Chuyên đề phức chất

Chuyên đề phức chất - nhóm GV hóa trường THPT chuyên HVT -Hòa bình thực hiện Trong những năm gần đây hoá học phức chất phát triển một cách mạnh mẽ không những trong nghiên cứu hàn lâm mà cả trong nghiên cứu ứng dụng vào công nghiệp. Trong công nghiệp hoá học, xúc tác phức chất đã làm thay đổi cơ bản qui trình sản xuất nhiều hoá chất cơ bản như axetanđehit, axit axetic, và nhiều loại vật liệu như chất dẻo, cao su. Những hạt nano phức chất chùm kim loại đang được nghiên cứu sử dụng làm xúc tác cho ngành "hoá học xanh" sao cho nó được các quá trình sản xuất không gây độc hại cho môi trường, cũng như cho việc tạo lập các vật liệu vô cơ mới với những tính năng ưu việt so với các vật liệu truyền thống... I. Kh¸i niÖm phøc chÊt Phøc chÊt lµ hîp chÊt t¹o ®îc çc nhãm riªng biÖt tõ çc nguyªn tö, ion hoÆc ph©n tö víi nh÷ng ®Æc trng sau: - Cã mÆt sù phèi trÝ. - Kh«ng ph©n ly hoµn toµn trong dung dÞch. - Cã thµnh phÇn phøc t¹p. Trong ®ã ®Æc trng thø nhÊt lµ quan träng h¬n c¶. Trong ph©n tö phøc chÊt thêng gåm hai phÇn: ion phøc hay cßn gäi lµ cÇu néi vµ çc ion tr¸i dÊu víi ion phøc gäi lµ cÇu ngo¹i. CÇu néi ®îc t¹o thµnh bëi nguyªn tö hoÆc ion kim lo¹i, gäi lµ ion trung t©m liªn kÕt trùc tiÕp víi çc ph©n tö trung hßa hoÆc ion bao xung quanh nã. Çc ion hoÆc ph©n tö trung hßa nµy gäi lµ phèi tö, sè phèi tö bao quanh ion trung t©m gäi lµ sè phèi trÝ. lµ 6. VÝ dô: K3[Fe(CN)6] th× Fe(CN)63- lµ cÇu néi, K+ lµ cÇu ngo¹i, CN- lµ phèi tö vµ sè phèi trÝ II. Ph©n lo¹i phøc chÊt Dùa vµo ®iÖn tÝch cña ion phøc, ngêi ta chia phøc chÊt thµnh 3 lo¹i: 1. Phøc chÊt cation: Çc phøc chÊt cation thêng ®îc t¹o thµnh khi çc ph©n tö trung hßa phèi trÝ xung quanh cation. VD: [Zn(NH3)4]Cl2; [Cr(H2O)6]Cl3; NH4+; [FH2]+; H3O+; ClH2… 2. Phøc chÊt anion: Çc phøc chÊt anion thêng ®îc t¹o thµnh khi çc anion phèi trÝ xung quanh cation. VD: K2[BeF4]; Na3[AlF6]; K4[Fe(CN)6]; K3[Fe(CN)6]… 3. Phøc chÊt trung hßa: Çc phøc chÊt nµy ®îc t¹o thµnh khi çc phèi tö trung hßa vµ çc phèi tö tÝch ®iÖn ©m phèi trÝ xung cation. ë çc phøc chÊt trung hßa kh«ng cã cÇu ngo¹i. VD: [Co(NH3)3 Cl3; [Pt(NH3)4Cl2]; [Fe(NO)]SO4… III- Gi¶i thÝch liªn kÕt trong phøc (thuyÕt phèi trÝ cña Vecne) III-1 ThuyÕt phèi trÝ: N¨m 1893 Vecne (26 tuæi) ®· ®a ra thuyÕt phèi trÝ. Cã 3 luËn ®iÓm. 1. §a sè çc nguyªn tè ®Òu thÓ hiÖn 2 kiÓu hãa trÞ: hãa trÞ chÝnh vµ hãa trÞ phô: - Hãa trÞ chÝnh: ― - Hãa trÞ phô: …. 2. Mçi nguyªn tö çc nguyªn tè ®Òu muèn b·o hßa c¶ hai lo¹i hãa trÞ ®ã. 3. Hãa trÞ chÝnh vµ hãa trÞ phô ®Òu híng ®Õn nh÷ng vÞ trÝ cè ®Þnh trong kh«ng gian. VD: H3N CoCl3.6NH3 CoCl3.5NH3 CoCl3.4NH3 CoCl3.3NH3 H3N NH3 Co H3N NH3 H3N Cl H3N Co NH3 H3N Cl Co Cl H3N NH3 H3N Cl H3N Co H3N 3AgCl 2Ag+ 2AgCl + Ag+ AgCl + Ag+ Kh«ng cã kÕt tña NH3 Cl2 + H3N H3N 3Ag+ NH3 Cl3 + Cl Cl Cl III-2. Mét sè kh¸i niÖm trªn c¬ së thuyÕt Vecne 1. Ion trung t©m Çc nhãm cã trong thµnh phÇn phøc chÊt s¾p xÕp mét çc x¸c ®Þnh xung quanh ion trung t©m hay nguyªn tö t¹o phøc, nguyªn tö hay ion ®ã ®îc gäi lµ ion trung t©m (nguyªn tö trung t©m). VD: [Fe(CN)6]4- Fe2+ ion trung t©m Fe(CO)5 Feo nguyªn tö trung t©m 2. Phèi tö (Ligan) (nhãm thÕ) Nhãm ph©n tö hay ion s¾p xÕp mét çch x¸c ®Þnh xung quanh ion trung t©m th× ®îc gäi lµ phèi tö. [Co(NH3)6]3+ NH3 phèi tö 3. CÇu néi: Ion trung t©m vµ çc phèi tö t¹o nªn cÇu néi, tæng ®iÖn tÝch çc thµnh phÇn cña cÇu néi lµ ®iÖn tÝch cña phøc. CÇu néi cña phøc ®îc ®Æt trong dÊu [ ]n± 4. CÇu ngo¹i: Çc ion mang ®iÖn tÝch trung hßa ®iÖn tÝch cña cÇu néi ®îc gäi lµ cÇu ngo¹i. K4[Fe(CN)6] VD: CÇu néi phèi tö CÇu ngo¹i ion trung t©m Hãa trÞ chÝnh: cÇu ngo¹i (cÇu néi) Hãa trÞ phô: cÇu néi. Trong cÇu néi chØ cã mét lo¹i phèi tö th× çc hãa trÞ chÝnh vµ hãa trÞ phô t¬ng ®¬ng. 5. Sù phèi trÝ vµ sè phèi trÝ - Vecne gäi sù hót çc nguyªn tö hay ion trung t©m vÒ phÝa m×nh lµ sù phèi trÝ. trÝ. - Sè nhãm nguyªn tö hay ion liªn kÕt víi ion trung t©m trong cÇu néi ®îc gäi lµ sè phèi - Thùc nghiÖm cho ta biÕt ®îc sè phèi trÝ ®Æc trng cña mét sè ion trung t©m: Sè phèi trÝ 6: Cr3+; Co3+; Fe2+; Fe3+; Ir3+, Pt4+ Sè phèi trÝ 4: C4+, B3+, Be2+, V3+, Pt2+, Au3+ 6. Dung lîng phèi trÝ t©m. - Dung lîng phèi trÝ cña mét sè phèi tö lµ sè phèi trÝ mµ nã chiÕm ®îc bªn c¹nh ion trung - Dung lîng phèi trÝ b»ng 1: F-, Cl-, I-, NH3, piridin, H2O, ROH, amin - Dung lîng phèi trÝ b»ng 2, gäi lµ ®a phèi trÝ (phèi tö ®a r¨ng): Etylen®iamin H2N-CH2-CH2-NH2 Anion oxalat C2O42§imetylglioxim (kÝ hiÖu: En) (COO-)2 H3C C C CH3 NOH NOH §ietylentriamin CH2 CH2 NH NH2 IV. Çch gäi tªn cña phøc 1. Theo Vecne a. Phøc cation Me CH2 CH2 NH2 - Gäi tªn çc gèc axit b»ng çch thªm o vµo ®u«i - Gäi tªn ph©n tö trung hßa: gäi tªn th«ng thêng VD: NH3 ammin, H2O aqu¬… - Sè hy l¹p chØ sè phèi tö: ®i, tri, tetra, penta… §èi víi çc phèi tö phøc t¹p: 2 – bis; 3 – tris; 4 – tetrakis… - Nguyªn tö (ion) trung t©m: ®îc gäi b»ng tiÕng la tinh - §Ó chØ møc ®é oxi hãa cña ion trung t©m: 1- thªm a 2 – thªm o 3 – thªm i 4 – thªm e - Tªn cÇu ngo¹i: [Ag(NH3)2]NO3 §iamminagenta nitrat [Fe(H2O)4Cl2]Cl §iclotetraaqu¬ sắt (III)clorua [Co(NH3)4Cl2]Cl §iclotetraamincobanti clorua [PtEn2Cl2](NO3)2 §iclobis-etylen®iamminplatine nitrat Tæng qu¸t: Gèc axit – phèi tö trung hßa – ion trung t©m – cÇu ngo¹i Hy l¹p a-o-i-e Bis b. Phøc anion TÊt c¶ ®Òu gièng nh tªn gäi phøc anion, chØ kh¸c khi gäi tªn ion trung t©m vµ sè oxi hãa cña nã th× thªm at vµo sau cïng. Na[Au(CN)2] Natri ®ixianoauraat K4[Fe(CN)6] Kali hecxaxianoferoat K3[Fe(CN)6] Kali hecxaxianoferiat K2[PtCl6] Kali hecxacloro platineat K[Co(DH)2Cl] Kali ®icloro-bis-®imetylglioximato cobantiat c. Phøc trung hßa VÉn tu©n theo quy luËt trªn. Ion trung t©m ®îc gäi tªn th«ng thêng. [Pt(NH3)2Cl2] §icloro®iammin platin 2. Danh ph¸p quèc tÕ a. Çc nhãm ©m ®iÖn: thªm o Phèi tö trung hßa gäi ®óng tªn: H2O aqu¬; NH3 amin (phÇn trªn viÕt lµ ammin) b. Ion trung t©m cña anion phøc: tªn la tinh + at cation phøc: gäi nguyªn tªn phøc trung hßa: gäi nguyªn tªn c. Sè oxi hãa ion trung t©m ®îc chØ b»ng sè la m· ®Æt sau tªn gäi. d. Sè lîng phèi tö: Sè hy l¹p: ®i, tri… phèi tö phøc t¹p: bis, tris, tetrakis… Tæng qu¸t: Gèc axit – phèi tö trung hßa – ion trung t©m K4[Fe(CN)6] Kali hecxaciano ferat (II) Ca2[Fe(CN)6] Canxi hexaciano ferat (II) Na[Co(CO)4] Natri tetracacbonyl cobantat (-I) K4[Ni(CN)4] Kali tetraciano nikelat (0) [Fe(H2O)6]SO4 Hecxaaqu¬ s¾t (II) sunfat [Cr(NH3)4Cl]Cl §iclorotetra crom (III) clorua [Pt(NH3)4Cl2]Cl2 §icloro tetraamin platin (IV) clorua. [Pt(NH3)2Cl2] §icloro ®iamin platin [Cu(NH3)4](NO3)2 Tetraamin ®ång (II) nitrat * Chó ý: Tªn mét sè kim lo¹i theo tiÕng La tinh: Ag: Argentum; Au: Aurum; Co: Cobaltum; Cr: Chromium; Cu: Cuprum; Fe: Ferrum; Pb: Plumbum; Sn: Stannum; Zn: zincum. CÊu t¹o phøc chÊt theo thuyÕt VB CÊu h×nh kh«ng gian cña phøc phô thuéc vµo çc d¹ng lai hãa. D¹ng lai hãa CÊu tróc Ion trung t©m sp §êng th¼ng Ag+, Hg2+ sp3 Tø diÖn Al3+, Zn2+, Co2+ dsp2 Vu«ng ph¼ng Pd2+, Pt2+, Cu2+, Ni2+, Au3+ d2sp3 B¸t diÖn Co3+, Fe3+, Pt4+, Cr3+… Çc néi dung c¬ b¶n: 1. Liªn kÕt ho¸ häc trong phøc chÊt bao gåm çc liªn kÕt 2 electron, çc phèi tö cã 2 electron kh«ng ph©n chia ®ãng vai trß chÊt cho electron, çc ion trung t©m cã çc obitan trèng ®ãng vai trß chÊt nhËn electron, gi÷a ion trung t©m vµ phèi tö t¹o thµnh liªn kÕt cho-nhËn vµ ph¶n øng t¹o phøc ®îc xem nh ph¶n øng axit-baz¬. 2. Sù xen phñ cµng lín th× liªn kÕt cµng bÒn. Muèn vËy, tríc khi t¹o thµnh liªn kÕt, çc obitan trèng cña ion trung t©m lai hãa víi nhau ®Ó t¹o thµnh çc obitan lai hãa t¬ng ®ång vµ sè phèi trÝ cña ion trung t©m b»ng sè obitan lai hãa. KiÓu lai hãa phô thuéc vµo cÊu t¹o electron cña ion trung t©m vµ trong mét sè trêng hîp phô thuéc vµo b¶n chÊt cña phèi tö. Tïy thuéc vµo kiÓu lai hãa cña ion trung t©m mµ phøc chÊt cã cÊu tróc nµy hay cÊu tróc kh¸c. Lu ý: Çc obitan muèn lai hãa ph¶i cã ®iÒu kiÖn: - GÇn nhau vÒ cÊu h×nh kh«ng gian - GÇn nhau vÒ n¨ng lîng VD: dsp2: 3dx2 − y2 + 4s + 4p x + 4p y d2sp3 dx2 −y 2 + dz 2 + s + p x + p y 3. Khi cã obitan d cña ion trung t©m tham gia lai hãa, trong mét sè trêng hîp, viÖc lai hãa ngoµi hay trong phô thuéc vµo sù t¬ng t¸c gi÷a ion trung t©m vµ phèi tö: phèi tö t¬ng t¸c yÕu sÏ t¹o ra lai hãa ngoµi, phèi tö t¬ng t¸c m¹nh sÏ t¹o ra lai hãa trong. Møc ®é t¬ng t¸c gi÷a phèi tö vµ ion trung t©m gi¶m dÇn nh sau: NO2, CO, CN-… En > NH3 >Py> SCN- > H2O > OH- > F- > Cl- > Br- > I-. Trung b×nh YÕu M¹nh Phøc chÊt cã sù lai hãa ngoµi th× ®é bÒn phøc kÐm bÒn h¬n phøc chÊt cã sù lai hãa trong (phøc lai hãa ngoµi cã kh¶ n¨ng ph¶n øng cao) v× khi lai hãa ngoµi th× møc n¨ng lîng cña çc obitan tham gia lai hãa (ns, np, nd) kh¸c nhau nhiÒu h¬n so víi khi lai hãa trong ((n-1)d, ns, np)). Phøc cã obitan trèng cã kh¶ n¨ng ph¶n øng cao. 4. Qu¸ tr×nh t¹o phøc trªn c¬ së liªn kÕt hãa trÞ cã thÓ chi thµnh çc bíc sau: Bíc 1: BiÕt ®îc cÊu tróc cña ion trung t©m. Bíc 2: D¹ng lai hãa cña çc obitan cña ion trung t©m Bíc 3: X©y dùng cÊu tróc cña phøc * §Ó ®Æc trng cho møc ®é