Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Keemia praktikum nr4: Reaktsioonid elektrolüütide lahustes". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
ioon, reaktsioon, ioonid, 2so4, so42, gaas, redoksreaktsioonid, cuso4, 4h2o, oksüdeeria, liidab, cr2o72, oksüdeerija, na2so3, k2cr2o7, roosa, fenoolftaleiin, kompleksioon, k2so4, 7h2o, ioonvõrrand, kulgemise, redutseerija, hno3, tekkib, 2no3, co32, indikaator, tükk, tsink, 3h2o, so32, võrrandid, elektrolüüdid, aatomid, peroksiidid, bacl2Sissejuhatus Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq – ühend lahuses, s – tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega ↓), l – vedelik, g – gaas (vahel märgitakse ka noolega ↑). Ioonvõrrandite kirjutamisel jälgida järgmisi reegleid: lahku võib kirjutada kõik tugevad elektrolüüdid vasakul ja paremal pool korduvad ioonid jäetakse võrrandist välja (taandataks) kokku jäetakse o gaasid jt mitte dissotsieeruvad ühendid (CO2, NH3, SO2, MnO2 jt) o vähelahustuvad ühendid (BaSO4, AgCl, Cu(OH)2 jt) o vesi H2O ning muud vähe dissotsieeruvad ühendid (H2S, HCN, HF, NH3 ⋅ H2O, CH3COOH jt) o kompleksioonid ([Ag(NH3)2]+, [Al(OH)6]3– jt) laengute summa võrrandi vasakul pool peab võrduma laengute
SISSEJUHATUS Reaktsioonid elektrolüütide lahustes Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil – molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH(aq) + CuSO4(aq) →Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO42–ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina 2OH–(aq) + Cu2+(aq) →Cu(OH)2(s) Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq– ühend lahuses, s– tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega ↓), l– vedelik, g– gaas (vahel märgitakse ka noolega ↑). Oksüdatsiooniastmete muutusega kulgevad ehk redoksreaktsioonid Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele,
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+ CO32- + H20 = HCO3- + OH- Al2(SO4)3 lisamisel metüülpunast muutus lahus punakseks. Na2CO3 ff-i lisamisel muutus lahus lillaks. Metüülpunase pöördeala on ph 4,2...6,3, lahuse pH on seega ligikaudu 4,2. Lahus on happeline st lahuses on ülekaalus H+ ioonid. Ff lisamisel Na2CO3-le muutus lahus punaseks, pH 9,9; seega on lahuses aluseline keskkond, sest ülekaalus on OH- ioonid. Gaasi teke: Katse 5. CO32 ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada mõni tilk indikaatori fenoolftaleiini lahust. Millise reaktsiooniga (happeline, aluseline) on lahus? Miks? Lisada tilkhaaval 1 M HCl vesilahust. Miks muudab indikaator värvust? Kas soolhappe lisamisel on näha eralduva gaasi mullikesi? Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H20
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+ CO32- + H20 = HCO3- + OH- Al2(SO4)3 lisamisel metüülpunast muutus lahus punakseks. Na2CO3 ff-i lisamisel muutus lahus lillaks. Metüülpunase pöördeala on ph 4,2...6,3; järelikulr on lahuse pH 4,2. Lahus on happeline st lahuses on ülekaalus H+ ioonid. Ff lisamisel muutus lahus likkaks st pH 9,9; järelikult on aluseline keskkond, sest ülekaalus on OH- ioonid. Gaasi teke: Katse 5. CO32 ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada mõni tilk indikaatori fenoolftaleiini lahust. Millise reaktsiooniga (happeline, aluseline) on lahus? Miks? Lisada tilkhaaval 1 M HCl vesilahust. Miks muudab indikaator värvust? Kas soolhappe lisamisel on näha eralduva gaasi mullikesi? Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H20
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+ CO32- + H20 = HCO3- + OH- Al2(SO4)3 metüülpunase lisamisel muutus lahus punaseks. Na 2CO3 fenoolftaleiini lisamisel muutus lahus lillakas-roosaks. Metüülpunase pöördeala on ph 4,2...6,3; järelikulr on lahuse pH 4,2. Lahus on happeline st lahuses on ülekaalus H+ ioonid. Fenoolftaleiini lisamisel muutus lahus lillakas-roosaks st. pH 9,9; järelikult on aluseline keskkond, sest ülekaalus on OH- ioonid. Anda selgitus, miks nende soolade vesilahused ei oleneutraalse reaktsiooniga. Soolade vesilahused ei ole neutraalse reaktsiooniga, kuna Al2(SO4)3 soolas on koos nõrk metall ja tugeva happe anioon ning Na2CO3 soolas on tugev metall ja nõrga happe anioon. Gaasi teke: Katse 5. CO32 ioone sisaldavale lahusele (1..
