Уравнение реакции комплексообразования ионов железа с fe2 цианид ионами (5 видео)

Содержание

Соединения железа(VI)
Комплексные соединения железа
Реакции комплексообразования и их применение в анализе
Chemicals-el.ru
» Сайт о химических элементах
Аналитические реакции цианид — иона CN-
Смотрите также
🔍 Видео

Видео:Химия. 9 класс. Качественные реакции на катионы Fe2+, Fe3+, CU2+, взаимодействие со щелочамиСкачать

Соединения железа(VI)

В степени окисления (+6) железо образует ферраты — соли железной кислоты, которая не выделена в свободном состоянии. Их получают окислением соединений железа(Ш) в сильнощелочной среде:

Ферраты в нейтральной и кислой среде являются сильными окислителями:

Видео:Опыты по химии. Качественные реакции на ионы железа (II) и (III)Скачать

Комплексные соединения железа

Железо образует комплексные соединения с органическими и неорганическими лигандами с координационным числом 6.

Желтая кровяная соль K^[Fe(CN)₆] — гексацианоферрат(Н) калия образуется при действии на раствор соли железа(П) избытком цианида калия:

При взаимодействии с ионами Fe в водном растворе желтая кровяная соль дает синий осадок KFe[Fe(CN)₆] (берлинскую лазурь):

Эта реакция является качественной на ионы Fe .

Красная кровяная соль K₃[Fe(CN)₆] — гексацианоферрат(Ш) калия — образуется при действии на раствор соли железа(Ш) избытком цианида калия:

При взаимодействии с ионами Fe в водном растворе красная кровяная соль дает синий осадок KFe[Fe(CN)₆] (турнбуллеву синь):

Эта реакция является качественной на ионы Fe 2+ .

Ион Fe 3+ образует с тиоцианат-ионом комплексное соединение с интенсивной красной окраской:

Видео:Качественная реакция на ион трехвалентного железаСкачать

Реакции комплексообразования и их применение в анализе

Общие сведения. Вначале реакции комплексообразования нашли свое применение в качественном анализе – образование или разрушение окрашенных комплексов позволяет обнаружить многие вещества, в частности, катионы переходных металлов. Позднее некоторые из этих реакций стали использовать и для количественного анализа:

-малорастворимые комплексные соединения могут быть осаждаемой и даже гравиметрической формой.

-реакции образования комплексных соединений – основа метода комплексометрии, широко распространенного в практике титриметрического анализа

— в фотометрическом анализе определяемые вещества переводят в поглощающие свет (окрашенные) комплексы, а уже затем измеряют аналитический сигнал

— аналогичные реакции позволяют проводить экстракционное разделение и концентрирование микропримесей.

-наконец, с помощью реакций комплексообразования можно целенаправленно регулировать кислотно-основные или окислительно-восстановительные свойства определяемых веществ.

Строение и состав комплексных соединений впервые были объяснены А. Вернером на рубеже XIX и XX веков. Любой комплекс должен включать центральный атом, или ион (комплексообразователь) и лиганды (молекулы или анионы). Они связаны ковалентными связями. Получающуюся при таком взаимодействии устойчивую заряженную частицу можно рассматривать как внутреннюю сферу комплексного соединения, с которой слабо связаны ионы внешней сферы. Последние имеют заряд, противоположный заряду внутренней сферы, и удерживаются около нее ионными связями. Из раствора кристаллизуются именно такие – нейтральные – комплексные соединения. Примеры – К₄[ Fe ( CN )₆] или [ Cu ( NH ₃)₄] Cl ₂.

К₃[ Fe ( CN )₆] – гксацианоферрат калия. Fe +3 – комплексообразователь, CN — — лиганды, 6-координационное число, 3 иона К + образуют внешнюю сферу, а комплексный ион [ Fe ( CN )₆] -3 представляет собой внутреннюю сферу.

