KOORDINATIIVÜHENDID - Kompleksühendid (0)

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 
dissotsatsiooni, kolmandas katses aga ammiin-ja hüdroksokomplekside teket. 4.-7. katses 
tegelesime atsiidokomplekside ja 8. katses akvakompleksidega. Üheksandas katses jälgisime 
kompleksühendeid, mis koosnevad kompleksanioonist ja komplekskatioonist ning viimases 
kahes katses pöörasime tähelepänu komplekside püsivusele. Täpsem töö käik on toodud 
„Katseandmete ja tulemuste analüüs“-i peatükis.  KATSEANDMED JA TULEMUSTE ANALÜÜS Kaksiksoola ja kompleksühendi dissotsiatsioon Katse 1.  a) H2SO4 + FeNH4(SO4)2 – lisasin H2SO4 lahust kuni FeNH4(SO4)2 hüdrolüüsist tingitud 
punakas värvus kadus, lahus oli läbipaistev. Seejärel lisasin mõned tilgad NH4SCN lahust. 
Lahus muutus punaseks.  Lahuse punaseks värvumine näitab, et lahuses oli vabu Fe3+ ioone.   Fe3+ iooni tõestusreaktsioon: Fe3+ + NH4SCN ↔[ Fe (SCN )]2+ + NH4 b) NaOH + FeNH4(SO4)2 – aluse lisamisel tekib lahusesse oranž sade. Kuumutamisel mina 
otseselt ammoniaagi lõhna ei tundnud.  Lahuses siiski on NH4+ ioone, lihtsalt selles reaktsioonis ei eraldugi ammoniaagi lõhn 
väga intensiivselt ja seetõttu ma seda ka ei tundnud.  NH4+ iooni tõestusreaktsioon: FeNH4(SO4)2 + 4NaOH → NH4++ OH- + 2Na2SO4 + 
Fe(OH)3↓ (punakas-pruun sade) c) BaCl2 + FeNH4(SO4)2 – BaCl2 lisamisel tekib valge piimjas sade.   Sademe teke näitab, et lahuses on vabu SO42- ioone. 


 SO42- iooni tõestusreaktsioon: SO42- + BaCl2 → BaSO4↓ + 2Cl-  Dissotsatsioonivõrrand: FeNH4(SO4)2 → NH4+ + Fe2+ + 2SO42- Katse 2.  a) K3[Fe(CN)6] + NH4SCN – lahus on helekollane, sadet pole.   Lahuses ei ole Fe3+ ioone ja seetõttu ei teki ka värvilist [ Fe (SCN )]2+ ühendit. b) K3[Fe(CN)6] + Cd2+ - lahusesse tekib oranžikas sade, lahus ise kollane.   Cd3[Fe(CN)6]2 sademe teke tõestab, et lahuses eksisteeris [Fe(CN)6]3- kompleksioon. Ammiin- ja hüdroksokomplekside teke Katse 3. Seitsmesse katseklaasi valasin Fe3+, Zn2+, Cu2+, Co2+, Ni2+, Pb2+ ja Al3+ ioone sisaldavat soola 
lahust. Neile lisasin tilkhaaval 0,1 M NaOH lahust kuni tekkis sade. Tekkinud sademete 
värvused on tabelis 1. Sademega lahused jagasin võrdselt kahe katseklaasi vahel, et ühte 
