Kasutatud töövahendid: Katseklaaside komplekt Katseandmed: Oksüdatsiooniastmete muutuseta kulgevad reaktsioonid Sademete teke Katse 1: SO42 ioone sisaldavale lahusele lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. Na2SO4 + BaCl2 2NaCl + BaSO4 SO42 + Ba2+ BaSO4 Kommentaar: Lähteained on värvitud, tekib sade valge häguna. Katse 2: Al3+ ioone sisaldavale lahusele lisada 2 M NH3 H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al2(SO4)3 + 6NH3·H2O 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4 2Al3+ + 6NH3·H2O 2Al(OH)3 + 6NH4- Kommentaar: Lähteained on värvitud, tekib piimjas sade. Katse 3: Pb2+ ioone sisaldavale lahusele lisada CrO42 ioone sisaldavat lahust. Pb(NO3)2 + K2CrO4 2KNO3 + PbCrO4 Pb2+ + CrO42 PbCrO4 Kommentaar: K2CrO4 on vedel kollane aine, Pb(NO3)2 on värvitu, tekib kollane tükiline sade. Hüdrolüüs Katse 4: 1. Al2(SO4)3 lahuse pH-d hinnata metüülpunase lisamisega. Metüülpunane pöördeala
4 : , . 1 , SO42- (1-2), Ba 2+ : BaCl2 + Na2SO4 --> BaSO4(s) + 2NaCl Ba 2+ + SO42- --> BaSO4(s) . 2 , Al3+, 2 NH3 * H2O . Al2(SO4)3+6NH3·H2O => 2Al(OH)3(s) +3(NH3)2SO4 2 Al3+ + 6OH- => 2Al(OH)3(s) 3 , Pb 2+ , CrO42- K2CrO4 + Pb(NO3)2 -> PbCrO4(s) + KNO3 CrO42- + Pb 2+ -> PbCrO4(s) , . PbCrO4(s) Al(OH)3(s) BaSO4(s) 4 1-2 Al2(SO4)3 , Na2CO4 . pH , 2-3 . pH Al2(SO4)3 , 4,2--6,2. , , (pH<7). pH Na2CO3 , , 8,3--9,9.
2 Saamine Aniliini saamise võimalusi on rohkem kui üks. Esimene saamisviis on redutseerimine nitrobenseenist. Sellist saamisviisi töötas 1842. aastal välja Vene keemik Nikolai Zinin, seepärast kutsutakse seda aniliini saamisreaktsiooni ka Zinini reaktsiooniks. Zinini reaktsioon seisneb nitrobenseeni redutseerimises. C6H5NO2+6H= C6H5NH2+2 H2O Niimoodi saadi esimest korda aniliini. Mõjutades nitrobenseenile ammoniumsulfiidiga, ta sa aniliini: C6H5NO2 + 3(NH4)2S C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O Teine võimalus on redutseerimine nitrobenseenist kuumutamisel malmilaastutega ja vähese koguse soolhappega: 4C6H5NO2+9Fe+4H2O= 4C6H5NH2+3Fe3O4 Füüsikalised omadused Aniliin on vees raskesti lahustuv (3,6g/100cm3), värvusetu õlikas vedelik. Lahustub hästi alkoholis, eetris ja benseenis. Aniliin on väga mürgine. Keemistemperatuur on 184°C Keemilised omadused Aniliini jaoks on iseloomulik reageerimine nii amiinirühma järgi kui ka benseeni ringi järgi.