Свойства выделенных из раствора нейтральных комплексных соединений изучают специалисты в области неорганической и координационной химии.

Несколько по-другому подходят к комплексообразованию аналитики. Они изучают и применяют реакции между комплексообразователем и лигандами, идущие в растворе. В водном растворе «внутренняя сфера» является самостоятельной частицей, ионы внешней сферы связаны с ней очень слабо, практически не влияя на важные для анализа характеристики. Поэтому аналитики считают комплексными соединениями продукты взаимодействия центрального атома с лигандами, независимо от наличия заряда у образующегося соединения и возможности его препаративного выделения. Соответственно комплексом (комплексной частицей) они называют ион или молекулу, в состав которых входят более простые частицы, способные к самостоятельному существованию в растворе (или в составе кристалла). Примерами могут быть анионный гексароданидный комплекс Fe ( SCN )₆ 3- , нейтральный комплекс Fe С l ₃ или катионный комплекс Cu ( NH ₃)₄ 2+ . А вот сульфат-анион комплексом не является, так как атомы кислорода и серы в соответствующих степенях окисления не способны к самостоятельному существованию в растворе.

Способность комплексообразователя образовывать определенное число химических связей с лигандами характеризуют его координационным числом. Чаще всего оно равно 4 или 6. В анализе применяют устойчивые комплексные соединения переходных металлов, свинца, олова, алюминия, редкоземельных элементов и т.п. Однако широко используются и такие комплексы, в которых центральным атомом является неметалл (например, As или P ).

Число связей, которые лиганд образует с комплексообразователем, называют его дентатностью. Неорганические лиганды обычно монодентатны: аммиак, вода, фторид-, хлорид-, цианид-ион и др. Бидентатными лигандами являются некоторые двухзарядные анионы (например, сульфат SO ₄ 2- ), бифункциональные органические соединения (диамины, многие аминокислоты и оксикислоты, оксалат С₂О₄ 2 и другие анионы двухосновных карбоновых кислот). Существуют и лиганды с более высокой дентатностью, соответствующие органические молекулы содержат 3-6 функциональных групп донорного характера, каждая из которых образует одну связь с центральным атомом. Эти функциональные группы (-ОН, -СООН, — NH ₂ и некоторые другие) имеют неподеленные электронные пары, обеспечивающие образование связи с комплексообразователем.

· Наибольшую практическую значимость имеют такие комплексы, которые содержат один центральный атом, а вся его координационная сфера заполнена одинаковыми лигандами.

Соотношение между координационным числом комплексообразователя и дентатностью лиганда определяет возможный состав комплекса. Так, катион Al 3+ с координационным числом 6 может присоединить 6 монодентатных лигандов (пример – фторидный комплекс AlF ₆ 3- ), или 3 бидентатных лиганда (оксалатный комплекс Al (С₂О₄) 3- ), или 2 тридентатных лиганда. Учитываются и пространственные (стерические) факторы. Так, если молекула монодентатного лиганда очень велика по объему, и несколько таких молекул у одного и того же комплексообразователя не помещаются, то в координационной сфере центрального атома свободные места занимают молекулы растворителя или какого-либо другого лиганда.

Комплексы с полидентатными лигандами называют хелатами. Разные функциональные группы одного и того же лиганда при этом захватывают центральный атом с разных сторон, как клешня краба (слово хелат в переводе с греческого и обозначает клешню). Нередко молекула реагента превращается в лиганд, теряя атомы водорода, в этом случае раствор подкисляется. Примером может быть взаимодействие щавелевой кислоты с ионами цинка, в ходе которого образуется оксалатный комплекс:

2 H₂C₂O₄ + Zn 2+ Zn( С ₂ O₄)₂ 2- + 4 H +

Видео:Комплексиметрия: комплексонометрия, меркуриметрия.Скачать

Chemicals-el.ru

Видео:Взаимодействие хлорида железа III с роданидом калияСкачать

» Сайт о химических элементах

Видео:Реакции ионного обмена. 9 класс.Скачать

Аналитические реакции цианид — иона CN-

Цианиды — соли, содержащие цианид — анионы CN- слабой цианистоводородной кислоты HCN (синильной кислоты).