..9,9. Lahus on aluseline. Lisades HCl lahus muutub värvusetuks, sest lahus muutub neutraalseks. Näha on eralduva gaasi mullikesi(CO2). Na2CO3 + 2HCl CO2 + H2O + 2NaCl CO32+ + 2H+ CO2 + H2O 4. Kompleksühendi teke Katse 6. Cu2+ ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada tilkhaaval 6 M NH3 H2O, kuni esialgselt tekkiv sade (mis sade tekkis?) loksutamisel lahustub ja värvus enam ei muutu. Millise värvuse annab lahusele tekkiv kompleksioon [Cu(NH3)4]2+ ? CuSO4 + 4NH3*H2O [Cu(NH3)4]SO4+ 4H2O annab lahusele tumesinise värvuse, tekib sade. Cu2+ + 4NH3*H2O [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O Redoksreaktsioonid 5. Metallid, metallide pingerida Katse 7. Võtta ühte katseklaasi tükk metallilist tsinki ja teise vaske. Lisada katseklaasidesse lahjendatud vesinikkloriidhapet. Jälgida gaasilise vesiniku eraldumist metalli pinnal mullikestena. Kas reaktsioon toimub mõlemas katseklaasis? Põhjendada, lähtudes metallide pingereast. Zn + 2HCl ZnCl2+H2(gaas)
Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil molekulaarkujul ja ioonvõrrandina.
Töö eesmärk Elektrolüütide lahustes toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine, reaktsioonivõrrandite kirjutamine molekulaarsel ja ioon-molekulaarsel kujul, redoksreaktsioonide võrrandite tasakaalustamine. Sissejuhatus Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil – molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH (aq) + CuSO4 (aq)→ Cu(OH)2(s) + Na2SO4 (aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO42+ ja Na+). Sama reaktsioon ioonvõrrandina 2OH- (aq) + Cu2+ (aq) → Cu(OH)2(s) Oksüdatsiooniastmete muutuseta kulgevad reaktsioonid Kulgemise peamised põhjused 1. Sademe (vähelahustuva ühendi) teke 2. Gaasi teke (CO2 karbonaatidest, H2S sulfiididest, NH3 kuumutamisel ammooniumisooladest)
Viia Lepane SISSEJUHATUS Reaktsioonivõrrandeid võib esitada kahel viisil molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid 2NaOH(aq) + CuSO4(aq) Cu(OH)2(s) + Na2SO4(aq) Täpsemini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu (selles näites SO4 ja Na ). Sama reaktsioon 2 + ioonvõrrandina 2OH(aq) + Cu2+(aq) Cu(OH)2(s) Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde. aq ühend lahuses, s tahke ühend või sade (vahel näidatakse ka noolega), l vedelik, g gaas (vahel märgitakse ka noolega ). Ioonvõrrandite kirjutamisel jälgida järgmisi reegleid:
. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, nimetatakse redutseerijaks, see aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Ainet või iooni, mis seob elektrone, nimetatakse oksüdeerijaks, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb). Ainult redutseerija ja oksüdeerija olemasolu korral ühel ajal ühes ja samas süsteemis (näiteks katseklaasis), loob võimaluse redoksreaktsiooni toimumiseks. Lihtsad ja enam levinud redoksreaktsioonid on põlemine ja metallide reageerimine hapetega Tuntumatest ühenditest on oksüdeerijateks lämmastikhape ja tema soolad nitraadid, halogeenid (F2, Cl2), halogeenide hapnikhapped ja nende soolad (KClO 3 kaaliumkloraat), gaasiline hapnik ise, kaaliumpermanganaat, kaaliumdikromaat jt ühendid, milles sisalduvate elementide o-a saab kahaneda. Redutseerijateks on aktiivsed metallid, gaasiline vesinik,