molekulaarkujul. Tasakaalustada ja lõpetada juhendis toodud reaktsioonivõrrandid. Redoksreaktsionides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Sademete teke: Katse 1. SO42- sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisan tilkhaaval Ba2+sisaldavat lahust. BaCl2 (aq) + Na2SO4 (aq) BaSO4 (s)+2NaCl (aq) Ba2+(aq)+SO42-(aq) BaSO4(aq) Tahke BaSO4 sadestub valge sademena. Katse 2. Al3+ sisaldavale lahuse lisan 2M NH3*H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al2(SO4)3 (aq)+6NH3*H2O (aq) 2Al(OH)3(s) +3 (NH4)2SO4(aq) + 6H+ Al3+(aq)+NH3-(aq) Al(OH)3(s) Al(OH)3 tekitab valge sademe. Katse 3. Lisasin Pb2+ ioone sisaldavale lahusele CrO42- ioone sisaldavat lahust. Pb(NO3)2 (aq)+K2CrO4 (aq) PbCrO4(s) + 2KNO3(aq) Pb2+(aq) + CrO42-(aq) PbCrO4(s) PbCrO4 tekitab kollase sademe lahuses. Hüdrolüüs: Katse 4. Võtan ühte katseklaasi 1..2 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hindan lahuse pH-d indikaatoritega.
Lahus oli roheline, pärast tekkis heleroheline sade Ni(OH)2 Kirjuta reaktsioonivõrrand. NiSO4 + 2NaOH = Ni(OH)2 + Na2SO4 b) teise katseklaasi lisada tilkhaaval ja loksutades 6M NH3 H2O vesilahust. Kirjeldada, mis toimub ammoniaagi vesilahuse lisamisel ja lahuse loksutamisel. Lahus oli roheline, pärast värvus siniseks. Kirjuta reaktsioonivõrrand NiSO4 + 6NH3 H2O = Ni(NH3)6 2+ + SO42- + 6H2O Atsiidokompleksid 3.1 Katseklaasi valada ~0,5 mL 0,2 M NaCl lahust ning lisada 1 tilk AgNO lahust. Loksutada ja lisada ~3 mL küllastatud NaCl lahust (tekkinud hõbekloriidi sade lahustub). Kirjeldada, mis toimub kemikaalide lisamisel ja lahuse loksutamisel? NaCl-le AgNO3 lisamisel tekib valge hõbekloriidi sade. Küllastunud NaCl lisamisel sade lahustub, sest tekib hõbeda kompleks klooriga.
. Aniliini saamise võimalusi on rohkem kui üks. Esimene saamisviis on redutseerimine nitrobenseenist. Sellise saamisviisi töötas 1842. aastal välja Vene keemik Nikolai Zinin, seepärast kutsutakse seda aniliini saamisreaktsiooni ka Zinini reaktsiooniks. Zinini reaktsioon seisneb nitrobenseeni redutseerimises. C6H5NO2+6H= C6H5NH2+2 H2O Niimoodi saadi esimest korda aniliini. Mõjutades nitrobenseeni ammoniumsulfiidiga, sai ta aniliini: C6H5NO2 + 3(NH4)2S → C6H5NH2 + 6NH3 + 3S + 2H2O Teine võimalus on redutseerimine nitrobenseenist kuumutamisel malmilaastutega ja vähese koguse soolhappega: 4C6H5NO2+9Fe+4H2O= 4C6H5NH2+3Fe3O4 4 Tootmine Saadakse benseenist. 1 Läbi klorobenseeni C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HCl ja C6H5Cl + NH3 (C6H5NH3)Cl algul tekib sool (fenüülammooniumkloriid) ja soolast saadakse leelise toimel amiin (aniliin) (C6H5NH3)Cl + NaOH C6H5NH2 + H2O + NaCl
Redoksreaktsioonides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Oksüdatsiooniastmete muutuseta kulgevad reaktsioonid 1. Sademete teke Katse 1. SO4 2- ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. H2SO4 +BaCl2 BaSO4 +2 HCl (hägune valge sade) SO42+Ba2+ BaSO4 Katse 2. Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada 2 M NH3 H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al2(SO4)3 + 6NH3*H2O 3(NH4)2 + 3SO4 + 2Al(OH)3 Segu muutus häguseks NH3*H2O = NH4+ + OH- Katse 3. Pb2+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada CrO42 ioone sisaldavat lahust. Pb(NO3)2 + K2CrO4 2 KNO3 + PbCrO4 Kollane värvus, sade põhjas Pb2+ + CrO42- PbCrO4 2. Hüdrolüüs Katse 4. Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka).