thuËn tõ cña mét chÊt, ngêi ta dïng mét ®¹i lîng lµ momen tõ µ. Momen tõ liªn hÖ víi sè electron ®éc th©n theo hÖ thøc: µ = n(n + 2)µ B (manheton Bo) trong ®ã, n: sè electron ®éc th©n. VD 1: K2[NiCl4] µ ≠ 0 + ZNi = 28 Ni [Ar]3d84s2 Ni2+ [Ar]3d8 + Lai hãa: µ ≠ 0 sp3 Ion ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ Lai hãa ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ sp3 + T¹o phøc: ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ xx xx xx xx Cl Cl Cl Cl Chøng minh: µ = 2(2 + 2)µ B ≠ 0 VD 1: [FeF6]4- µ ≠ 0 + ZFe = 26 Fe [Ar]3d64s2 Ni2+ [Ar]3d6 + Lai hãa: µ ≠ 0 d2sp3 → sp3d2 Ion ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ Lai hãa ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ sp3d2 + T¹o phøc: Ion ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ Chøng minh: µ = 4(4 + 2)µ B ≠ 0 VD 3: [Fe(CN)6]4- µ ≠ 0 d2sp3 + Lai hãa: µ ≠ 0 d2sp3 → sp3d2 xx xx xx xx xx xx F F F F F F Ion ↑↓ Lai hãa ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ d2sp3 VD 4: [Ni(CN)4]2- µ = 0 (vu«ng ph¼ng) Ion ↑↓ ↑↓ ↑↓ Lai hãa ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ dsp2 VD 5: [CoCl6]3Ion ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ Lai hãa ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ sp3d2 µ = 4,9 VD 6: [Co(CN)6]4Ion ↑↓ ↑↓ Lai hãa ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ d2sp3 Kh¶ n¨ng ph¶n øng cao v× cã 1e ®éc th©n líp ngoµi cïng VD 7: [V(NH3)6]3+ Ion ↑ ↑ Lai hãa ↑ ↑ d2sp3 Kh¶ n¨ng ph¶n øng cao v× cã 1 obitan trèng. CÊu t¹o kh«ng gian - ®ång ph©n cña phøc Th«ng thêng ngêi ta gÆp cÊu h×nh kh«ng gian cña phøc trªn c¬ së phèi trÝ. Phèi trÝ 2: D¹ng ®êng th¼ng: Ag(NH3)+ Phèi trÝ 4: Tø diÖn (4 mÆt) H×nh chãp Tø diÖn Vu«ng ph¼ng Phèi trÝ 4: b¸t diÖn (h×nh qu¶ tr¸m) 1. §ång ph©n h×nh häc Phèi trÝ 2: Kh«ng cã ®ång ph©n h×nh häc Phèi trÝ 4: * Tø diÖn kh«ng cã ®ång ph©n * Vu«ng ph¼ng: + MeA2B2 cã 2 d¹ng ®ång ph©n A A cis B A B B B trans A VD: [Pt(NH3)2Cl2] H3 N Cl H3N Cl (muèi Rayde) (muèi Payron) H3 N cis Cl Cl trans NH3 + MeABCD cã 3 ®ång ph©n A B A C A B D C D B C D Phèi trÝ 6: MeA4B2 cã 2 ®ång ph©n A B A B A A B A A A cis A trans B + MeA3B3 cã 2 ®ång ph©n B A A B A A B A B A B B + MeA2B2C2 cã 5 ®ång ph©n + MeABCDEG cã 15 ®ång ph©n 2. §ång ph©n quang häc En En NH3 VD: Cl H3N Cl En En Một số bài tập về phức chất Câu 1 Tổng hợp một hợp chất của crom. Sự phân tích nguyên tố cho thấy rằng thành phần có Cr (27,1%); C (25,2%), H(4,25%) theo khối lượng, còn lại là oxy. 1. Tìm công thức thực nghiệm của hợp chất này. 2. Nếu công thức thực nghiệm gồm một phân tử nước, ligand kia là gì? Mức oxy hóa của Cr là bao nhiêu? 3. Khảo sát từ tính cho thấy hợp chất này là nghịch từ, phải giải thích từ tính của hợp chất này như thế nào? Vẽ thử cấu tạo phù hợp của chất này. Chất NiO TiO2 TiC CO NH3 t, 0C 1627 727 727 727 27 ∆fG0, kJ/mol -72,1 -757,8 -162,6 -200,2 -16,26 Cho: O = 16; Fe = 55,85; As = 74,9; HDG: 1. Công thức thực nghiệm CrC4H8O5. 2. Từ công thức thực nghiệm CrC4H8O5, hợp chất là [Cr(CH3COO)2(H2O)]. Như vậy, ligand là các nhóm axetat. Do nhóm (CH3COO-) có điện tích –1 nên mức oxy hóa của Cr là +2. 3. Ion Cr2+ là hệ d4, nghĩa là hệ có 4e thuộc obitan d. Sự phân bố 4 electron phải thuộc loại spin năng lượng cao do ligand yếu. Chỉ yếu tố này đã cho thấy [Cr(CH3COO)2(H2O)] có tính thuận từ. Tuy nhiên từ các kết qủa thực nghiệm, hợp chất này lại có tính nghịch từ đó là do hợp chất này ở dạng nhị hợp có cấu tạo như sau: CH3 CH 3 C H2O C OO OO Cr Cr O O O O C C OH2 CH3 CH3 Trong cấu tạo này, hai nguyên tử Cr tạo liên kết bốn, bao gồm một sigma, hai pi và một delta, với bậc liên kết tổng cộng là 4. Sự hình thành liên kết bốn đòi hỏi tất cả các electron thuộc obitan d đều phải cặp đôi. Vì vậy dựa theo tính chất từ, hợp chất ở dạng nhị hợp là nghịch từ. Câu 2 : Độ bền của cation Au+. Thế tiêu chuẩn: Au+/Au có Eθ1 = 1,68V; Au3+/Au có Eθ2 = 1,50V 1. Tính nồng độ cation Au+ lớn nhất trong dung dịch Au3+ 10-3 mol.l-1. 2. Trong dung dịch có dư anion X -, Au+ tạo phức AuX2- (hằng số không bền K1). Au3+ tạo phức AuX4- (hằng số không bền K2), dư ion X- có cân bằng sau (hằng số cân bằng là K′). 3AuX2- AuX4- + 2X- + 2Au Viết biểu thức tính K′ theo K, K1, K2 Cho biết: X- = Br-, pK1 = 12, pK2 = 32; X- = CN-, pK1 = 38, pK2 = 56; dựa vào tính toán đưa ra kết luận gì? 3. Vàng có thể tan trong dung dịch KCN 1M có bão hoà khí oxi, dựa vào tính toán hãy giải thích hiện tượng này.(ở pH=0 thế tiêu chuẩn: O2/H2O có Eθ = 1,23V; HCN có pKa = 9,4) HDG: 1. Au3+ + 3e → Au E 02 = 1,5V Au+ + 3+ Au E 0 298K: 2e → Au + Au 3+ / Au + n(E (0+ ) lgK = 0 ⇒ trong dung dịch có thể xảy ra các phản ứng sau: 3Au+ D Au3+ + 2Au + E (0− ) ) 0,0591 ⇒[Au+] = 3 3Au Ở 3+ = ,122 2(1,68 − 1,41) [ Au ] = 9,122 ⇒ K = 10 9 = 0,0592 [ Au + ]3 [ Au 3+ ] 3 10 −3 = = 9,106×10-5(mol/l) K 10 9,122 D + 2. 3E 20 − E10 3 × 1,5 − 1,68 E = = = 1,41V 2 2 + 0 >E Au + / Au → Au E 10 = 1,68V e 3+ Au [ Au 3+ ] K= [ Au + ]3 + 2Au Có dư X-, tồn tại cân bằng sau: 3AuX AuX AuX − 4 − 2 D AuX − 2 D D − 4 + Au+ 3+ Au [ AuX 4− ][ X − ] 2 2X +2Au K ' = [ AuX 2− ]3 - + − 2 + − 2 [ Au ][ X ] [ Au ][ X ] − ⇒ [ AuX ] = 2X- K 1 = 2 K1 [ AuX 2− ] + K2 = - + 4X [Au 3+ ][X − ] 4 [AuX −4 ] ⇒ [AuX −4 ] = [Au 3+ ][X − ] 4 K2 [ Au 3+ ][ X − ]4 × [ X − ]2 3 3 K2 K1 [ Au 3+ ] K1 = × = K× Suy ra: K ' = K2 [ Au + ]3 [ X − ]6 [ Au + ]3 K 2 3 K1 - - X = Br X- = CN- ⇒ K’= 10 ⇒ 9,122 ,122 10 −36 × −32 = 10 5 10 K’=109,122× 10 −114 = 10 −48,878 −56 10 + Khi anion là Br- : Au+ → Au3+ và Au + Khi anion là CN- : Au3+ và Au → Au+ KCN → K+ + CN1M 1M CN + H2O D HCN + Ban đầu 1 x Phản ứng x x Cân bằng (1 - x ) 3. 10 −14 x2 = ⇒ x ≈ 5 × 10 −3 (mol / l ) −9 , 4 1− x 10 10 −14 + [H ] = = 2 × 10 −12 (mol / l ) −3 5 × 10 OHx x [CN − ] = 1 − 5 × 10 −3 = 0,995(mol / l ) + [Au ] = K 1 [Au(CN) −2 ] [CN − ] 2 E Au(CN )− / Au = E10 + 0,059 lg[Au + ] = E10 + 0,059 lg K 1 [Au(CN) −2 ] 2 E Au ( CN ) − / Au = 1,68 + 0,059 lg 2 O2 + 4H+ [CN ] ( [ Au (CN ) −2 ] = 1 ) 2 −38 10 = −0,562V 0,995 2 4e D 2H2O 0,059 ( PO2 = 1atm) lg[ H + ]4 4 0,0591 = 1,23 + lg[(2 × 10 −12 ) 4 ] = 0,537V 4 < E O2 / H 2O , Au có thể tan trong dung dịch KCN theo phản ứng hóa học sau: EO2 / H 2O = EO0 2 / H E + − 2O + Au ( CN ) − 2 / Au 4Au + 8KCN + 2H2O + O2 → 4K[Au(CN)2] + 4KOH E = 1,099V (K = 1074,257) Câu 3: Khi thêm ion Co3+ vào nước amoniac xảy ra phản ứng sau: Co3+ (aq) + 6 NH3 (aq) → [ Co(NH3)6]3+ (aq) Hằng số cân bằng chung của phản ứng tạo phức K = 4,5 × 1033 (mol/L)–6. Trong một dung dịch, nồng độ cân bằng của amoniac là c(NH 3 (aq)) = 0,1 mol/l và tổng các nồng độ cân bằng của Co3+ (aq) vµ [Co(NH3)6]3+ (aq) bằng 1 mol/l. 1) Tính nồng độ của Co3+ (aq) trong dung dịch này. 2) Hằng số cân bằng chung K của [Co(NH3)6]2+ (aq) nhỏ hơn nhiều, K = 2,5 × 104 (mol/l)-6. Tính tỉ lệ c(Co2+ (aq))/c([Co(NH3)6]2+ (aq)) trong một dung dịch mà nồng độ cân bằng của amoniac là c(NH3 (aq)) = 0,1 mol/L. 3) Co3+ (aq) phản ứng với nước giải phóng khí nào? Giải thích. 4) Vì sao không giải phóng khí trong dung dịch ở câu a)? HDG 1 ⇒ 2. 3 Theo giả thiết: Co3+ (aq) + e2H2O + 2e - ⇌ Co2+ (aq) E° = + 1,82V ⇌ H2 (k) + 2OH (aq) E° = – 0,42V tại pH = 7 O2 (k) + 4H+ (aq) + 4e- ⇌ 2H2O - E° = + 0,82V tại pH = 7 Co3+ phản ứng nên phải là chất oxi hóa (nhận e), do đó theo các phương trình trên, nếu có giải phóng khí, bắt buộc H2O phải nhường electron và giải phóng khí O2. 4 [Co3+] = 2,2 × 10-28 mol/L quá nhỏ nên thế nhỏ hơn thế của (2H 2O/O2, 4H+) nên quá trình oxi hóa không thể xảy ra được. Câu 4 Ion Fe (SCN)2+ có màu đỏ ở nồng độ bằng hoặc lớn hơn 10-5M. Hằng số điện li của nó là 10-2. 1. Một dung dịch chứa vết Fe3+. Thêm vào dung dịch này một lượng KSCN đến nồng độ 10-2M (coi thể tích dung dịch không đổi). Xác định nồng độ tối thiểu của Fe 3+ để dung dịch xuất hiện màu đỏ. 2. Một dung dịch chứa Ag+ 10-2M và Fe3+ 10-4 M. Thêm SCN vào tạo kết tủa AgSCN (coi thể tích không đổi). Xác định nồng độ Ag + còn lại trong dung dịch khi xuất hiện màu đỏ. Biết TAgSCN = 10-2. 3. Thêm 20cm3 dung dịch AgNO3 5.10-2M vào 10cm3 dung dịch NaCl không biết nồng độ. Lượng dư Ag+ được chuẩn độ bằng dung dịch KSCN với sự có mặt của Fe 3+ điểm tương đương (khi bắt đầu xuất hiện màu đỏ) được quan sát thấy khi thêm 6cm 3 dung dịch KSCN 101 M. Tính nồng độ của dung dịch NaCl. HDG a/ Xét CB Fe3+ + C0 [ ] SCN − € Fe ( SCN ) C0 10−2 C0 − x 10−2 − x x ( 2+ K = 102 x = 10−2 0 −2 C − x 10 − x )( Khi có mầu thì x = 10-5M thay vào ta được : ( 10−5 2 0 −5 = 10 ⇒ C = 2.10 M C0 − 10−5 10−2 − 10−5 )( ) −5 b/ Khi xuất hiện mầu đỏ thì [ FeSCN ] = 10 M thì  Fe3+  = 10−4 − 10−5 = 9.10−5 M   )  FeSCN 2+  10−5 2 = 10 ⇒ = 102 Khi đó ta có : 3+ − − −5  Fe   SCN   SCN  .9.10 −12 10 −10 ⇒  SCN  = 1,1.10 M ⇒  Ag  = M −3 = 9,1.10 1,1.10 − −3 + + −10 0 c/ Theo phần trên  Ag  = 9,1.10 năng lượng ghép electron nên phức này có giản đồ năng lượng như sau: eg ∆ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ t2g Trong giản đồ trên tổng spin S = 0 và là phức spin thấp. Trong phức [Fe(H2O6)]2+ có năng lượng tách thấp hơn năng lượng ghép electron nên eg ↑ ↑ phức này có giản đồ năng lượng như sau: ∆ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ Trong giản đồ trên tổng spin S = 4 x 1/2 = 2 và là phức spin cao. λ= b) hc 6,625.10 −34. 3.10 8 = E 394,2.10 3 = 3,034.10-7 m hay 3034 0 A 6,02.10 23 C©u 7: 1. Cho X là muối sắt sunfat khan có 36,84% sắt về khối lượng. a) Xác định công thức hóa học của X. b) Hoàn thành phương trình hóa học theo sơ đồ: +KCN dư (X) 2. +Cl2 + KOH đặc (A) (B) (A) dung dịch vàng dung dịch vàng Bảng độ dài sóng của bức xạ bị hấp thụ và màu nhìn thấy Mầu của bức xạ bị hấp thụ Bước sóng của bức xạ bị hấp thụ (nm) Mầu trông thấy ở chất Tím 400-424 Vàng – lục Xanh chàm 424-480 Vàng Lam 480-500 Da cam Lục 500-575 Đỏ tía Vàng 575-585 Tím Da cam 585-647 Lam (mầu phụ) t2g Đỏ tía 647-710 Lục HDG: 1. a) X là FeSO4 b) (1) FeSO4 + 6KCN → K4[Fe(CN)6] + K2SO4 (2) K4[Fe(CN)6] + Cl2 → K3[Fe(CN)6] + 2KCN (3) 4K3[Fe(CN)6] + 4KOHđặc, nóng → K4[Fe(CN)6] + O2 + 2H2O 2. ∆o = hc.N A λ * Ion phức [Mn(H2O)6]3+: λ= 6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23 = 0,476.10-6 (m) = 476 nm. 3 250,5.10 Ion phức [Mn(H2O)6]3+ hấp thụ màu xanh chàm nên hợp chất Mn(III) trong nước có màu vàng. * Ion phức [Rh(H2O)6]3+: λ= 6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23 = 0,371.10-6 (m) = 371 nm. 3 321,6.10 Ion phức [Rh(H2O)6]3+ hấp thụ bức xạ có λ = 371 nm ngoài vùng nhìn thấy nên hợp chất Rh(III) trong nước không có màu. Câu 8: Cho 3 hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và ion Clo Cl-, có cùng thành phần 19,51% Cr; 40,57% H2O và 39,92% Cl. + Hợp chất thứ nhất có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ion Cl-. Tất cả các ion này kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dung dịch. + Hợp chất thứ 2 có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và 2 ion Cl -. Cả 2 ion này đều kết tủa cho AgCl. + Hợp chất thứ 3 có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và ion Cl -. Ion này cho kết tủa với AgCl. Hãy viết cấu tạo, gọi tên và vẽ cấu trúc của ion phức nêu trên. HDG: Các phức chất được xét trong chương trình phổ thông thường là phức chấ đơn nhân. Vì vậy, nếu giả thiết rằng trong phân tử của phức chất được xét chỉ có một nguyên tử Cr (M=52) thì số nguyên tử Cl và số phân tử nước sẽ là: 39,92.52 - Số nguyên tử Cl (m) bằng: m = 19,51.35,5 = 2,997 ≈ 3 40,57.52 - Số phân tử nước (n) bằng: n = 19,51.18 = 5,9969 ≈ 6 Như vậy, CTPT của phức chất là CrCl3.6H2O Từ các luận cứ sau: - Cr3+ thường có 6 phối trí - Cl- và nước đều có thể đóng vai trò là phối tử để tạo phức với Cr3+ - Liên kết Cr-Cl trong cầu nội của phức chất khá bền, làm cho Cl- trong cầu nội của phức chất không phân ly thành ion tự do trong dung dịch - Các dữ kiện của đề bài Có thể đưa ra giả thiết về thành phần của 3 phức chất như sau: (1)[Cr(H2O)6]Cl3 ; (2) [Cr(H2O)5Cl2]Cl2.H2O ; (3) [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O Khi đó phương trình điện ly của các phức chất trong dung dịch được biểu diễn như sau: Phức chất (1): [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6]3+ + 3ClPhức chất (2): [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2ClPhức chất (3): [Cr(H2O)4Cl2]Cl → [Cr(H2O)4Cl2]+ + ClCác ion Cl- nằm ở cầu ngoại bị phân ly thành ion tự do trong dung dịch do đó tác dụng với AgNO3 cho kết tủa AgCl. Tên của các ion phức và cấu trúc tương ứng của chúng như sau: [Cr(H2O)6]3+ Hexaaquơ Crom (III) [Cr(H2O)5Cl]2+ Clopentaaquơcrom (III) [Cr(H 2O)4Cl2]+ Điclotetraaquơcrom (III) Câu 9 1.Cho biết dạng hình học của các ion sau: [Ni(CN) 4]2-; [FeF6]3-. Hãy cho biết các ion trên có tính thuận từ hay nghịch từ? Giải thích? 2 Gọi tên và vẽ các cấu trúc lập thể cho các ion phức của coban sau: [CoCl 2(NH3)4]+ và [CoCl3(CN)3]3-. HDG 1. Cấu hình electron của Ni2+ : [Ar]3d8 3d 4s 4p • Xét phức [Ni(CN)4]2- : CN- là phối tử trường mạnh, dẫn đến ion Ni2+ ở trạng thái kích thích : 3d8 dsp 2 ⇒ Ni2+ ở trạng thái lai hóa dsp2 ⇒ [Ni(CN)4]2- có dạng vuông phẳng và ion trung tâm Ni2+ không còn electron độc thân, do đó ion [Ni(CN)4]2- có tính nghịch từ. • Xét phức [FeF6]3- : Cấu hình electron của Fe3+: [Ar]3d5 F- là phối tử trường yếu 3d5 4s 4p 4d ⇒ Fe3+ ở trạng thái lai hóa sp3d2 ⇒ [FeF6]3- có dạng bát diện đều và ion trung tâm Fe3+ còn 5 electron độc thân ⇒ có tính thuận từ. 2. - Tên của các ion phức : Điclorotetraamincoban (III) : [CoCl2(NH3)4]+ Triclorotrixianocobanat (III) : [CoCl3(CN)3]3-. - Cấu trúc lập thể : Cl Cl H3N NH3 H3N NH3 H3N Co H3N Cl Co Cl NH3 NH3 Cl NC Cl CN CN Co Cl NC Cl Co Cl CN Cl CN Bài 10. 1. Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) để giải thích dạng hình học, từ tính của các phức chất sau:[Ni(CN)4]2-, [NiCl4]2-, [Ni(CO)4]. Cho C (Z=6), N (Z=7), O (Z=8), Ni (Z=28), Cl (Z=17). 2. Hòa tan 2,00 gam muối CrCl 3.6H20 vào nước, sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3 và lọc nhanh kết tủa AgCl cân được 2,1525 gam. Cho biết muối crom nói trên tồn tại dưới dạng phức chất. a) Hãy xác định công thức của phức chất đó. b) Hãy xác định cấu trúc (trạng thái lai hóa, dạng hình học) và nêu từ tính của phức chất trên. HDG: 1. Ni : 3d84s2 ; Ni2+ : 3d8 Ni2+ : 3d 4s 4p Phức [Ni (CN)4]2- : CN- là phối tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron d → tạo phức vuông phẳng với lai hóa dsp2 . Spin thấp (S = 0 ). Nghịch từ dsp2 [Ni(CN)4]24s 3d 4p Phức [NiCl4]2- : Cl- là phối tử cho π → tạo trường yếu → không dồn ép electron d được → tạo phức tứ diện với lai hóa sp3 . Spin thấp (S = 1 ). Thuận từ sp3 [Ni(Cl)4]24s 3d 4p Ni : 3d84s2 4s 3d 4p Phức [Ni(CO)4] : CO là phối tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron 4s vào 3d → tạo obitan 4s,3d trống → lai hóa sp3 , phức tứ diện. Spin thấp (S = 0). Nghich từ sp3 [Ni(CO)4] 4s 3d CO 4p CO CO CO 2. a. n(AgCl) = (2,1525:143,5) = 0,015; n(CrCl 3 . 6H2O) = (2:266,5) = 7,5.10-3 n(Cl- tạo phức) = 3(7,5.10-3) - 0,015 = 7,5.10-3 Trong phân tử phức chất tỷ lệ mol Cl − : Cr3+ = (7,5.10-3) : (7,5.10-3) = 1:1 Công thức của phức: [Cr(H2O)5Cl]2+ b. 24 Cr3+ (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3) → 24 Cr3+ : [Ar] 3d3 3d3 4s Ar 4p Cl 900 H 2O H2O A H 2O Phøc thuËn tõ Cr lai hãa sp3d2 900 H2O B¸t diÖn ®Òu H2O Câu 11: Cho 3 hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và ion Clo Cl -, có cùng thành phần 19,51% Cr; 40,57% H2O và 39,92% Cl. + Hợp chất thứ nhất có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ion Cl-. Tất cả các ion này kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dung dịch. + Hợp chất thứ 2 có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và 2 ion Cl -. Cả 2 ion này đều kết tủa cho AgCl. + Hợp chất thứ 3 có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và ion Cl -. Ion này cho kết tủa với AgCl. Hãy viết cấu tạo, gọi tên và vẽ cấu trúc của ion phức nêu trên. HDG Các phức chất được xét trong chương trình phổ thông thường là phức chấ đơn nhân. Vì vậy, nếu giả thiết rằng trong phân tử của phức chất được xét chỉ có một nguyên tử Cr (M=52) thì số nguyên tử Cl và số phân tử nước sẽ là: 39,92.52 - Số nguyên tử Cl (m) bằng: m = 19,51.35,5 = 2,997 ≈ 3 40,57.52 - Số phân tử nước (n) bằng: n = 19,51.18 = 5,9969 ≈ 6 Như vậy, CTPT của phức chất là CrCl3.6H2O Từ các luận cứ sau: - Cr3+ thường có 6 phối trí - Cl- và nước đều có thể đóng vai trò là phối tử để tạo phức với Cr3+ - Liên kết Cr-Cl trong cầu nội của phức chất khá bền, làm cho Cl - trong cầu nội của phức chất không phân ly thành ion tự do trong dung dịch - Các dữ kiện của đề bài Có thể đưa ra giả thiết về thành phần của 3 phức chất như sau: (1)[Cr(H2O)6]Cl3 ; (2) [Cr(H2O)5Cl2]Cl2.H2O ; (3) [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O Khi đó phương trình điện ly của các phức chất trong dung dịch được biểu diễn như sau: Phức chất (1): [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6]3+ + 3ClPhức chất (2): [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2Cl- Phức chất (3): [Cr(H2O)4Cl2]Cl → [Cr(H2O)4Cl2]+ + ClCác ion Cl- nằm ở cầu ngoại bị phân ly thành ion tự do trong dung dịch do đó tác dụng với AgNO3 cho kết tủa AgCl. Tên của các ion phức và cấu trúc tương ứng của chúng như sau: [Cr(H2O)6]3+ [Cr(H2O)5Cl]2+ Hexaaquơ Crom (III) Clopentaaquơcrom (III) OH2 H2O OH 2 Cr H2O H2O H2O OH 2 H2O OH2 Điclotetraaquơcrom (III) Cl Cl OH 2 Cr Cr OH 2 [Cr(H2O)4Cl2]+ H2O OH 2 Cl OH2 OH2 Cl H2O OH 2 Cr H2O OH 2 Cl Câu 12: Cho biết ion phức Co(III) có cấu trúc bát diện. 1. Vẽ tất cả các đồng phân của [Co(NH3)Br(en)2]2+ (en: etylenđiamin) 2. Những ion phức Co(NH 3 )3+ và CoF63− đựng trong những ống mẫu riêng đặt trên một cái cân. 6 Ở đây các ion phức được một nam châm điện vây quanh. Khi kích hoạt nam châm điện thì khối lượng của CoF63− tăng lên còn khối lượng của Co(NH 3 )3+ không bị ảnh hưởng gì. Giải 6 thích. Câu 13: Viết công thức dạng cis và trans của ion phức bát diện [Co(NH 4)4Cl2]+. Nhận xét về vị trí tương đối của 2 nguyên tử Cl đối với nguyên từ Co trung tâm Câu 14: Phim đen trắng chứa lớp phủ bạc bromua trên nền là xenlulozơ axetat. 