Töö eesmärgiks oli elektrolüütide lahuses toimuvate reaktsioonide kulgemise peamiste põhjuste selgitamine, reaktsioonivõrrandite kirjutamine molekulaarsel ja ioon-molekulaarsel kujul, redoksreaktsioonide tasakaalustamine. Sissejuhatus Redoksvõrrandeid võib esitada kahel viisil- molekulaarkujul ja ioonvõrrandina. Molekulaarkujul võrrandis kajastuvad vaid ühendid nt 2NaOH + CuSO4 Cu(OH)2 + Na2SO4. Täpsimini kirjeldab toimuvat ioonvõrrand, sest elektrolüüdid on vesilahuses jagunenud ioonideks ja osa ioone mingisse vastastiktoimesse ei astu nt 2OH- + Cu2+ Cu(OH)2. Et eristada erinevates agregaatolekutes olevaid ja lahustunud ühendeid, on korrektne märkida olek ühendi või iooni juurde: aq- ühend lahuses s- tahke ühend või sade () l- vedelik g- gaas ()
Zn0 -2 e- Zn+2 (redutseerija) Pannes soolhappesse metallilist vaske reaktsiooni ei toimu. See on tingitud metallide paiknemisest pingereas. Metallid, mis asuvad metallide pingerea lõpuosas on vähe aktiivsed. Seega ka Cu on väheaktiivne metal samas kui Zn on aktiivne metall. Katse 8. Cu+HNO3Cu(NO3)2+NO+ H2O Cu0-2e- Cu+2 (redutseerija) N+5+3e- N+2 (oksüdeerija) NO eraldub pruuni mürgise gaasina. Katse 9. Võtsin katseklaasi tüki metallilist tsinki ja lisasin 2...3 ml CuSO4 lahust. Zn+CuSO4 ZnSO4 + Cu Zn0 2e- Zn+2 (redutseerija) Cu+2+ 2e- Cu0 (oksüdeerija) Cu sadestub Zn`i pinnale, mille tulemusena Zn`I värvus muutub mustaks. KMnO4 ja K2Cr2O7 reaktsioone: Katse 10. KmnO4 lahusele H2SO4 lisamisel omandas lahus punase värvuse ning siis lisasin spaatliga tahket Na2SO3 kuni värvi valastumiseni (värvituks muutumiseni). 2KMnO4(aq)+5Na2SO3(s)+ 3H2SO4(aq) 2MnSO4(aq)+5Na2SO4(aq)+K2SO4(aq)+3 H2O(l) MnO4- (aq)+ SO42- (aq)+ H+ (aq) MnSO4 (aq)+ H2O(l)
reaktsiooni käigus on näha väikseid eralduvaid vesiniku mullikesi. Cu-ga reaktsiooni ei toimu, sest ta asub metallide pingereas vesinikust paremal pool. Katse 8 6 Katse viia läbi ja katseklaasid hoida ning tühjendada pärast reaktsiooni täielikku lõppemist tõmbe all! Kuiva katseklaasi panna tükk vaske ja lisada ~1 ml kontsentreeritud lämmastikhapet. Millised muutused toimuvad? Mis on eralduv pruunikas gaas (mürgine!)? NO (¿¿ 3)2+ 2 H 2 O+ 2 N O2 Cu+ 4 HN O 3 Cu ¿ 2+¿ -¿ Cu¿ redutseerija Cu0-2 e ¿ 4 +¿ ¿ -¿ N 5+¿+1 e ¿ |*2 oksüdeerija ¿ N HN O3 lisamisel läheb lahus pruunikas-roheliseks ja hakkab eralduma mürgine pruunikas
võrrandite tasakaalustamine. Sissejuhatus. Reaktsioone, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele, nimetatakse redoksreaktsioonideks. Ainet või iooni, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektroni, nimetatakse redutseerijateks, see aine ise seejuures oksüdeerub. Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid. Töövahendid: Katseklaaside komplekt. Kasutatud ained: Na2(SO4)3, BaCl2, Al2(SO4)3, NH3*H2O, Pb(NO3)2, K2CrO4, Na2CO3, HCl, CuSO4, Zn, Cu, HNO3, KMnO4, H2SO4, FeSO4, K2Cr2O7, metüülpunane ja fenoolftaleiin. Kasutatud uurimis- ja analüüsimismeetodid ja metoodikad. Kirjeldada toimuvaid muutusi (sademe teke, värvuse muutused, gaaside eraldumine jne) ning tekkivaid sademeid. Kirjutada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid nii ioon- kui molekulaarkujul. Tasakaalustada ja lõpetada juhendis toodud reaktsioonivõrrandid. Redoksreaktsioonides märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija.