lisada konts. NaOH ja teise konts. NH3*H2O. Hüdroksokomplekside teke Sademele lisasin kontsentreeritud NaOH lahust. Tekkinud muutused on kirjas tabelis 1.  Reaktsioonivõrrandid katseklaaside kohta, kus muutus toimus: Zn(OH)2↓ + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]  -  naatriumtetrahüdroksiidotsinkaat [CoOH]Cl↓ + NaOH → Co(OH)2 (roosa)+ NaCl – hüdroksiidokoobalt(II)kloriid Pb(OH)2↓ + 2NaOH → Na2[Pb(OH)4]  – naatriumtetrahüdroksiidoplumbaat(II) Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]  - naatriumtetrahüdroksiidoaluminaat Ammiinkomplekside teke Sademele lisasin kontsentreeritud NH3*H2O lahust. Tekkinud muutused on kirjas tabelis 1.   Reaktsioonivõrrandid katseklaaside kohta, kus muutus toimus: Zn(OH)2↓ + 6NH4OH → 6H2O + [Zn(NH3)6](OH)2 – heksaammiintsinkhüdroksiid Cu2+ + NH4OH → CuOH+↓ + NH4+
2CuOH+ + 2NH4+ + 6 NH4OH → 8H2O + 2[Cu(NH3)4]2+ - tetraammiinvask(2+)ioon CoOH+ + 7 NH4OH → NH4+ + 6H2O + [Co(NH3)6](OH)2 – 
heksaammiinkoobalt(II)hüdroksiid Ni(OH)2↓ + 4 NH4OH →  + 4H2O + [Ni(NH3)4](OH)2 – tetraammiinnikkel((II)hüdroksiid


Tabel 1. Ammiin- ja hüdroksokomplekside teke Katioon Sademe värv Muutus konts. NaOH lisamisel Muutus konts. NH3*H2O lisamisel Metalliioon + NH3*H2O Fe3+ Punane Sade säilib Sade säilib Veripunane sade Zn2+ Valge Sade lahustub Sade lahustub Valge sade Cu2+ Sinine Sade säilib Tumesinine lahus Tumesinine lahus Co2+ Sinine Roosakas lahus Pruun sade Rohekas sade Ni2+ Heleroheline Sade säilib Lillakas lahus Tumesinine lahus Pb2+ Valge Sade lahustub Sade säilib Valkjas-hall sade Al3+ Valge Sade lahustub Sade säilib Valge sade Kokkuvõte:   Ioonid, mis moodustavad püsivaid ammiin- ja hüdroksokomplekse on: Zn2+, Co2+  Ioonid, mis moodustavad püsivaid ammiinkomplekse on: Zn2+, Cu2+, Co2+, Ni2+  Ioonid, mis moodustavad püsivaid hüdroksokomplekse on: Zn2+, Pb2+, Al3+  Ioonid, mis ei moodusta ei ammiin- ega hüdroksokomplekse on: Fe3+ Katse 4.  NaCl + AgNO3 – tekib valge sade NaCl + AgNO3 + küllastatud NaOH – sade lahustub  Hõbekloriidi sade lahustub, kuna tekib ühend [AgCl2]-, mis lahustub paremini kui 
AgCl.  Sademe tekke reaktsioonivõrrand: NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
Sademe lahustumise reaktsioonivõrrand: AgCl + NaCl → [AgCl2]- + Na+ Katse 5.  a) Co(NO3)2∙H2O + atsetoon – lahus muutub roosaks ja põhjas on Co(NO3)2∙H2O kristallid.  b) eelmine lahus + NaCl – soola lisamisel muutub lahus lillaks. Soola pinnal olev lahus 
hakkab aegamööda minema siniseks. Umbes 4 minuti pärast on soola kristallide ümber 
märgatav tumesinise lahuse kiht ja NaCl ise on helesinine. Sinine värv tuleb Cl- ja Co+ 
reaktsioonil tekkinud [CoCl4]2- ioonidest.  c) Eelmist lahust loksutasin kuni NaCl kristallid olid enam-vähem lahustunud. Loksutamisel 
muutus terve lahus tumesiniseks, seda samuti [CoCl4]2- ioonide mõjul. Seejärel lisasin sinisele
lahusele vett. Lahus värvus roosaks, seda [Co(H2O)6]2+ ioonide mõjul.