8,3...9,9 (sellest väiksema pH juures värvitu, suurema juures punane). Töö käik: Sademete teke: Katse 1. SO42- ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada tilkhaaval Ba2+ ioone sisaldavat lahust. SO42+Ba2+ BaSO4 H2SO4 + BaCl2 = BaSO4 + 2HCl Katseklaasis tekkis valge hägune sade. Katse 2. Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada 2 M NH 3 H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. NH3*H2O = NH4+ + OH- Al2(SO4)3 + 6NH3*H2O 3(NH4)2 + 3SO4 + 2Al(OH)3 Katse tulemusena tekkis paksema koostisega valge sade. Katse 3. Pb2+ ioone sisaldavale lahusele (0,5...1 ml) lisada CrO42- ioone sisaldavat lahust. Pb2+ + CrO42- = PbCrO4 Pb(NO3)2 + K2CrO4 = PbCrO4 + 2KNO3 Tekkis kollakas hägune sade. Hüdrolüüs: Katse 4. Võtta ühte katseklaasi 1 ml Al2(SO4)3 lahust, teise sama palju Na2CO3 lahust. Hinnata lahuste pH-d indikaatoritega (lisada 2...3 tilka). Al3+ + H20 = AlOH2+ + H+
Tekkis heleroheline sade. Kirjutada reaktsioonivõrrand. NiSO4 + 2NaOH Ni(OH)2 ↓+ Na2SO4 b) teise katseklaasi lisada tilkhaaval ja loksutades 6M NH 3 H2O vesilahust. Kirjeldada, mis toimub ammoniaagi vesilahuse lisamisel ja lahuse loksutamisel (segamisel). Lahus muutus rohelisest siniseks. Kirjutada reaktsioonivõrrand. Nikli ammiinkompleksis on nikli koordinatsiooniarv 6. NiSO4 + 6NH3∙H2O → [Ni(NH3)6]SO4 + 6H2O sinine (heksaamiinnikkel(II)sulfaat) Atsiidokompleksid 3.1 Katseklaasi valada ~0,5 mL 0,2 M NaCl lahust ning lisada 1 tilk AgNO 3 lahust. Loksutada ja lisada ~3 mL küllastatud NaCl lahust (tekkinud hõbekloriidi sade lahustub). Kirjeldada, mis toimub kemikaalide lisamisel ja lahuse loksutamisel (segamisel). Esialgu tekkis valge sade, pärast küllastatud NaCl lahuse lisamist sade kadus.
Sademete teke Katse 1 0,5...1 ml 0,2 M Na2SO4 lahusele lisatakse tilkhaaval BaCl2 lahust. Na 2SO 4 + BaCl2 2NaCl + BaSO 4 SO 24- + Ba 2+ BaSO4 Reaktsioonil tekib valge sade. Algselt on sade hõljuv, segamisel muutub ühtlaseks. Katse 2 0,5...1 ml 0,2 M Al2(SO4)3 lahusele lisatakse tõmbekapi all 2 M NH3·H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni. Al2 (SO 4 )3 + 6(NH 3 H 2O) 2Al(OH)3 + 3(NH 4 ) 2 SO 4 2Al3+ + 3SO42- + 6NH3 + 6H 2 O 2Al(OH)3 + 6NH 4+ + 3SO42 - Reaktsioonil tekib valge sade. Katseklaasis on võimalik eristade kahte kihti valge sade üleval ning ülejäänud läbipaistvad saadused all. Segamisel ained ühtlustuvad, tekkinud segu on tükiline. Katse 3 0,5...1 ml 0,2 M Pb(NO3)2 lahusele lisatakse 0,2 M K2CrO4 lahust (kollase värvusega). Pb(NO3 ) 2 + K 2CrO 4 PbCrO 4 + 2KNO 3 Pb 2+ + CrO 24- PbCrO 4 Reaktsioonil tekib kollane hõljuv sade, mis segamisel ühtlustub