Siia alla kuulub ka vee kui nõrga elektrolüüdi teke · Hüdrolüüsiprotsessid (soola moodustavate ioonide vastastiktoime veega), mis kulgevad väheses ulatuses, kuid põhjustavad soolalahuste pH erinevusi · Kompleksühendi teke. Kompleksühendid on keemilised ühendid, mille kristallvõres või lahuses esinevad liitosakesed kompleksioonid, mis koosnevad tsentraalaatomist (siin näites Cu) ja sellega seotud ligandidest (aatomid, ioonid või molekulid, siin näites NH3 molekulid). Kompleksioonid on üldjuhul lahustes väga püsivad. Redoksreaktsioonid - reaktsioonid, mis on seotud elektronide üleminekuga ühelt aatomilt teisele. Redutseerija Aine või ioon, mille koostises olevad aatomid loovutavad elektrone, aine ise seejuures oksüdeerub (tema oksüdatsiooniaste kasvab). Oksüdeerija Aine või ioon, mis seob elektrone, aine ise seejuures redutseerub (tema oksüdatsiooniaste kahaneb)
Cu[NH3]42+ Cu[NH3]42+ Cu[NH3]42+ Cu[NH3]42+ 7 , , . . , , . Zn + 2HCl -> ZnCl2 + H2 (g) Zn 2 Cu + HCl -> , , , . , , . 8 ~1 . . : u HNO3 - , , . . 9 2 3 CuSO4 , , , , . CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4 Zn u 10 KMnO4 K2Cr2O7 ~0,5 KMnO4 Na2SO3 5Na2SO3+3H2SO4+2KMnO4=5Na2SO4+2MnSO4+K2SO4+3H2O : MnO4-+ 8H++ 5e- Mn2++ 4H2O : SO32- + H2O - 2e- SO42- + 2H+ 2MnO4- + 6H+ + 5SO32- 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42- 11 ~0,5 2 KMnO4 . Fe2+. MnO4- . 2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O 10 MnO4- (aq)+ 10 Fe2+ (aq)+ 8 H+(aq) 2Mn2+(aq) +5 Fe3+(aq) + 28H2O (l)
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. Seismisel vajub sade põhja, lahuse värvus jääb kollaseks. Hüdrolüüs Katse 4 Ühte katseklaasi lisatakse 1 ml 0,2 M Al 2(SO4)3 lahust ning teise sama palju 0,2 M Na 2CO3 lahust. Al2 (SO 4 )3 + 6H 2 O 2Al(OH)3 + 3H 2SO4 Na 2 CO3 + 2H 2O 2NaOH + CO 2 + H 2O Alumiiniumsulfaadi lahusele lisatakse 2...3 tilka metüülpunast. Lahuse värv muutub punaseks, mis tähendab, et lahus on happeline ja pH<4,2. Naatriumkarbonaadi lahusele lisatakse 2...3 tilka fenoolftaleiini. Lahuse värv muutub fuksiaroosaks, mis tähendab, et lahus on aluseline ja pH>9,9. Hüdrolüüsi kulgemisest annab meile märku vaid see,et soola vesilahus ei ole neutraalne. Nõrga aluse ja tugeva happe soola vesilahus on happeline
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2O CO32- + 2H+ = CO2 + H2O Fenoolftaleiini lisades muutus lahus roosaks, kuna Na 2CO3 loob aluselise keskkonna. Lisades soolhapet lahusesse hakkab sool happega reageerima ning keskkond neutraliseeruma kuni kogu sool on neutraliseerunud. Happe liigsel lisamisel muutub keskkond happeliseks. Lahuse värvus muutus seetõttu läbipaistvaks ja reaktsiooni käigus eraldus vähesel määral gaas. KOMPLEKSÜHENDI TEKE KATSE 6 Cu2+ ioone sisaldavale lahusele (1...2 ml) lisada tilkhaaval 6 M NH3 H2O, kuni esialgselt tekkiv sade loksutamisel lahustub ja värvus enam ei muutu. CuSO 4 + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]SO4 + 4H2O Cu2+ + 4NH3 * H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O Esialgselt tekkinud sade on kustutatud lubi (Cu(OH)2), mis andis lahusele valge sademe. Loksutamisel muutus lahus tumesiniseks. Selle värvuse andis kompleksühend [Cu(NH 3)4]2+.
Üliõpilase nimi:_________________________ Õpperühm:____________________________ Kuupäev:____________________________ YKI0031 Anorgaaniline keemia I LABORATOORNE TÖÖ 5 Redoksreaktsioonid. Metallide korrosioon Praktiline osa 1. Redoksreaktsioonid NB! Kirjeldada võimalikult täpselt toimuvaid muutusi, märkides ära reaktsiooniks võetud ja tekkivate ühendite värvused. Esitada kõiki muutusi kirjeldavad reaktsioonivõrrandid ning tasakaalustamiseks vajalikud elektronide bilansid või vastavad poolreaktsioonide võrrandid. Märkida, milline ühend on oksüdeerija, milline redutseerija. Kirjutada oksüdeerija ja redutseerija juurde nende ühendite nimetused. Halogeenid Katse 1
2. Kasutatud mõõteseadmed, töövahendid ja kemikaalid Töövahendid: Katseklaas. Kasutatud ained: K3[Fe(CN)6], Cd(CH3COO)2. 3. Töö käik Valasin katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust. Lisasin Cd(CH3COO)2 lahust. 4. Katseandmed Lahusesse tekkis sade. 5. Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs Tekkis sade, mis pidi olema Cd3[Fe(CN)6]2 sade, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Järelikult olid lahuses [Fe(CN)6] kompleksioonid, mitte CN- ioonid. Dissotsiatsioonivõrrand: K3[Fe(CN)6] 3K(aq) + [Fe(CN)6]3-(aq) 6. Kokkuvõte või järeldused Lahuses moodustus sade, järelikult leidus lahuses K3[Fe(CN)6] dissotsiatsiooni järgselt tekkinud [Fe(CN)6]3- ioone, mitte aga CN- ioone. Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 1. Katsed 0,25 M CuSO4 lahusega a) 1. Töö eesmärk o Saada lahustuvast vask(II)sulfaadist rasklahustuv vask(II)hüdroksiid ning sellest lahustuv ammiinkompleks. 2
1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust Kaaliumheksatsüanoferraat(III) a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kas lahuses on Fe3+ ioone? Muutust ei toimunud, seega lahuses pole Fe 3+ ioone ja lahus ei värvunud seetõttu punaseks. b) teise katseklaasi lisada Cd2+ ioone sisaldavat lahust. Kui tekib Cd3[Fe(CN)6]2 sade, tõestab see kompleksiooni eksisteerimist lahuses. Kui lahuses oleksid CN– ioonid, siis sadet ei tekiks, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Kirjutada [Fe(CN)6]3- iooni tõestusreaktsiooni võrrand. 3Cd2+ + 2[Fe(CN)6]2-→ Cd3[Fe(CN)6]2 kaadmiumheksatsüanoferraat(III) Kirjutada K3[Fe(CN)6] dissotsiatsioonivõrrand. K3[Fe(CN)6 ]2 ↔ 3K+ + [Fe(CN)6]3- Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 2.1 Nelja katseklaasi valada ~3 mL 0,25 M CuSO 4 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 6-8 tilka 0,5 M NH 3 H2O vesilahust, loksutada
Kirjutada Fe3+ iooni tõestusreaktsioon Fe3+ + SCN- = Fe(SCN) 2+ FeNH4(SO4)2 + NH4SCN = Fe(SCN)SO4 + (NH4)SO4 b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Kas lahuses oli NH4+ ioone? Soojendamisel oli tunda ammonniaagile omast lõhna, mis tõestas, et ammooniumioonid esinevad lahuses. Pärast NaOH lisamist toimus reaktsioon, mille käigus aluseslises keskkonnas vabanes ammoniaak. Kirjutada NH4+ iooni tõestusrektsiooni võrrand FeNH4(SO4)2 + 4NaOH = Fe(OH)3 + NH4OH + 2Na2SO4 NH4OH = NH3 + H2O c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5 - 1 mL BaCl 2 lahust. Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli SO42- ioone? Ioonid esinesid lahuses, kuna SO42- ioonide tõttu tekkis raskestilahustuv valge piimjas Ba(SO4) sade.
