Кунсткамера

Синтез неорганических веществ

Глава 7. Комплексные соединения

7.1. Дигидрат хлорида дихлоротетрааквахрома(III) [Cr(H₂O)₄Cl₂]Cl ^. 2H₂O

Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 250 мл 10,00 г оксида хрома(VI), добавьте 40 мл концентрированной хлороводородной кислоты (w = 35%), накройте стакан часовым стеклом и кипятите на водяной бане в течение 1-1,5 часов. Затем добавьте еще 40 мл концентрированной хлороводородной кислоты и снова упарьте содержимое стакана до появления на поверхности жидкости пленки кристаллов.
Операцию упаривания с кислотой повторите еще дважды. В заключение горячий раствор пропустите через фильтр со стеклянной пористой перегородкой и оставьте кристаллизоваться в колбе на 3-4 часа.
Выделившиеся кристаллы продукта отделите от маточного раствора вакуумным фильтрованием, перенесите во взвешенный бюкс и высушите в эксикаторе над концентрированной серной кислотой до постоянной массы в течение 2-3 суток. Более длительное выдерживание над серной кислотой может привести к потере части кристаллизационной воды.

Внимание! Упаривание смеси реагентов с концентрированной хлороводородной кислотой вести в вытяжном шкафу при включенной вентиляции.

Идентификация:

продукт (тв) - темно-зеленые кристаллы, т.пл. 83 °С (с разложением), малорастворим в концентрированной хлороводородной кислоте;
кач.р-ция на катион хрома(III): продукт (тв) + вода = раствор; + гидрат аммиака (разб) = осадок; суспензию разделить на две порции; первая порция + катион оксония (разб, п/к) = раствор; вторая порция + гидроксид-ион (конц, п/к) = раствор.

7.2. Тетрагидроксоцинкат(II) натрия Na₂[Zn(OH)₄]

Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 250 мл 19,50 г гидроксида натрия и 14 мл дистиллированной воды. Полученный раствор доведите до кипения и осторожно добавьте к нему 5,60 г оксида цинка. Горячий раствор в случае необходимости профильтруйте через стеклянный фильтр и затем охладите до комнатной температуры.
Образовавшиеся кристаллы продукта отделите от маточного раствора вакуумным фильтрованием, используя воронку с пористым дном, и промойте концентрированным (w = 50%) водным раствором гидроксида натрия. Готовый продукт высушите до постоянной массы в эксикаторе.

Осторожно! Гидроксид натрия - едкое и опасное вещество, к нему нельзя прикасаться руками!

Идентификация:

продукт (тв) - бесцветные кристаллы; + T = разложение при слабом нагревании;
продукт (тв) + вода = раствор; + Инд (универсальный) = рН (щелочная среда);
продукт (тв) + вода = раствор; + катион аммония (конц, п/к) = осадок; суспензию разделить на две порции; первая порция + катион оксония (разб, п/к) = раствор; вторая порция + гидроксид-ион (конц, п/к) = раствор.

7.3. Гексагидроксокупрат(II) стронция Sr₂[Cu(OH)₆]

Внесите в коническую колбу емкостью 500 мл 2,50 г бромида меди(II) и растворите при комнатной температуре в 25 мл воды. Затем добавьте к этому раствору 100 мл концентрированного (w = 50%) водного раствора гидроксида натрия, заранее охлажденного до 5 °С.
Полученный раствор, содержащий гексагидроксокупрат(II) натрия, нагрейте до кипения и осторожно, при тщательном перемешивании добавьте раствор, содержащий 7,00 г нитрата стронция и 20 мл воды. При взаимодействии катионов стронция и гексагидроксокупрат-ионов в колбе выпадает осадок.
Быстро отделите его от раствора путем вакуумного фильтрования через фильтр со стеклянной, пористой пластинкой, промойте на фильтре небольшим объемом охлажденного ацетона и высушите на воздухе в бюксе или на часовом стекле. Полученный продукт взвесьте.

Осторожно! Гидроксид натрия - едкое и опасное вещество, к нему нельзя прикасаться руками!

Идентификация:

продукт (тв) - сине-фиолетовые кристаллы;
продукт (тв) + вода = раствор; + Инд (универсальный) = рН (щелочная среда);
кач. р-ция на катион стронция: продукт + вода = раствор; + хромат-ион = осадок; + уксусная кислота (разб) = раствор.

7.4. Моногидрат сульфата тетраамминмеди(II) [Cu(NH₃)₄]SO₄ ^. H₂O

Внесите в химический стакан емкостью 100 мл 5,00 г пентагидрата сульфата меди(II) и растворите при умеренном нагревании в небольшом объеме (5-6 мл) воды. Раствор слегка охладите и постепенно, при тщательном перемешивании прилейте к нему концентрированный водный раствор аммиака до полного растворения выпадающего вначале голубого осадка сульфата гидроксомеди(II). К полученному темно-синему раствору сульфата тетраамминмеди(II) добавьте 5 мл этанола.
Стакан со смесью охладите в бане со льдом. Отделите выпавшие кристаллы от раствора вакуумным фильтрованием и промойте их на фильтре смесью этанола с раствором аммиака (1:1 по объему). Высушите полученную соль при температуре 50-60 °С, охладите до комнатной температуры и взвесьте.

