·H2O和2滴二乙酰二肟溶液，觀察現(xiàn)象，此反應(yīng)可作為Ni2+離子的鑒定反應(yīng)。H+離子濃度過(guò)大不利于Ni2+離子生成內(nèi)絡(luò)鹽，而OH-離子的濃度也不宜太高，否則會(huì)生成氫氧化鎳沉淀。合適的酸度是pH為5～10。五、注意事項(xiàng)1.在性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中一般來(lái)說(shuō)，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(shí)驗(yàn)。2.NH4F試劑對(duì)玻璃有腐蝕作用，儲(chǔ)藏時(shí)最好放在槊料瓶中。3.注意配合物的活動(dòng)性是指配合物在反應(yīng)速度方面的性能。Cr-EDTA配合物的穩(wěn)定性相當(dāng)高(lgKs=