Eksperimentaalne töö 2. Kaksiksoola ja kompleksühendi dissotsiatsioon 1.1 Kolme katseklaasi valada ~2 mL FeNH4(SO4)2 lahust. a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kui lahuses on Fe3+ ioone värvub lahus tekkiva [Fe(SCN)]2+ tõttu punaseks. FeNH4(SO4)2 lahusele NH4SCN lisamisel värvus lahus tõepoolest punaseks, seega annab FeNH4(SO4)2 dissotseerudes Fe3+ ioone. Toimus reaktsioon: FeNH4(SO4)2 + NH4SCN Fe(SCN)SO4 + (NH4)2SO4 b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH 4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. Soojendamisel oli tõesti tunda ammoniaagi spetsiifilist teravat lõhna! See tõestas, et ammooniumioonid on lahuses. NaOH lisamisel toimus reaktsioon, kus aluselises keskkonnas vabaneb ammoniaak, reaktsioon näeb välja nii: FeNH4(SO4)2 + 4NaOH Fe(OH)3 + NH3 + 2Na2SO4 + H2O
LOODUSTEADUSKOND KEEMIA JA BIOTEHNOLOOGIA INSTITUUT KOORDINATIIVÜHENDID TALLINN 2020 TÖÖ EESMÄRK Töö eesmärgiks on tutvuda kompleksühendite reaktsioonidega ja kirjutada need reaktsioonivõrrandid molekulaarsel ja ioon-molekulaarsel kujul. KASUTATUD TÖÖVAHENDID JA KEMIKAALID Töövahendid: katseklaaside komplekt, klaaspulk Kasutatud ained: 0,2 M NaCl, CuSO4, FeNH4(SO4)2, KI, Pb(NO3)2, NH4SCN, FeCl3, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], ZnSO4, Al2(SO4)3, CoCl2, NiSO4, Na2SO4, BaCl2 ja Cd(CH3COO)2 lahused; 0,1M AgNO3, 0,1M NaOH ja konts. NaOH; 6M ja konts. NH3 ·H2O; 1M H2SO4; küll. NaCl, CH3COONa ja Na2SO3 lahused; tahked Co(NO3)2·6H2O, NaCl; etanool ja atsetoon. TÖÖ KÄIK Antud töö koosnes üheteistkümnest väiksemast katsest, mille käigus õpiti tundma koordinatiivühendite reaktsioone. Katses 1 ja 2 uurisime kaksiksoola ja kompleksühendi
Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Kas lahuses oli nimetatud ioone? Kirjutada soola dissotsiatsioonivõrrand ja ioonide tõestusreaktsioonide võrrandid. 1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust a) ühte katseklaasi lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kas lahuses on Fe3+ ioone? b) teise katseklaasi lisada Cd2+ ioone sisaldavat lahust. Kui tekib Cd3[Fe(CN)6]2 sade, tõestab see kompleksiooni eksisteerimist lahuses. Kui lahuses oleksid CN ioonid, siis sadet ei tekiks, sest Cd(CN)2 on lahustuv. Kirjutada K3[Fe(CN)6] dissotsiatsioonivõrrand. Ammiinkompleksid. Saamine ja omadused. 2.1 Nelja katseklaasi valada ~3 mL 0,25 M CuSO4 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 6-8 tilka 0,5 M NH3H2O vesilahust, loksutada ja seejärel lisada veel ~15 tilka 6M NH3 H2O vesilahust kuni esialgselt tekkiv Cu(OH)2 sade lahustub ja moodustub selge sademeta tumesinine vase ammiinkompleksi sisaldav lahus. Saadud lahus hoida alles katseteks 2.2
