1.Thế nào là phức amonicat? Lấy ví dụ?
-Amonicat là hợp chất phức, trong đó phối tử là những phân tử amoniac (NH3). Trong cầu nội phức chất, ion trung tâm sẽ liên kết với phân tử NH3 qua nguyên tử Nitơ theo cơ chết cho – nhận giữa cặp e- tự do của Nitơ trong phân tử NH3 tạo thành 3 liên kết cộng hóa trị với 3 nguyên tử Hidro.
-Phức Amonicat thường thu được bằng phản ứng khi cho muối hoặc hidroxit kim loại tác dụng với dung dịch ammoniac, hoặc xử lý các tinh thể muối bằng phân tử
khí NH3. Amoniac là chất khí khơng màu, mùi khai và sốc, nhẹ hơn khơng khí nên có thể thu được NH3 bằng cách đẩy khơng khí (úp ngược bình thu khí). Amoniac có tính bazo yếu: tác dụng với nước, muối acid.
Ví dụ: Cu2+ + 4NH4 ↔ [Cu(NH3)4]2+
2. Dùng thuyết VB để giải thích sự hình thành phức amonicat Cu(II):
Sự tạo thành ion phức [Cu(NH3)4]2+ xảy ra do các phân tử amoniac kết hợp với ion Cu2+ bằng liên kết cho – nhận giữa cặp e- chưa sử dụng của Nitơ trong phân tử NH3 và 4 obitan lai hóa dsp2 còn trống của Cu2+ (3d9). Kết quả tạo nên phức [Cu(NH3)4]2+ có cấu trúc hình vng với 4 đỉnh hình vng là 4 phân tử NH3.
3.Cách tổng hợp phức amonicat Cu(II):
-Thực tế sự tạo thành phức amonicat Cu(II) trong dung dịch là quá trình thay thế các phân tử nước trong ion phức [Cu(H2O)6]2+ bằng các phân tử NH3, kết quả tạo được các ion phức [Cu(NH3)(H2O)5]2+,...[Cu(NH3)4(H2O)2]2+. Trong dung dịch nước không phát hiện được phức vởi 6 phân tử NH3. Ngoài ra liên kết Cu với 2 phân tử nước ở trong phức [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ yếu hơn nhiều so với trong phức [Cu(H2O)6]2+ và có thể xem như khơng đáng kể. Chính vì vậy ion phức của Cu với NH3 thường được biểu diễn bởi công thức [Cu(NH3)4]2+.
-Cho muối hoặc hidroxit kim loại tác dụng với dung dịch amoniac, hoặc xử lí các tinh thể muối bằng phân tử khí NH3.
a. Phương pháp thơng thường nhất để tổng hợp các phức chất kim loại: phản ứng của muối kim loại trong dung dịch H2O với tác nhân phối trí:
[Cu(H2O)4]2+ + 2NH3 → [Cu(NH3)4]2+ + 4H2O
*Thực tế quá trình thay thế các phân tử H2O trong ion phức [Cu(H2O)6]2+ mạnh hơn liên kết Cu với 2H2O trong phức [Cu(NH3)4(H2O)2]2+, vậy nên ít được biểu diễn phương trình phản ứng.
b. Phương pháp xử lí các tinh thể muối bằng phân tử khí NH3: Cu2+ + 4NH3 ↔ [Cu(NH3)4]2+
4.Giải thích nguyên nhân sự biến đổi từ màu sắc của Cu2+ từ xanh trời trong phức [Cu(H2O)6]2+ sang màu xanh chàm trong phức [Cu(NH3)4]2+ ?
-Dung dịch muối Cu(II) có màu xanh da trời, đó là màu phức [Cu(H2O)6]2+ cịn phức [Cu(NH3)4]2+ màu xanh chàm. Sự biến đổi màu sắc là do NH3 tạo được trường phối tử mạnh hơn H2O, nên dịch chuyển dải hấp phụ từ vùng đỏ xa về vùng đỏ trung bình của quan phổi nhìn thấy. λ[Cu(H2O)6]2+ > λ[Cu(NH3)4]2+ (800nm > 600nm).
-Cường độ của màu liên quan đến hệ số hấp phụ của phức chất. Sự tăng hệ số hấp phụ (ε) dẫn đến thay đổi thành phần và cấu tạo của phức chất tạo điều kiện cho E chuyển từ d thành d*.
III.TƯỜNG TRÌNH:
1.Xây dựng đồ thị đường chuẩn về sự phụ thuộc mật độ quang (A) và nồng độ ion Cu2+:
ĐỒ THỊ ĐƯỜNG CHUẨN VỀ SỰ PHỤ THUỘC MẬT ĐỘ QUANG (A) VÀ NỒNG ĐỘ Cu2+. VÀ NỒNG ĐỘ Cu2+.
2. Xác định nồng độ ion Cu2+ trong dung dịch:
Phương trình hồi quy tuyến tính của đường chuẩn về sự phụ thuộc mật độ quang
(A) và nồng độ Cu2+: y = 0,9914x + 4,14.10-4 r2 » 0,98
A = 0,08 à C = 0,08 (mol/l)
IV. TRẢ LỜI CÂU HỎI:
Câu 1: So sánh độ bền của phức [Cu(H2O)6]2+ và [Cu(NH3)4]2+
Số phối tử của [Cu(H2O)6]2+ < [Cu(NH3)4]2+ vì NH3 có trường phối tử mạnh hơn H2O nên có thơng số tách lớn hơn
Câu 2: Nêu các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của phức chất?