Внимание! Работу вести в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!

Идентификация:

продукт (тв) - ярко-синие кристаллы; + T (280-300 °С) = разложение с образованием твердого бесцветного сульфата меди(II), газообразных аммиака и воды.

7.5. Хлорид гексаамминникеля(II) [Ni(NH₃)₆]Cl₂

Внесите в химический стакан емкостью 100 мл 5,00 г гексагидрата хлорида никеля(II) и растворите при комнатной температуре в небольшом объеме (5-6 мл) воды. Прилейте к раствору 25 мл концентрированного (w = 25%) водного раствора аммиака, а затем добавьте 6,50 г кристаллического хлорида аммония. Тщательно перемешайте смесь до полного растворения соли.
Полученный раствор охладите в водяной бане. Выпавшие кристаллы отделите от раствора вакуумным фильтрованием и промойте их на фильтре небольшим объемом концентрированного водного раствора аммиака. После охлаждения до комнатной температуры взвесьте продукт.
Внимание! Работу вести в вытяжном шкафу при включенной вентиляции!

Идентификация:

продукт (тв) - голубовато-фиолетовые кристаллы; + T (176,5-450 °С) = разложение с образованием твердого зеленого хлорида никеля(II) и газообразного аммиака.

7.6. Дигидрат трииодоплюмбата(II) калия K[PbI₃] ^. 2H₂O

Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 100 мл 4,00 г нитрата свинца(II) и растворите при умеренном нагревании в 15 мл воды. В другом стакане также при умеренном нагревании растворите 15,00 г иодида калия в 15 мл воды. Затем, не охлаждая растворов, при тщательном перемешивании прилейте к раствору нитрата свинца(II) раствор иодида калия.
Наблюдайте выделение желтого осадка иодида свинца(II), который по мере охлаждения смеси реагирует с избытком иодида калия, находящимся в растворе, с образованием светло-желтого дигидрата трииодоплюмбата(II) калия.
После охлаждения на водяной бане полученный продукт отделите от жидкой фазы вакуумным фильтрованием (без промывки!) и высушите на воздухе, взвесьте.

Идентификация:

продукт (тв) - светло-желтые кристаллы; в вакууме разлагается с выделением кристаллизационной воды при 30-97 °С, реагирует с водой, концентрированными кислотами и щелочами.

7.7. Тригидрат триоксалатохромата(III) калия K₃[Cr(C₂O₄)₃] ^. 3H₂O

Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 250 мл 9,00 г дигидрата щавелевой кислоты и 4,00 г оксалата калия. Растворите эти вещества при нагревании и перемешивании в 140 мл воды. В другом химическом стакане емкостью 100 мл приготовьте при умеренном нагревании раствор, содержащий 4,00 г дихромата калия и 42 мл воды. К раствору щавелевой кислоты и оксалата калия медленно, при интенсивном перемешивании по каплям прибавьте раствор дихромата калия.
Полученную смесь влейте в фарфоровую чашку и выпаривайте воду при умеренном нагревании до появления на поверхности жидкости кристаллов. После этого охладите смесь в бане со льдом. Выпавшие при охлаждении кристаллы отделите от раствора вакуумным фильтрованием и высушите на воздухе.

Идентификация:

продукт (тв) - темно-зеленые, почти черные кристаллы столбчатой формы; продукт (тв) + вода = раствор.

7.8. Тетрагидрат гекса(тиоцианато)хромата(III) калия K₃[Cr(NCS)₆] ^. 4H₂O

Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 100 мл 5,00 г додекагидрата сульфата хрома(III)-калия и 6,00 г тиоцианата калия, растворите эти вещества в небольшом (5-6 мл) объеме воды при умеренном нагревании. Затем перенесите полученный раствор в фарфоровую чашку и упарьте его при умеренном нагревании до появления кристаллов, после чего добавьте в чашку 25 мл этанола.
Поскольку получаемый комплекс хорошо растворим в этаноле, а сульфат калия (второй продукт реакции) практически нерастворим, будет наблюдаться образование двухфазной смеси. Вакуумным фильтрованием отделите жидкую фазу, содержащую комплекс, от осадка сульфата сульфата калия.
Осадок отбросьте, а фильтрат снова упарьте в фарфоровой чашке при умеренном нагревании и затем охладите в бане со льдом. Выпавшие кристаллы отделите вакуумным фильтрованием от маточного раствора и высушите на воздухе.