EKSPERIMENTAALNE TÖÖ Kaksiksoola ja kompleksühendi dissotsiatsioon 1.1 Kolme katseklaasi valada ~2 mL FeNH4(SO4)2 lahust. a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 1 M H2SO4 lahust kuni FeNH4(SO4)2 hüdrolüüsist tingitud punakas-pruuni värvuse kadumiseni. Seejärel lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kui lahuses on Fe3+ ioone värvub lahus tekkiva [Fe(SCN)]2+ tõttu punaseks. Lahus värvus punaseks, seega Fe3+ ioonid olid olemas. Fe3+ + NH4SCN[Fe(SCN)]2+ + NH4+ b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. NH4+ + NaOH NH3 + H2O + Na+ c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5-1 mL BaCl lahust. Kui lahuses on SO42 ioone, tekib rasklahustuva BaSO4 sade. Tekkis sade, seega SO42 ioonid olid olemas. SO42- + BaClBaSO4 + 2 Cl- FeNH4(SO4)2- Fe3+ + NH4+ + 2 SO42- 1.2 Võtta kahte katseklaasi ~2 mL K3[Fe(CN)6] lahust
t *FeSCN+2+ iooni ei tekkinud. K3[Fe(CN)6] ei anna dissotsieerumisel Fe3+ ioone. b) Lisasin Cd2+ ioone sisaldavat lahust. Cd2+ ioonide lisamisel tekkis Cd3[Fe(CN)6]2 püsiva kompleksi sade, seega ei anna K3[Fe(CN)6] CN ioone lahusesse. Lahus muutus häguseks, värvuselt helekollane. K3[Fe(CN)6]2 + Cd2+ Cd3[Fe(CN)6]2 + 3K+ K3[Fe(CN)6 ]2 3K+ + [Fe(CN)6]3- Amiinkompleksid. Saamine ja omadused. 2.1 Valasin nelja katseklaasi ~3 ml 0,25 M CuSO4 lahust. a) Lisati 6-8 tilka 0,5M NH3·H2O vesilahust CuSO4 + 2NH3·H2O Cu(OH)2 + NH4SO4 - helesinine hägune lahus. Lisasin 15 tilka 6M NH3·H2O vesilahust: Cu(OH)2 + 4NH3·H2O [Cu(NH3)4](OH)2 + 4H2O selge, sademeteta tumesinine kompleks b) Lisasin 4-6 tilka 0,2M NaOH lahust CuSO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4 Tekkis vask(II)hüdroksiidi sademega helesinine lahus c) Lisasin 4-6 tilka 0,5M NH4Cl lahust CuSO4 + NH4Cl reaktsioon ei toimu keemilis-termodünaamilistel põhjustel, ei teki
KEEMIA · Halogeenide aatomiehitus: F Cl Br I F2 Cl2 Br2 I2 gaas gaas vedelik tahke kollane rohekaskollane punakaspruun must hõbehalli läikega +9| 2)7) +17| 2)8)7) +35| 2)8)18)7) +53| 2)8)18)18)7) 2 5 2 5 2 5
moodustavad kompleksühendi sisesfääri. Valemis eristatakse sisesfäär nurksulgudega. Ligandide arv on määratud kompleksimoodustaja koordinatsiooniarvuga, millised on tavaliselt 2...6. Seejuures ühe ja sama elemendi aatomid võivad omada erinevaid koordinatsiooniarve sõltuvalt oksüdatsiooniastmest. Näiteks Cu(I) 2, Cu(II) 2, 3, 4 ja 6, Al(III) 3, 4 ja 6, Zn(II) 2, 3 ja 4, Fe(III) 2, 3, 4 ja 6. Kompleksühendi välissfääri võivad moodustada positiivse laenguga ioonid juhul, kui kompleksioon omab negatiivset laengut (kompleksanioon), negatiivse laenguga ioonid juhul, kui kompleksioon omab positiivset laengut (komplekskatioon). Välissfäär võib ka puududa ja kui kompleksi laeng on 0, on tegemist neutraalse kompleksiga, nagu näiteks [Co(NH3)3Cl3]. Antud juhul on kompleksimoodustaja Co(III) koordinatsiooniarv kuus ning ligandideks on 3 NH3 molekuli ja 3 Cl iooni. Ligandi side tsentraalaatomiga moodustub sama ligandi ühe või mitme aatomi vaba