Oksüdatsiooniastmete muutusteta kulgevad reaktsioonid Sademe teke KATSE 1 SO42- ioone sisaldavale lahusele (0,5…1 ml) lisada tilkhaaval Ba 2+ ioone sisaldavat lahust. Na2SO4+ BaCl2=2NaCl +BaSO4 ↓ SO42-+Ba2+=BaSO4 ↓ Lähteained on värvitud; tulemusena tekib valge sade KATSE 2 Al3+ ioone sisaldavale lahusele (0,5…1 ml) lisada 2M NH 3H2O lahust ammoniaagi lõhna püsimajäämiseni Al2(SO4)3 + 6NH3·H2O = 2Al(OH)3↓ + 3(NH4)2SO4 Al3+ + 3OH- = Al(OH)3 Lähteained on värvitud; tulemusena tekib valge sültjas sade. KATSE 3 Pb2+ ioone sisaldavale lahusele (0,5…1ml) lisada CrO 42- ioone sisaldavat lahust Pb(NO3)2 + K2CrO4 = 2KNO3 + PbCrO4↓ Pb2+ + CrO42– =PbCrO4↓ K2CrO4 on vedel kollane aine, Pb(NO3)2 on värvitu; tulemusena tekib kollane tükiline sade. Hüdrolüüs KATSE 4
Kasutatud uurimis- ja analüüsimeetodid ning metoodikad Katsed nr 1, 2, ja 3 olid sademe tekke peale: Katse 1 Esimese katse puhul lisasin Na2SO4 lahusele BaCl2. Tekkis valge aine, mis sadestus. Lahus muutus häguseks. Na2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2NaCl SO42- + Ba2+ BaSO4 Katse 2 Teise katse puhul lisasin Al2(SO4)3 lahusele 2M NH3H2O, mille tagajärjel tekkis valge hägune segu, mis ei olnud väga vedelas olekus. Al2(SO4)3 + 2M 6NH3H2O 2Al(OH)3 + 3(NH4)2SO4 + H2O Al3+ + NH3H2O [Al(NH3)]3+ + H2O Katse 3 Kolmanda katse puhul lisasin Pb(NO3)2 lahusele K2CrO4. Tekkis kollane hägune segu, mille põhja sadenes tahke aine. Pb(NO3)2 + K2CrO4 PbCrO4 + 2KNO3 Pb2+ + CrO42- PbCrO4 4 Katse 4 oli hüdrolüüsi peale: Katse 4 Ühte katseklaasi valasin 1 ml Al2(SO4)3 lahust ja teise Na2CO3 lahust. Hindasin nende lahuste pH-d indikaatoritega.
koguses sadet. Molekulaarne võrrand: H2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) = BaSO4 (s) + 2HCl(aq) Ioonvõrrand: SO42 (aq) + Ba2+ (aq) BaSO4 (s) BaSO4 on vähelahustuv ühend ning sadestus lahuse põhja. Katse 2. Al2(SO4)3 lahusele 2 M NH3*H2O lahuse lisamisel toimus lahustumine algselt ebaühtlaselt, muutus tihkeks, väikesed klombid katseklaasi seintel, väga hägune. Sadet polnud. Molekulaarne võrrand: Al2(SO4)3 (aq) + 6NH3*H2O (aq) 2Al(OH)3(s) +3(NH4)2SO4(aq) + 6H+ Ioonvõrrand: Al3+(aq)+ NH3-(aq) Al(OH)3(s) Sadeneb Al(OH)3 Katse 3. Kollased tükid tulid Pb(NO3)2 lahusesse K2CrO4 lahuse paari tilga lisamisel. Suhteliselt lühikese aja pärast tekkis katseklaasi põhja kollane sade. Lahus ise tuli läbipaistev-kollane. Molekulaarne võrrand: Pb(NO3)2 (aq)+ K2CrO4 (aq)PbCrO4(s) + 2KNO3 (aq) Ioonvõrrand: 2K+(aq) + (CrO4)2-(aq) + Pb2+(aq) + 2(NO3)-(aq) PbCrO4(s) + 2K+(aq) + +2(NO3)-(aq)
