实验六、配合物的生成、性质与应用

发布时间：2024-11-18

实验六、配合物的生成、性质与应用

一、实验目的

1、了解几种不同类型的配合物的生成，比较配合物与简单化合物和复盐的区别。

2、了解影响配合平衡移动的因素。

3、了解螯和物的形成条件。

4、熟悉过滤和试管的使用等基本操作。

二、实验原理

由中心离子（或原子）和一定数目的中性分子或阴离子通过形成配位共价键相结合而成的复杂结构单元称配合单元，凡是由配合单元组成的化合物称配位化合物。在配合物中，中心离子已体现不出其游离存在时的性质。而在简单化合物或复盐的溶液中，各种离子都能体现出游离离子的性质。由此，可以区分出有否配合物存在。

配合物在水溶液中存在有配合平衡：

Mn+ + aL- → Mlan-a

配合物的稳定性可用平衡常数KΘ稳来衡量。根据化学平衡的知识可知，增加配体或金属离子浓度有利于配合物的形成，而降低配体或金属离子浓度有利于配合物的解离。因此，弱酸或弱碱作为配体时，溶液酸碱性的改变会导致配合物的解离。若有沉淀剂能与中心离子形成沉淀反应，则会减少中心离子的浓度，使配合平衡朝解离的方向移动，最终导致配合物的解离。若另加入一种配体，能与中心离子形成稳定性较好的配合物，则又可能使沉淀溶解。总之，配合平衡与沉淀平衡的关系是朝着生成更难解离或更难溶解的物质的方向移动。中心离子与配体结合形成配合物后，由于中心离子的浓度发生了改变，因此电极电势数值也改变，从而改变了中心离子的氧化还原能力。

中心离子与多基配体反应可生成具有环状结构的稳定性很好的螯和物。很多金属螯和物具有特征颜色，且难溶于水而易溶于有机溶剂。有些特征反应长用来作为金属例子的鉴定反应。

三、仪器和药品

仪器：试管，试管架，离心试管，漏斗，漏斗架，白瓷点滴板，离心机，滤纸药品： 2 mol·L-1 H2SO4；2mol·L-1NH3·H2O，6mol·L-1 NH3·H2O ，0.1 mol·L-1 NaOH，2mol·L-1NaOH。0.1mol·L-1 CuSO4，0.1mol·L-1HgCl2， 0.1mol·L-1KI，0.1mol·L-1BaCl2， 0.1mol·L-1铁氰化钾，0.1mol·L-1硫酸铁铵，0.1mol·L-1FeCl3， 0.1mol·L-1AgNO3，

0.1mol·L-1KBr，0.1mol·L-1Na2S2O3，0.1mol·L-1Na2S，0.1mol·L-1 NaCl， 0.1mol·L-1KSCN， 0. 1mol·L-1FeSO4，0. 1mol·L-1NiSO4，2mol·L-1NH4F，饱和(NH4)2C2O4，0. 1mol·L-1EDTA。乙醇（95%），CCl4，0.25%邻菲罗啉，1%二乙酰二肟，乙醚。

四、实验内容

1．配合物的制备

1.1含正离子的配合物往试管中加入2mL 0.1mol·L-1 CuSO4溶液，逐滴加入2mol·L-1 NH3·H2O溶液，至产生沉淀后继续滴加氨水，直至变为深蓝色溶液为止。然后加入约4mL乙醇，振荡试管，观察现象。过滤，所得晶体为何物？在漏斗颈下端放一支试管，直接在滤纸上逐滴加入2mol·L-1 NH3·H2O溶液（约2mL）使晶体溶解（保留此溶液供下面的实验用）。写出离子反应方程式。

1.2含负离子的配合物往试管中加入3滴0.1mol·L-1HgCl2溶液，逐滴加入0.1mol·L-1KI溶液，注意最初有沉淀生成，后来变为配合物而溶解（保留此溶液供下面实验用）写出离子反应方程式。