Kaksiksoola ja kompleksühendi dissotsiatsioon 1.1 Kolme katseklaasi valada ~2 mL FeNH4(SO4)2 lahust a) ühte katseklaasi lisada tilkhaaval 1 M H 2SO4 lahust kuni FeNH4(SO4)2 hüdrolüüsist tingitud punakas-pruuni värvuse kadumiseni. Seejärel lisada mõned tilgad NH4SCN lahust. Kui lahuses on Fe 3+ ioone värvub lahus tekkiva [Fe(SCN)]2+ tõttu punaseks. b) teise katseklaasi lisada mõned tilgad konts. NaOH lahust ja soojendada. Kui lahuses on NH4+ ioone, on tunda eralduva ammoniaagi lõhna. c) kolmandasse katseklaasi lisada 0,5-1 mL BaCl lahust. Kui lahuses on SO 42
K s aCl a Ag 3,02 10 2 1,52 10 3 4,59 10 5 1,8 10 10 sade peab tekkima Es 6,61 4,59 10 5 100% 44% 4,59 10 5 Katse 1.2 Valada katseklaasidesse 1 mL H2SO4, Na2SO4, MgSO4, CuSO4 ja Na2S2O3 lahust ning lisada igasse katseklaasi 0,1 mL (2 tilka) BaCl2 lahust. Kas muutused kõigis katseklaasides on ühesugused? Kõikides klaasides peale viimast tekkis valge sade, aga mõnedes klaasides oli see paksem, mõnedes õrnam. Kirjeldada reaktsioonivõrrandiga (ioon- ja molekulaarkujul) sademe teket: a) H2SO4 lahusele BaCl2 lahuse lisamisel H2SO4+BaCl2 → BaSO4↓ +2HCl valge sade SO42- + Ba2+ → BaSO4↓
Töö käik: Katses 4 valmistatud [Cu(NH3)4]2+ lahus pipeteeriti kahte TAP pessa. Ühte lisati NaOH lahust ja teise Na2S lahust. Töövahendid: Keeduklaas, [Cu(NH3)4]2+,NaOH lahus, Na2S lahus Arvutused: 1. [Cu(NH3)4] + NaOH = Cu(OH)2 + Na + NH3 – Lahus muutus siniseks 2. Cu(NH3)4 + 2 Na2S = CuS2 + 4 NaNH3 – Tekkis must sade Järeldus: Sade tekkis Cu(NH3)4 reageerimisel Na2S lahusega ning mitte NaOH lahusega, kuna tekkis kompleksühend. 1.2 TÖÖ 13 – REDOKSREAKTSIOONID 1.2.1 Katse 1 – Raua oksüdatsioon Töö käik: Katseklaasi võeti 20 tilka 0,5 M CuSO4 lahust ja asetati sinna 3-5 minutiks eelnevalt liivapaberiga korrosioonikihist puhastatud raudnael. Katse vahendid: CuSO4 lahus, liivapaber, katseklaas, raudnael Arvutused: CuSO4 + Fe = FeSO4+ Cu; Fe0 - 2e = Fe2 Cu + 2e=Cu0 Järeldus: Raud nael oksüdeerus kiiresti ehk läks rooste. 1.2.2 Katse 2C Töö eesmärk: Jodiidioonide oksüdatsioon
Töö käik: Katses 4 valmistatud [Cu(NH3)4]2+ lahus pipeteeriti kahte TAP pessa. Ühte lisati NaOH lahust ja teise Na2S lahust. Töövahendid: Keeduklaas, [Cu(NH3)4]2+,NaOH lahus, Na2S lahus Arvutused: 1. [Cu(NH3)4] + NaOH = Cu(OH)2 + Na + NH3 Lahus muutus siniseks 2. Cu(NH3)4 + 2 Na2S = CuS2 + 4 NaNH3 Tekkis must sade Järeldus: Sade tekkis Cu(NH3)4 reageerimisel Na2S lahusega ning mitte NaOH lahusega, kuna tekkis kompleksühend. 1.2 TÖÖ 13 REDOKSREAKTSIOONID 1.2.1 Katse 1 Raua oksüdatsioon Töö käik: Katseklaasi võeti 20 tilka 0,5 M CuSO4 lahust ja asetati sinna 3-5 minutiks eelnevalt liivapaberiga korrosioonikihist puhastatud raudnael. Katse vahendid: CuSO4 lahus, liivapaber, katseklaas, raudnael Arvutused: CuSO4 + Fe = FeSO4+ Cu; Fe0 - 2e = Fe2 Cu + 2e=Cu0 Järeldus: Raud nael oksüdeerus kiiresti ehk läks rooste. 1.2.2 Katse 2C Töö eesmärk: Jodiidioonide oksüdatsioon
annaabi.ee 