 Reaktsioonivõrrand: [CoCl4]2- + 6H2O ↔ [Co(H2O)6]2+ + 4Cl-  Katse 6. Pb(NO3)2 + Na2SO4 – tekib valge sade, lasin sellel settida ja valasin sademe pealt lahuse ära. PbSO4 + CH3COONa – sade säilib, ei teki atsetatokompleksi Eelmine lahus + 2M CH3COOH – sade kaob plii atsetatokompleksi tekke tõttu  Reaktsioonivõrrand: PbSO4 + 4CH3COOH → [Pb(CH3COO)4]2- + 4H+ + SO42- Katse 7. Cd(CH3COO)2 + küllastatud Na2SO3 – tekib valge sade, mis loksutamisel kaob. Seistes 
muutub lahus taas häguseks ehk tekib sade.   Sademe tekke reaktsioonivõrrand: Cd(CH3COO)2 + 2Na2SO3 → 2CH3COONa↓ + 
Na2[Cd(SO3)2]   Lahuse loksutamisel hüdrolüüsub sade: CH3COONa + H2O(vesilahusest) → 
CH3COOH + NaOH  Seistes formeerub uuesti naatriumatsetaadi sade. Lahusesse tekib rasklahustuv produkt
ehk naatriumatsetaat. Vahepealne sademe kadu (hüdrolüüsil) tõestab, et lahuses on 
lahustuv [Cd(SO3)2] 2– kompleksanioon.  Katse 8. a) Co(NO3)2*6H2O kristallid + etanool – roosad kristallid on lahuse põhjas, lahus ise 
läbipaistev. b) Eelmine lahus + NaCl kristallid – NaCl kristallide ümbrus muutub sinakaks, sest lahusesse 
tekib Cl- iooni liias sinise värvusega [CoCl4]2- ioon. c) Eelmist lahust loksutasin, kuni NaCl lahustus. Lahus muutus lillakaks. Seejärel kuumutasin
katseklaasi vesivannil, lahus värvus siniseks. Sinise värvuse saavutanud lahuse jahutasin 
kraaniveega, lahus saavutas taas roosa värvuse.  Loksutamisel: [Co(H2O)6]2+ + 4 Cl- ↔ [CoCl4]2- + 6H2O – reaktsioon on tasakaalus ja 
lahuses on mõlemat kompleksiooni.  Soojendamisel: [Co(H2O)6]2+ + 4 Cl- + kuumus → [CoCl4]2- + 6H2O – reaktsioon on 
kallutatud paremale poole ja lahuses on sinised [CoCl4]2- ioonid.  Jahutamisel: [CoCl4]2- + 6H2O → [Co(H2O)6]2+ + 4 Cl- - reaktsioon on kallutatud 
vastupidisesse suunda ja lahuses on roosad [Co(H2O)6]2+ ioonid. Katse 9. 


H2O + K4[Fe(CN)6] + NiSO4 – tekib heleroheline lahus, milles on rohekas sade. Eelmine lahus + NH3*H2O – sade kaob ja tekib hallikas lahus.  Algselt tekib lahusesse rohelise värvusega kompleksühend: 
K4[Fe(CN)6] + 2NiSO4 → Ni2[Fe(CN)6] (roheline) + 2K2SO4 – 
nikkel(II)heksatsüanoferraat(II).  NH4OH lisamisel tekib lõpproduktina hallikas ühend, kus on komplekskatioon ja 
lompleksanioon: Ni2[Fe(CN)6] + 12NH4OH → [Ni(NH3)6]2[Fe(CN)6] + 12H2O – 
heksaammiinnikkel(II)heksatsüanoferraat(II). Katse 10. SCN- + H2SO4 – lahus beezikas Eelmine lahus + Fe3+ - lahus muutub tumepunaseks, väga vere sarnaseks. Saadud [Fe(SCN)]2+ sisaldavat lahust lisasime F- sisaldavale lahusele. Lahus muutub 