a) Lisasin 10 tilka 2M NaOH lahust. Kompleks lagunes, tekkis sinakas sade [Cu(NH3)4](OH)2 + NaOH Cu(OH)2+NaOH + 4NH3 b) Panin katseklaasi Zn graanuli Zn pinnale vasekihti ei tekkinud, kuna kompleksühendi püsivuse tõttu ei suutnud Zn vaske ühendist välja tõrjuda 2.3 valasin kahte katseklaasi ~1 ml 0,2M NiSO4 lahust a) Lisasin tilkhaaval 0,2M NaOH lahust NiSO4 + 2NaOH Ni(OH)2 + Na2SO4 - sade on heleroheline b) Lisati tilkhaaval 6M NH3·H2O vesilahust NiSO4 + 6NH3·H2O [Ni(NH3)6]SO4 + 6H2O - tekkis sinine kompleks Atsiidokompleksid 3.1 0,5 ml 0,2M NaCl lahusele lisasin 1-e tilga AgNO3 lahust NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 - valge hõbekloriidi sade Ag+ + Cl AgCl Lisasin ~3 ml küllastunud NaCl lahust NaCl + AgCl Na[AgCl2] sade kadus, tekkis kompleksühend. 3.2 a) Panin katseklaasi mõned Co(NO3)2·6H2O kristallid, 2-3 ml atsetooni Tekkis punakas-lillakas lahus: Co(NO3)2*6H20 [Co(H2O)6]2+ b) Lisasin NaCl kristalle,
4 6 4 6. Katseklaasi valada ~2 mL vett, lisada kõigepealt 2 tilka K [Fe(CN) ] ja 4 tilka NiSO 3 2 lahust. Seejärel lisada tilkhaaval kontsentreeritud NH H O lahust kuni sademe kadumiseni. K4[Fe(CN6)] + NiSO4 Ni2[Fe(CN)6]-dinikkelheksatsüanoferraat Tekkis roheline sade Ni + 6NH3 * H2O [Ni(NH3)6] heksaamiinnikkel Ni2[Fe(CN6)] + [Ni(NH3)6] [Ni(NH3)6]2[Fe(CN6)] heksaamiinnikkel(II) heksatsüanoferraat(II) Tuntumaid kompleksioonidele iseloomulikke reaktsioone Katioonide tõestamine lahuses. Reaktsioone, mis toimuvad ainult ühe kindla iooni osavõtul nimetatakse spetsiifilisteks reaktsioonideks. Sellised reaktsioonid on aluseks kvalitatiivsele keemilisele analüüsile, mille
Moodustub roosa nikkeldimetüülglüoksimaat. Laigu vasakule ja paremale äärele kanda tilk kaaliumheksatsüanoferraat(II)-lahust. Moodustuvad pruunid vaskheksatsüanoferraadi (II) laigud. Sinise värvuse teke tõestab Fe3+-ioonide osalist difundeerumist laigu äärtesse. Kirjutada kõikide toimuvate reaktsioonide võrrandid. 3NH3·H2O + Fe3+ → Fe(OH)3 + 3NH4+ 4NH3·H2O + Cu2+→ [Cu(NH3)4]2++ 4H2O 6NH3·H2O + Ni2+→ [Ni(NH3)6]2+ + 6H2O Ni2+ + [N2(OH)2C2(CH3)2]2– →Ni[N2(OH)2C2(CH3)2] 2Cu2+ + K4[Fe(CN)6] → Cu2[Fe(CN)6] + 4K+ Katse 3.2. Al3+-iooni tõestus Cu2+-, Cd2+-, Fe3+- ja Zn2+-ioonide juuresolekul Filterpaberile kantakse üks tilk K4[Fe(CN)6] - lahust ja tilga keskele üks tilk analüüsitavat lahust. Tilga keskel seotakse kõik teised Al3+-iooni tõestamist segavad ioonid rasklahustuvate heksatsüanoferraatidena. Al3+-ioonid difundeeruvad laigu äärtesse
