Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ВЛАСТИВОСТІ d-ЕЛЕМЕНТІВ
Мета роботи: вивчення закономірностей зміни хімічних властивостей d-металів і їх сполук в залежності від розміщення елементів у Періодичній системі Д.І.Менделєєва.
Розділ 1. Кислотно-основні властивості сполук d-елементів
Дослід 1. Кислотно-основні властивості сполук d-металів в залежності від порядкового номеру елемента
Помістити в дві пробірки по 12 мл розчинів солей цинку і кадмію. До солей додати 1−2 краплі гідроксиду натрію. Записати спостереження. Додати надлишок лугу і відмітити, який із утворених гідроксидів краще розчиняється і, таким чином, характеризується більш кислотними властивостями. Підтвердити свої спостереження значеннями величин енергій Гіббса процесів утворення аніонних комплексів [Ме(ОН)4]2–:
Gоутв Na2[Zn(OH)4] = 35,8 кДжмоль–1
Gоутв Na2[Cd(OH)4] = +33,6 кДжмоль–1.
Написати рівняння реакцій і зробити висновок про зміну кислотно-основних властивостей з збільшенням порядкового номеру елемента у підгрупі ІІВ.
Дослід 2. Кислотно-основні властивості гідроксидів d-металів в залежності від ступеня їх окиснення
Ці властивості розглянемо на прикладі сполук заліза і хрому. Елементи виявляють ступінь окиснення +2, +3 і +6 і властивості їх сполук змінюються в залежності від цього параметра.
В дві пробірки помістити по 23 мл розчинів FeSO4 і Cr2(SO4)3 і додати по 13 краплі розчину лугу. Випробувати відношення осадів до розчинів хлоридної кислоти і надлишку розчину лугу, написати рівняння реакцій (при взаємодії Cr(OH)3 з NaOH утворюється комплексна сполука гексагідроксохроміт натрію Na3[Cr(OH)6]).
Гідроксиди хрому (VI) і заліза (VI) виявляють кислотні властивості, утворюючи солі: хромати (K2CrO4) і ферати (K2FeO4). Зробити висновок про зміну кислотно-основних властивостей сполук d-металів при збільшенні ступеня окиснення.
Розділ ІІ. Стійкість сполук нижчої ступені окиснення d-металів
Дослід 1. Стійкість оксидів d-елементів IV періоду
Налити в пробірки по 1–2 мл розчинів солей Mn(II), Fe(II), Ni(II), Zn(II). Долити до кожної пробірки розчин гідроксиду натрію до утворення осаду. Записати колір утворених гідроксидів. Вміст пробірок збовтати і, виконуючи наступні досліди, час від часу спостерігати за зміною кольору гідроксидів. Визначити, які з них окиснюються киснем повітря. Скласти рівняння реакцій, враховуючи, що відновлення кисню відбувається за реакцією:
О2 + 2Н2О + 4ē 4ОН¯; 0 О22ОН– = +0,41 В.
Пояснити явища, які спостерігаються, співставляючи окиснювально-відновний потенціал цієї реакції з потенціалами 0 Ме(ОН)3Me(OH)2 (див. табл.).
Приблизно через півгодини в пробірки з гідроксидом марганцю і нікелю додати по декілька крапель 3%-го розчину пероксиду водню Н2О2.
Що спостерігається? Написати рівняння реакцій, враховуючи, що Н2О2 відновлюється за реакцією
Н2О2 2 ОН−; 0 Н2О22ОН– = +1,77 В.
Заповнити таблицю.
|
Формула до окиснення |
Колір |
Окиснювач |
Формула після окиснення |
Колір |
0квід, B |
|
Mn(OH)2 |
O2 |
Мn(OH)3 |
0,05 |
||
|
Fe(OH)2 |
O2 |
Fe(OH)3 |
0,53 |
||
|
Ni(OH)2 |
H2O2 |
Ni(OH)3 |
+0,49 |
||
|
Zn(OH)2 |
– |
– |
– |
– |
|
|
Mn(OH)3 |
H2O2 |
MnO2 |
+0,34 |
Зробити висновок про зміни стійкості до розглянутого ряду гідроксидів нижчих ступенів окиснення.
Розділ ІІІ. Окиснювально-відновні властивості d-металів і їх сполук
Дослід 1. Властивості металів вищих і нижчих ступенів окиснення на прикладі іонів Fe+2 та MnO4– .
До розчину FeSO4 долити розчин H2SO4 і додати розчин KMnO4. Чому знебарвлюється розчин? Написати рівняння реакції, враховуючи, що
Fe+3 + 1ē Fe+2 ; o = +0,77 B.
MnO4– + 8H+ + 5ē Mn+2 + 4H2O; o = +1,51 B.
Які властивості (окиснювальні чи відновні) виявляють іони Fe+2 та іони MnO4− в даній реакції?
Дослід 2. Відновні властивості Cr+3
Налити в пробірку 1 мл розчину Cr2(SO4)3 і додати до нього розчин NaOH в надлишку до розчинення утвореного осаду. Скласти рівняння реакції. До отриманого розчину хроміту долити 30%-й розчин пероксиду водню, нагріти пробірку і спостерігати утворення жовтого розчину хромату. Написати рівняння реакції, враховуючи, що
CrO42– + 4H2O + 3ē [Cr(OH)6]3– + 2OH–; 0 = 0,13 В;
H2O2 + 2ē 2OH–; 0 = +1,77 В.
Зробити висновки про властивості Cr3+.
Завдання. На основі проведених дослідів зробити висновок про окиснювально-відновні властивості сполук d-елементів нижчих, вищих і середніх ступенів окиснення. Визначити, які властивості характерні для наступних сполук Мангану MnSO4, MnO2, KМnO4.
Розділ IV. Комплексні сполуки d-елементів
Дослід 1. Якісні реакції на іони Fe2+ і Fe3+
1. До розчину FeSO4 додати декілька крапель розчину червоної кровяної солі K3[Fe(CN)6]. До розчину FeCl3 долити декілька крапель жовтої кровяної солі K4[Fe(CN)6]. Записати спостереження і рівняння реакцій, враховуючи, що в обох випадках утворюється сполука KFe[Fe(CN)6].
2. До розчину хлорного заліза FeCl3 долити розчин калій роданіду КСNS. Записати спостереження і рівняння реакцій.
Дослід 2. Стійкість комплексних іонів
Одержати в двох пробірках хлорид срібла з однакових обємів розчинів аргентум нітрату AgNO3 і натрій хлориду. В першу пробірку додати 25%-й розчин амоніаку до повного розчинення осаду, в другу – 1 н. розчин натрій тіосульфату Na2S2O3 також до повного розчинення осаду. В обидві пробірки додати по дві краплі 0,1 н. розчину йодиду калію і легенько струсити. Записати спостереження і рівняння реакцій утворення комплексних сполук срібла (координаційне число Ag+ дорівнює 2). Визначити, яка із сполук стійкіша. Чи відповідає Ваш висновок значенням констант нестійкості іонів [Ag(NН3)2]+ (Kнест = 5,8910–3) та [Ag(S2O3)2]3– (Kнест = 1,0010–18)? Написати рівняння дисоціації комплексних іонів, вираз для констант нестійкості і реакцію, в результаті якої утворюється осад AgI.
Завдання: дати відповіді на питання:
1. Яку роль виконують атоми і іони d-металів в комплексних сполуках?
2. Чому для d-металів характерно комплексоутворення? Як змінюється здатність до комплексоутворення в декадах d-металів при збільшенні порядкового номера?
3. Які координаційні числа характерні для d-металів?