Синильная кислота — летуча (имеет запах горького миндаля), очень ядовита и даже при незначительных дозах (меньше 0,05 г) приводит к смерти’

Цианид — ион в водных растворах бесцветен, сильно гидролизуется, обладает восстановительными свойствами, является очень эффективным лигандом и образует многочисленные весьма устойчивые цианидные комплексы с катионами многих металлов.

Цианиды щелочных и щелочно — земельных металлов, а также цианид ртути (II) Hg(CN)2 растворяются в воде. Остальные цианиды мало растворимы в воде. При кипячении в водных растворах CN- практически полностью гидролитически разлагается до аммиака и формиат — ионов:

CN- + 2 Н2О -> NH3 + НСОО-. Под действием кислорода воздуха цианид — ионы окисляются до цианат — ионов NCO-:

2 CN + О2 -> 2 NCO-

Цианиды, особенно KCN, — сильно ядовитые вещества. Поэтому при работе с ними следует соблюдать повышенную осторожность! Все операции проводятся только под тягой! Избегать разбрызгивания растворов!

Образованием бесцветных дицианоаргентат (I) — ионов [Ag(CN)2]-:

CN- + Ag+ -> AgCN CN- + AgCN -> [Ag(CN)2]-

Этот процесс протекает до тех пор, пока все присутствующие в растворе ионы CN- прореагируют с катионами серебра. По мере дальнейшего прибавления AgNO3 из раствора осаждается,белая малорастворимая комплексная соль Ag[Ag(CN)2]:

Ag+ + [Ag (CN)2]- — Аg [Аg(СN)2]+(белый)

б). Если, наоборот, к раствору, содержащему катионы Ag+, постепенно прибавлять раствор, содержащий ионы CN-, то выпадает белый творожистый осадок AgCN — до

тех пор, пока все катионы Ag+ прореагируют с прибавляемыми цианид — ионами. При дальнейшем добавлении раствора цианида осадок AgCN растворяется с образованием комплексных анионов [Ag(CN)2]

2.Реакция с дисульфидом аммония и хлоридом железа (III).

Дисульфид-ион тиоцианат-ион сульфид-ион nNCS- + FeCl3 + 6-n H2O — [Fe(NCS)n(H2O)6.n]3-n тиоцианатный комплекс (красный)

3.Реакция образования берлинской лазури.

6 CN- + Fe2+ = [Fe(CN)6]4-

4Fe3+ + 3 [Fe(CN)6]4- = Fe4[Fe(CN)6]3

Выпадает синий осадок берлинской лазури, а раствор приобретает синюю окраску.

4. Другие реакции цианид-ионов.

Цианид – ион образует многочисленные устойчивые комплексы с солями различных металлов: а) Буро-черный CuS растворяется в присутствии CN- — ионов с образованием бесцветных цианидных комплексов меди (1) — тетерациано — купрат (1) — ионов [Cu(CN)4]3- Эту реакцию проводят капельным методом на фильтровальной бумаге. Для этого фильтровальную бумагу смачивают аммиачным раствором сульфата меди (II), слегка высушивают и вносят в пары сероводорода. Бумага темнеет вследствие образования сульфида меди (II) CuS. На бумагу наносят 1-2 капли раствора, содержащего цианид — ионы.

Цианид — ионы реагируют с пикриновой кислотой с образованием продуктов реакции, красного цвета; с ацетатом меди (II) и бензидином дают продукты синего цвета.

Смотрите также

Актиний (Actinium), Ac
Актиний — химический элемент с атомным номером 89, обозначается в периодической системе элементов символом Ac. Актиний — радиоактивный химический элемент III группы периодической системы Менделе .