5.1Al2(SO4)3 + 6NaOH 2Al(OH)3 + 3Na2SO4 Lahuses on valge sade Al(OH)3 Al(OH)3 + NaOH [Al(OH4)]- tetrahüdroksidaluminaat 5.2 ZnSO4 +2NaOH Zn(OH)2 + Na2SO4 Tekkis valge sade Zn(OH)2 Zn(OH)2 + NaOH [Zn(OH)4]2- tetrahüdroksiidtsinkaat Muutub värvitumaks, sade kaotus ära Kopleksühendid , mis koosnevad komplekskatioonist ja kompleksanioonist 6.K4[Fe(CN6)] + NiSO4 Ni2[Fe(CN)6]-dinikkelheksatsianoferraat Tekkis roheline sade Ni + 6NH3 * H2O [Ni(NH3)6] heksaamiinnikkel Ni2[Fe(CN6)] + [Ni(NH3)6] [Ni(NH3)6]2[Fe(CN6)] heksaamiinnikel 2 heksatsianoferaat 2 Tuntumaid kompleksioonidele iseloomulikke reaktsioone 7.1 4FeCl3 + 3K4[Fe(CN) 6] Fe4[(CN)6]3 + 12KCl tetraraudtriheksatsüaniid Berliini sinine Lahus oli kollane FeCl3 sai tume siniseks 7.2
tühjade orbitaalide ja vabade elektronpaaride vahel, mitte aga paremat redutseerijat, kes loovutaks elektrone kergemini. 2.3 Kahte katseklaasi valada ~1 mL 0,2 M NiSO4 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval ja loksutades 0,2 M NaOH lahust kuni muutusi enam ei toimu; NiSO4 + 2NaOH Ni(OH)2 + Na2SO4 (sade on heleroheline, tuhmroheline) b) teise katseklaasi lisada tilkhaaval ja loksutades 6M NH 3 · H2O vesilahust. NiSO4 + 6NH3·H2O [Ni(NH3)6]SO4 + 6H2O Atsiidokompleksid 3.1 Katseklaasi valada ~0,5 mL 0,2 M NaCl lahust ning lisada 1 tilk AgNO3 lahust. Loksutada ja lisada ~3 mL küllastatud NaCl lahust. Miks lahustub tekkinud hõbekloriidi sade? Kirjeldada reaktsioonivõrranditega sademe teket ja lahustumist. NaCl + AgNO3 AgCl + NaNO3 (valge hõbekloriidi sade) Ag+ + Cl AgCl Kui nüüd veel loksutada ja lisada NaCl , siis tekib kloriidioonide liig ja ülalseatud võrrandi tasakaal
Hilisemal 6 M NH3 x H2O vesilahuse lisamisel reageeris kõik CuSO4 Cu(OH)2-ks ning seejärel algas sademe lahustumine ammoniaagi tõttu ning lahus värvus lahus tumesiniseks, järelikult vask(II)hüdroksiid läks üle lahustuvaks ammiinkompleksiks. Reaktsioonivõrrandid: NH3 x H2O NH4+ + OH- CuSO4(aq) + 2NH3 x H2O(aq) Cu(OH)2(s) + (NH4)2SO4(aq) mõningase ammoniaagi lisamisel tekkis vask(II)hüdroksiidi sade. CuSO4 + Cu(OH)2(s) + (NH4)2SO4(aq) + 6NH3 x H2O(aq) 2[Cu(NH3)4]SO4 + 8H2O vask(II)hüdroksiid lahustub ammooniumi liias ning moodustub lahustuv tumesinine ammiinkompleks. 6. Kokkuvõte või järeldused Lahusesse moodustus sade, järelikult tekkis rasklahustuv vask(II)hüdroksiidi sade. Hiljem sade kadus ning lahus värvus tumesiniseks, järelikult läks sade üle lahustuvaks ammiinkompleksiks. b) 1. Töö eesmärk o Sademe tekitamine vask(II)sulfaadile NaOH lahuse lisamisel ning saadud sademe
annaabi.ee 