Идентификация:

продукт (тв) - темные кристаллы с сильным блеском, в отраженном свете красно-фиолетовые, в проходящем - гранатово-красные; + T (110 °С) = разложение с отщеплением воды.

7.9. Моногидрат дииодоиодата(I) калия K[I(I)₂] ^. H₂O

Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 100 мл 16,60 г иодида калия, растворите эту соль при нагревании в 10 мл воды. Затем добавьте к горячему раствору иодида калия 25,40 г тщательно растертого в ступке кристаллического иода и перемешайте до полного его растворения. Охладите смесь до 0 °С в бане со льдом. Выделившиеся кристаллы отделите от раствора вакуумным фильтрованием (без промывки) и высушите в эксикаторе над оксидом фосфора(V). Взвесьте полученный продукт.

Идентификация:

продукт (тв) - темные кристаллы призматической формы; т.пл. (в запаянной ампуле) 38 °С; продукт (тв) + T (225 °С) = разложение, отщепление иода.

7.10. Дииодокупрат(I) бис(этилендиамин)меди(II) [Cu^II(en)₂] [Cu^II₂]

Это соединение является интересным примером стабилизации двух степеней окисления меди за счет комплексообразования. Синтез его включает несколько стадий (7.10.1, 7.10.2 и 7.10.3).

7.10.1. Иодид меди(I) CuI.
Описание синтеза см. 9.2, масса исходного пентагидрата сульфата меди 10,00 г. Продукт будет использован в 7.10.3.

7.10.2. Раствор иодида бис(этилендиамин)меди(II) [Cu^II(en)₂] I₂.
Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 100 мл 3,94 г карбоната бария, добавьте 5-10 мл концентрированного (w = 30-50%) водного раствора иодоводородной кислоты, добиваясь полноты взаимодействия с образованием растворимых продуктов реакции.
В другом химическом стакане емкостью 100 мл приготовьте раствор, содержащий 5,00 г пентагидрата сульфата меди(II) и 20 мл воды, а затем добавьте к нему 4,00 г концентрированного (w = 70-75%) водного раствора этилендиамина.
Полученный раствор небольшими порциями при интенсивном перемешивании внесите в стакан, содержащий ратсвор иодида бария. При этом наблюдается выделение белого осадка сульфата бария, а в растворе остаются иодид-ионы и катионы бис(этилендиамин)меди(II). Выделившийся осадок сульфата бария отделите от раствора вакуумным фильтрованием, осадок отбросьте, а раствор используйте в 7.10.3.

7.10.3. Получение продукта [Cu^II(en)₂] [Cu^II₂].
Внесите в термостойкий химический стакан емкостью 250 мл 36,00 г иодида калия и 60 мл воды, растворите кристаллы в воде при нагревании. Затем полученный раствор нагрейте до кипения и внесите в него 7,60 г иодида меди(I). Перемешивая смесь, добейтесь химического растворения иодида меди(I) за счет комплексообразования.
Нагрейте до кипения также раствор иодида бис(этилендиамин)меди(II). После этого при интенсивном перемешивании к горячему раствору, содержащему продукт взаимодействия иодида меди(I) с иодид-ионами, добавьте кипящий раствор иодида бис(этилендиамин)меди(II). При охлаждении до комнатной температуры в реакционном сосуде выпадают кристаллы. Эти кристаллы отделите от раствора вакуумным фильтрованием и промойте охлажденной до 1-5 °С водой, а затем - ацетоном, высушите на воздухе и взвесьте.

Идентификация:

продукт (тв) - шоколадно-коричневые кристаллы; т.пл. 267 °С (с разложением);
продукт (тв) + вода + T (100 °С) = осадок иодида меди(I), раствор.

См. также синтезы комплексных соединений:

5.7. Гексахлороплюмбат(II) аммония
(NH₄)₂[PbCl₆]

6.4. Дигидрат тетрагидроксобората натрия
Na[B(OH)₄] ^. 2H₂O

8.6. Тетрахлороцинкат(II) аммония
(NH₄)₂[ZnCl₄]

8.7. Тетраиодомеркурат(II) меди(I)
Cu₂[HgI₄]

9.4. Гексагидрат дисульфатокупрата(II) аммония
(NH₄)₂[Cu(SO₄)₂] ^. 6H₂O

9.5. Дигидрат бис(сульфато)купрата(II) калия
K₂[Cu(C₂O₄)₂] ^. 2H₂O

10.5. Моногидрат гексанитрокобальтата(III) натрия (2:1)
2{Na₃[Co(NO₂)₆]} ^. H₂O

10.6. Хлорид хлоропентаамминкобальта(III)
[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂

13.3. Моногидрат оксосульфатотетраакваванадия(IV)
[V(H₂O)₄(SO₄)O] ^. H₂O

<<< Предыдущая глава

Введение >>>

Сокращения и условные обозначения >>>>

Список синтезов >>>

Следующая глава >>>