2．配位化合物与简单化合物、复盐的区别

（1）把实验1.1中所得的溶液分成两份，往第一支试管中滴入2滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液，第二支试管中滴入3滴0.1mol·L-1BaCl2溶液，观察现象，写出离子反应方程式。

另取两支试管各加5滴0.1mol·L-1 CuSO4溶液，然后在一支试管中滴入2滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液，另一只试管中滴入3滴0.1mol·L-1BaCl2溶液，比较两次实验的结果，并简单解释之。

（2）向实验1.2中所得的中滴入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，观察现象，写出离子反应方程式。

另取一支试管，加2滴0.1mol·L-1HgCl2溶液，再滴入2滴0.1 mol·L-1 NaOH溶液，比较两次实验的结果，并简单解释之。

（3）用实验证明铁氰化钾是配合物，硫酸铁铵是复盐，写出实验步骤并进行实验。

3．配合平衡的移动

（1）配合物的取代反应取1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液，滴加2滴0.1mol·L-1KSCN溶液，溶液有呈何颜色？然后滴加2mol·L-1NH4F溶液至溶液变为无色，再滴加饱和(NH4)2C2O4溶液，至溶液变为黄绿色，写出离子反应方程式并解释。

（2）配合平衡与沉淀溶解平衡在一支离心试管中加入3滴0.1mol·L-1 AgNO3溶液，然后按下列次序进行实验，并写出每一步骤的反应方程式：

1）滴加1滴0.1mol·L-1 NaCl溶液至刚生成沉淀；

2）加入6mol·L-1 NH3·H2O至沉淀刚溶解；

3）加入1滴0.1mol·L-1 KBr溶液至刚生成沉淀；

4）加入0.1mol·L-1Na2S2O3溶液，边滴边剧烈振荡至沉淀刚溶解；

5）加入1滴0.1mol·L-1 KI溶液至刚生成沉淀；

6）加入饱和Na2S2O3溶液至沉淀刚溶解；

7）加入0.1mol·L-1 Na2S溶液至刚生成沉淀；

试从几种沉淀的溶度积和几种配离子的稳定常数大小加以解释。

（3）配合平衡与氧化还原反应的关系取两支试管，各加入5滴0.1mol·L-1FeCl3溶液及10滴CCl4。然后在一支试管中加5滴0.1mol·L-1KI溶液，另一支试管中滴加2mol·L-1NH4F溶液至溶液变为无色，再加入5滴0.1mol·L-1KI溶液。比较两试管中CCl4层的颜色，解释现象并写出有关的离子方程式。

（4）配合平衡和酸碱反应

1）在自制的硫酸四氨合铜溶液中，逐滴加入稀硫酸溶液，直至溶液呈酸性，观察现象，写出反应式。

2）在自制的K3[Fe(SCN)6]溶液中，逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液，观察现象，写出反应式。

4．螯和物的形成

（1）取两一支试管，分别10滴自制的[Fe(SCN)6]3-和10滴自制的[Cu(NH3)4]2+，然后分别滴加0.1mol·L-1EDTA溶液，观察现象并解释。

（2）Fe2+离子与邻菲罗啉在微酸性溶液中反应，生成橘子红色的配离子。

在白瓷点滴板上滴一滴0.1mol·L-1FeSO4溶液和3滴0.25%邻菲罗啉溶液，观察现象。此反应可作为Fe2+离子的鉴定反应。

（3）Ni2+离子与而乙酰二肟反应生成鲜红色的内配盐沉淀。

此反应中的H+离子浓度大不利于内配盐的生成，但OH-离子浓度太高，又会生成Ni(OH)2沉淀。合适的酸度是pH值为5～10。

在试管中加入2滴0.1mol·L-1NiSO4溶液及20滴蒸馏水，再加入1滴2mol·L-1氨水和2滴1%二乙酰二肟溶液，观察现象。然后再加入1mL乙醚，振荡，观察现象。此反应可作为Ni2+离子的鉴定反应。

五、、注意事项

（1）HgCl2毒性很大，使用时要注意安全。切勿使其入口或与伤口接触，用完试剂后必须洗手，剩余的废液不能随便倒入下水道。