1. Viết phản ứng quang hóa xảy ra khi chiếu ánh sáng vào lớp AgBr phủ trên phim. 2. Trong quá trình này thì lượng AgBr không được chiếu sáng sẽ bị rửa bằng cách cho tạo phức bởi dung dịch natri thiosunfat. Viết phương trình phản ứng. 3. Ta có thể thu hồi bạc từ dung dịch nước thải bằng cách thêm ion xianua vào, tiếp theo là kẽm. Viết các phản ứng xảy ra. HDG: hν • 1. Phản ứng: 2AgBr(r) → 2Ag (r) + Br2 /2Br 2. AgBr(r) + 2Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr 3. [Ag(S2O3 ) 2 ]3− + 2CN − → [Ag(CN)2 ]− + 2S2O3− 2[Ag(CN) 2 ]− + Zn → [Zn(CN) 4 ]2− + 2Ag + Câu 15: Một vài tính chất của một hợp chất vô cơ chưa biết A được liệt kê dưới đây: - A là một chất rắn màu trắng hơi vàng, dễ chảy rữa và thăng hoa khi đun nóng. A có KLPT là 266. - A phản ứng mãnh liệt với nước để cho dung dịch B. - Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và NH4Cl được thêm vào dung dịch B thì nhận được kết tủa keo màu trắng. - Một mẫu dung dịch B phản ứng với dung dịch hỗn hợp nitric axit và bạc nitrat cho kết tủa vón cục màu trắng C. Kết tủa trắng này nhanh chóng tan đi khi thêm vào dung dịch NH 4OH mặc dù khi ta cho dư NH4OH thì lại xuất hiện kết tủa trắng D. - Kết tủa D được lọc và hoà tan trong NaOH thu được dung dịch trong suốt E. - Khi cho khí CO2 lội qua dung dịch E thì lại sinh ra kết tủa D. - Chất A hoà tan không điện ly trong ete không lẫn nước. Khi dung dịch này phản ứng với LiH thì sẽ tạo thành sản phẩm F. Nếu dùng dư LiH thì F sẽ chuyển thành G. a. Xác định chất A. b. Xác định các chất từ B đến G và viết tất cả các phương trình phản ứng xảy ra. HDG: a. Trong bước thứ ba của phép phân tích ta thu được kết tủa trắng keo, điều này chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Al3+ và dung dịch B cũng tạo kết tủa trắng với AgNO 3, kết tủa này tan đi khi ta thêm NH4OH vào chứng tỏ rằng dung dịch B có chứa Cl -. Vậy chất A sẽ là Al2Cl6 (MA = 266). b. Các phản ứng xảy ra: Al2Cl6 + 12H2O = 2[Al(H2O)6]3+ + 6Cl6AgNO3 + 6Cl- = 6AgCl + 6NO3AgCl + 2NH4OH = [Ag(NH3)2]+Cl- + H2O Al3+ + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4+ Al(OH)3 + NaOH = Na+[Al(OH)4-] [Al(OH)4]- + CO2 = Al(OH)3 + HCO3Al2Cl6 + LiH = (AlH3)n + LiHdư = LiAlH4 Câu 16: Nêu phương pháp hóa học tách: b. Khí N2 ra khỏi khí NO c. Ion Be2+ ra khỏi ion Al3+ trong dung dịch muối nitrat của chúng. Nêu cơ sở khoa học của phương pháp tách đã dùng. HDG: 1. 2. Cho qua dd FeSO4, NO bị hấp thụ, N2 bay ra: FeSO4 + NO → Fe[NO]SO4 Đun nóng dd lại được NO Cho Na2CO3 đến dư vào dung dịch. Al3+ tách ra dưới dạng Al(OH)3 còn Be2+ còn lại dưới dạng [Be(CO3)2]2-. Hòa tan Al(OH)3 vào HNO3 lấy lại Al3+. Axit hóa dung dịch lấy lại Be2+ Al3+ + 3 CO32− + 3H2O → Al(OH)3 + 3CO2 Be2+ + 2 CO32− € [Be(CO3)2]2- tan Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O 2CO2 + 2H2O [Be(CO 3)2]2- + 4H+ → Be2+ + Cơ sở của phương pháp này là: Ion Be2+ có bán kính bé có khả năng tạo phức với ion cacbonat còn Al3+ thì không có khả năng này Câu 17: 1. Tại sao ion phức spin thấp [Co(NH3)6]3+ lại có màu. Giải thích dựa vào ∆ o = 22900(cm −1 ) . Cho biết: 1 cm −1 = 11,962 J.mol−1 . Tính được: λ = 437nm . Sự hấp thụ ánh sáng nằm trong phổ nhìn thấy nên có màu. 12 Câu 18: Hằng số bền tổng của ion phức [Cu(NH3)4]2+ là β4 = 10 tại 25oC b a. Tính nồng độ Cu2+ khi cân bằng nếu nồng độ ban đầu của Cu2+ là 5.10-3M và của NH3 là 1M 2+ b. Xét: Cu 2+ + trien € [ Cu(trien) ] ; βb = 5.10 20 (25o C) ; ∆Η o298 = −90kJ . Tính ∆So298 của phản ứng trên 2+ c. Xét: Cu 2+ + 2en € [ Cu(en) 2 ] ; ∆So298 = 22J / K . Trong đó: Trien là Trietilentetramin H2NCH2CH2NHCH2CH2NHCH2CH2NH2, en là etilenđiamin H2NCH2CH2NH2. Viết công thức cấu tạo 2 ion phức trên và giải thích sự khác nhau giữa hai giá trị entropi trên Ion phức [Mn(H2O)6]3+ có năng lượng tách ∆ o = 250,5 kJ/mol. Câu 19. Ion phức [Rh(H2O)6]3+ có năng lượng tách ∆ o = 321,6 kJ/mol. Hỏi hợp chất Mn(III), Rh(III) trong dung dịch có màu gì? Cho: hằng số Plack h = 6,6.10-34 J.s; tốc độ ánh sáng c = 3,0.108 m/s Bảng độ dài sóng của bức xạ bị hấp thụ và màu nhìn thấy Mầu của bức xạ bị Bước sóng của bức xạ bị Mầu trông thấy ở chất hấp thụ hấp thụ (nm) (mầu phụ) Tím 400-424 Vàng – lục Xanh chàm 424-480 Vàng Lam 480-500 Da cam Lục 500-575 Đỏ tía Vàng 575-585 Tím Da cam 585-647 Lam Đỏ tía 647-710 Lục HDG: ∆o = hc.N A λ * Ion phức [Mn(H2O)6]3+: λ= 6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23 = 0,476.10-6 (m) = 476 nm. 3 250,5.10 Ion phức [Mn(H2O)6]3+ hấp thụ màu xanh chàm nên hợp chất Mn(III) trong nước có màu vàng. * Ion phức [Rh(H2O)6]3+: λ= 6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23 = 0,371.10-6 (m) = 371 nm. 321,6.10 3 Ion phức [Rh(H2O)6]3+ hấp thụ bức xạ có λ = 371 nm ngoài vùng nhìn thấy nên hợp chất Rh(III) trong nước không có màu Câu 20. OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ LẦN THỨ 31: Một dung dịch chứa 530mmol Na2S2O3 và một lượng chưa xác định KI. Khi dung dịch này được chuẩn độ với AgNO3 thì đã dùng được 20,0mmol AgNO3 trước khi bắt đầu vẩn đục vì AgI kết tủa. Có bao nhiêu mmol KI?. Biết thể tích sau cùng là 200mL. Ag(S2O3)23- ⇌ Ag+ + 2S2O32-(aq) Kd = 6,0.10-14. AgI(r) ⇌ Ag+(aq) + I-(aq) T = 8,5.10-17. HDG: a) Do hằng số tạo phức của Ag(S2O3)23-, Kf = (Kd)-1 = 1,667.1013 là rất lớn nên hầu hết Ag+ thêm vào sẽ tạo phức với S2O32- và: [Ag(S2O3)23-] = 0,100M số mmol S2O32- tự do = 530 – (2.20) = 490mmol. [S2O32-] = 2,450M Nồng độ ion Ag+ tự do được tính từ Kd [ Ag ][ S O ] K = [ Ag (S O ) ] [ Ag ] = 1,0.10 + 2 d 2 + 2− 2 3 3− 3 2 = 6,0.10 −14 −15 Ag+ + I- → AgI T = [Ag+][I-] = 8,5.10-17 ⇒ [I-] = 8,5.10-2M mmol KI = 17,0mmol. Câu 21. OLYMPIC HÓA HỌC QUỐC TẾ LẦN THỨ 32: Cadimi là một trong những kim loại rất độc được tìm thấy với nồng độ cao trong chất thải từ sự luyện kẽm, mạ điện và xử lý nước thải. Hít phải cadimi dạng hạt nhỏ sẽ nhanh chóng ảnh hưởng đến hệ hô hấp rồi sau đó là thận. Cadimi cho thấy sự cạnh tranh với kẽm tại các vùng hoạt động của enzym. Cadimi tạo thành hydroxit hơi khó tan là Cd(OH)2. a) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong nước nguyên chất (bỏ qua cân bằng tự proton phân) b) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong dung dịch NaOH(aq) 0,010M Ion Cd2+ có ái lực mạnh với ion CN-: Cd2+(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)+(aq) K1 = 105,48M-1. Cd(CN)+(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)2(aq) K2 = 105,12M-1. Cd(CN)2(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)3-(aq) K3 = 104,63M-1. Cd(CN)3-(aq) + CN-(aq) ⇌ Cd(CN)42-(aq) K4 = 103,65M-1. c) Hãy tính độ tan của Cd(OH)2 trong nước có chứa ion CN-. Nồng độ cân bằng l [CN-]=1,00.10-3M d) Giả thiết rằng chỉ tạo thành phức Cd(CN)42-, hãy tính phần trăm sai lệch độ tan so với độ tan tìm được ở câu c. Biết T(Cd(OH)2) = 5,9.10-15M3. HDG: a) S = 1,14.10-5M b) S = 5,9.10-11M c) S = 0,5[OH-] = C(Cd) C(Cd) = [Cd2+] + [Cd(CN)+] + [Cd(CN)2] + [Cd(CN)3-] + [Cd(CN)42-] 0,5[OH-] = [Cd2+](1 + K1[CN-] + K1K2[CN-]2 + K1K2K3[CN-]3 + K1K2K3K4 [CN-]4) [OH-] = [2.T(1 + K1[CN-] + K1K2[CN-]2 + K1K2K3[CN-]3 + K1K2K3K4 [CN-]4)]3/2 = 4,79.10-3M S = 2,4.10-3M d) [OH-] = [2.T.(1 + K1K2K3K4 [CN-]4)]3/2 = 4,47.10-3M S = 2,24.10-3M Phần trăm sai lệch = 6,7% Câu 22. OLYMPIC HÓA HỌC BUNGARI 1998: Bạc clorua dễ dàng hoà tan trong dung dịch amoniac trong nước vì tạo ion phức: AgCl(r) + 2NH3 ↔ [Ag(NH3)2]+ + Cl-. a) Một lít dung dịch amoniac 1M hồ tan được bao nhiêu gam AgCl? Biết: AgCl(r) ↔ Ag+ + ClT = 1,8.10-10. [Ag(NH3)2]+ ↔ Ag+ + 2NH3 K = 1,7.10-7. b) Xác định tích số tan T của AgBr. Biết rằng 0,54g AgBr có thể tan được trong dung dịch amoniac 1M. HDG: a) Ta có: [ Ag ][ NH ] = 1,7.10 K= [ Ag ( NH ) ] T = [ Ag ][Cl ] = 1,8.10 + 2 3 3 + − −7 + 2 −10 Vì [Ag+] [...]... cht t l mol Cl : Cr3+ = (7,5.10-3) : (7,5.10-3) = 1:1 Cụng thc ca phc: [Cr(H2O)5Cl]2+ b 24 Cr3+ (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3) 24 Cr3+ : [Ar] 3d3 3d3 4s Ar 4p Cl 900 H 2O H2O A H 2O Phức thuận từ Cr lai hóa sp3d2 900 H2O Bát diện đều H2O Cõu 11: Cho 3 hp cht khỏc nhau ca Cr(III) vi nc v ion Clo Cl -, cú cựng thnh phn 19,51% Cr; 40,57% H2O v 39,92% Cl + Hp cht th nht cú mu tớm, tan nhanh trong nc cho ion ... NH3 >Py> SCN- > H2O > OH- > F- > Cl- > Br- > I- Trung bình Yếu Mạnh Phức chất có lai hóa độ bền phức bền phức chất có lai hóa (phức lai hóa có khả phản ứng cao) lai hóa mức lợng obitan tham gia... bản: Liên kết hoá học phức chất bao gồm liên kết electron, phối tử có electron không phân chia đóng vai trò chất cho electron, ion trung tâm có obitan trống đóng vai trò chất nhận electron, ion... anion phức: tên la tinh + at cation phức: gọi nguyên tên phức trung hòa: gọi nguyên tên c Số oxi hóa ion trung tâm đợc số la mã đặt sau tên gọi d Số lợng phối tử: Số hy lạp: đi, tri phối tử phức