värvituks.   Tumepunane lahuse tekkereaktsioon: SCN- + Fe3+ → [Fe(SCN)]2+ Kompleksiooni dissotsiatsioonivõrrand: [Fe(SCN)]2+ ↔ SCN- + Fe3+ K 1=C SCN −¿ ∙ C Fe 3+¿ C [ Fe( SCN) ] 2+¿ ¿ ¿ ¿ Üldine ebapüsivuskonstant: pK 1 = 2,95  Värvitu lahuse tekkereaktsioon: [Fe(SCN)]2+ + F- →[FeF]2+ + SCN- Kompleksiooni dissotsiatsioonivõrrand: [FeF]2+ ↔ Fe3+ + F- K 1=C F −¿ ∙ C Fe 3+¿ C [ FeF] 2+¿ ¿ ¿ ¿ Üldine ebapüsivuskonstant: pK1 = 5,28  [Fe(SCN)]2+ sisaldavat lahust F- sisaldavale lahusele lisadele tekkis meil [FeF]2+ ioon, 
kuna selle pK on suurem kui tiotsüanatoraud(3+)ioonil ehk saadud kompleksioon on 
stabiilsem.  Katse 11 NaCl + AgNO3 – tekib valge hõbekloriidi sade  1. reaktsioonivõrrand: NaCl + AgNO3 ↔ NaNO3 + AgCl↓
Lahustuvuskorrutis: Ks(AgCl) = 1,7 * 10-10 Eelmine lahus + NH3*H2O – sade kaob, tekib lahustuv kompleksühend  2. reaktsioonivõrrand: 2 NH4OH + AgCl → [Ag(NH3)2]Cl + 2 H2O – 
diammiinhõbe(I)kloriid   Ebapüsivuskonstant: pK1-2([Ag(NH3)2] + )= 7,24 K = 5,8 * 10-8


Eelmine lahus + KI – tekib kollakas sade  3. reaktsioonivõrrand: AgOH + KI ↔ AgI↓ + KOH Lahustuvuskorrutis: Ks (AgI) = 8,5 * 10-17   Lahusesse tekkis lõpuks kollane AgI sade. AgI lahustuvuskonstant on teiste omadest 
palju väiksem, seega lahustub see halvemini ja on püsivam ühend. Teises lahuses ei 
tekkinud sadet, kuna diammiinhõbe(I)kloriidi ebapüsivuskonstant on kõige suurem 
ehk see lahustub hästi. KOMPLEKSÜHENDITE NIMETUSED [ Fe (SCN )] 2+ - tiotsüanatoraud(3+)ioon K3[Fe(CN)6] – kaaliumheksatsüaniidoferraat(III) Cd3[Fe(CN)6]2 – kaadmiumheksatsüanoferraat(III) [ Fe (SCN )] 2+ - tiotsüanatoraud(2+)ioon Na2[Zn(OH)4]  -  naatriumtetrahüdroksiidotsinkaat [CoOH]Cl↓ - hüdroksiidokoobalt(II)kloriid Na2[Pb(OH)4]  – naatriumtetrahüdroksiidoplumbaat(II) Na[Al(OH)4]  - naatriumtetrahüdroksiidoaluminaat [Zn(NH3)6](OH)2 – heksaammiintsinkhüdroksiid [Cu(NH3)4]2+ - tetraammiinvask(2+)ioon [Co(NH3)6](OH)2 – heksaammiinkoobalt(II)hüdroksiid [Ni(NH3)4](OH)2 – tetraammiinnikkel((II)hüdroksiid [AgCl2]- - dikloriidoargentaat(1-)ioon [CoCl4]2- - tetrakloriidokobaltaat(2-)ioon [Co(H2O)6]2+ - heksaakvakoobalt(2+)ioon [Pb(CH3COO)4]2- - tetraatsetatoplumbaat(2-)ioon Na2[Cd(SO3)2] – naatriumdisulfitokadmiumaat(II) [Co(H2O)6]2+ - heksaakvakoobalt(2+)ioon [CoCl4]2- - tetraklorokobaltaat(2-)ioon K4[Fe(CN)6] – kaaliumheksatsüaniidoferraat(II) [Ni(NH3)6]SO4 - heksaammiinnikkel(II)sulfaat [FeF]2+ - flouroraud(2+)ioon