-Bán kính, điện tích của ion trong tâm của phối tử: bán kính càng nhỏ, điện tích càng lớn thì phức chất càng bền.
-Tỉ lệ kích thước giữa ion trung tâm và phối tử: tỉ lệ càng tương đương phức chất càng bền.
- Số phối trí: phức có số phối trí cực đại bền hơn có số phối trì thấp.
-Spin của ion trung tâm trong phức: Phức có spin thấp bền hơn phức có spin cao. Câu 3: Ứng dụng của phức amonicat?
Các phản ứng tạo phức có màu đặc trưng thường được sử dụng để phát hiện ra các ion. Trong đó, có màu đặc trưng của ion kim loại với amoniac như Cu2+, Ag+.
Bài 8: TỔNG HỢP HIDROXIT LỚP ĐÔI[Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O BẰNG PHƯƠNG [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O BẰNG PHƯƠNG
PHÁP ĐỒNG KẾT TỦAI.Mục đích bài thực nghiệm: I.Mục đích bài thực nghiệm:
-Tổng hợp và khảo sát tính chất của vật liệu hidroxit lớp đơi Mg6Al2(OH)16] (CO3).4H2O
II.Chuẩn bị lý thuyết:
Trình bày phương pháp điều chế (Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O
- Dd A gồm becher 250ml chứa 50ml dd Mg(NO3)2 0.3M và 50ml dd Al(NO3)3 0.1M (Mg2+/AL3+ : 3/1)
- Dd B gồm becher 250ml chứa 100ml dd Na2CO3 0.1M pH=9-10 (dùng NaOH để chỉnh). Cho dd A vào burret và điều chỉnh tốc độ nhỏ giọt là 5ml/phút cho vào dd B đang được khuấy đều với tốc độ 500 vòng/ phút và giữ pH=9-10 (dùng NaOH 0.5N). Sau khi phản ứng kết thúc, khuấy cho đến khi pH không đổi. Lấy sản phẩm cho vào bình cầu 250ml, đun hồn lưu ở 100oC và khuấy liên tục với tốc độ 500 vòng/ phút trong 1h. Đem sản phẩm đi lọc và rửa tủa cho đến khi pH=7 . Sấy khô sản phẩm.
Đặc điểm cấu tạo và tính chất của [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O
- Đặc điểm cấu tạo: Cấu tạo dangh lớp bao gồm: lớp hidroxit có dạng
[Mg6Al3(OH)16]2+ trong đó 1 phần kim loại hóa trị 2 được thay thế bằng kim loại hóa trị 3, nên mang điện tích dương, ở đỉnh là các nhóm OH- , tâm là các kim loại hóa trị 2,3 , sắp xếp theo dạng M(OH)6 bát diện. Lớp xen giữa [An-x/n ].m H2O
là các ion mang điện tích âm và các phân tử nước nằm xen giữa trung hịa lớp điện tích dương của các lớp hydroxit. Liên kết giữa các lớp hydroxit với lớp anion, các phân tử nước xen giữa là liên kết hydrogen.
-Tính chất: Có khả năng trao đổi ion sau khi nung ở nhiệt độ thích hợp sẽ tạo thành hỗn hợp các oxit có khả năng hấp phụ anion khác để tái tạo lại cấu trúc lớp.
III.TƯỜNG TRÌNH
Quan sát hiện tượng và giải thích hiện tượng trong q trình điều chế? Viết các phương trình phản ứng (nếu có):
Cho dung dịch A chứa 50ml dung dịch Mg(NO3)2 0,3M và 500ml dung dịch Al(NO3)3 0,1M . Trộn đều vào buret , ròi cho nhỏ giọt vào dung dịch B (chứa 100ml dung dịch Na2CO3 0,1M điều chỉnh pH=9-10 bằng NaOH ) khuấy liên tục và giữ cố định pH bằng NaOH.
- Hiện tượng:
+Dung dịch chuyển từ trong suốt sang đục. Độ pH tăng giảm khơng đều. Có ít khí thốt ra , đọng lại trên ống sinh hàn dung dịch vẫn đục.
+Đem sản phẩm đi lọc thu được kết tủa trắng đục +Đem sản phẩm đi sấy thu được kết tủa trắng keo.
NaOH + Al(NO3)3 → Al(OH)3↓ + NaNO3 (kết tủa trắng) NaOH + Al(OH)3 → NaAl(OH)4 (kết tủa tan dần)
6Mg(NO3)2 + 2NaAl(OH)4 + 8NaOH + Na2CO3 + 4H2O → [Mg6Al2(OH)16)] (CO3).4H2O + NaNO3
IV.TRẢ LỜI CÂU HỎI
Câu 1: Nêu tính chất hóa học của [Mg6Al2(OH)16](CO3).4H2O?
Tính chất trao đổi ion: