czyli reakcje wymiany ligandów i ich zastosowanie Mateusz Bożejko Edmund Pelc Liceum Ogólnokształcące nr III we Wrocławiu

Podobne dokumenty
8. Trwałość termodynamiczna i kinetyczna związków kompleksowych

4. Związki kompleksowe.

MECHANIZMY REAKCJI CHEMICZNYCH. REAKCJE CHARAKTERYSTYCZNE GRUP FUNKCYJNYCH ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH

SPRAWOZDANIE 2. Data:... Kierunek studiów i nr grupy...

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE. dr Henryk Myszka - Uniwersytet Gdański - Wydział Chemii

Reakcje utleniania i redukcji Reakcje metali z wodorotlenkiem sodu (6 mol/dm 3 )

ZWIĄZKI KOMPLEKSOWE SOLE PODWÓJNE

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

Reakcje chemiczne, związki kompleksowe

Węglowodory poziom podstawowy

OTRZYMYWANIE I WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW KOMPLEKSOWYCH

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Ćwiczenie 1. Badanie wypierania wodoru z wody za pomocą metali

REAKCJE UTLENIAJĄCO-REDUKCYJNE

CHEMIA 1. Podział tlenków

Związki koordynacyjne

2. Synteza i właściwości związków kompleksowych kobaltu(iii) z amoniakiem

Spis treści. Wstęp. Struktura związków kompleksowych

Oczekiwana odpowiedź. Magnetyczna liczba kwantowa m

Aminy. - Budowa i klasyfikacja amin - Nazewnictwo i izomeria amin - Otrzymywanie amin - Właściwości amin

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia Poziom rozszerzony

Analiza ilościowa. Kompleksometria Opracowanie: mgr inż. Przemysław Krawczyk

Pierwiastki bloku d. Zadanie 1.

Ćwiczenie II Roztwory Buforowe

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII... DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW - rok szkolny 2011/2012 eliminacje wojewódzkie

Zadanie 2. (1 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków w odpowiednie kolumny. CrO CO 2 Fe 2 O 3 BaO SO 3 NO Cu 2 O

WARSZTATY olimpijskie. Co już było: Atomy i elektrony Cząsteczki i wiązania Stechiometria Gazy, termochemia Równowaga chemiczna Kinetyka

Część I ZADANIA PROBLEMOWE (26 punktów)

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

BARWY W CHEMII Dr Emilia Obijalska Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej UŁ

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Chemia. Poziom rozszerzony. Listopad 2014

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

SPEKTROSKOPIA ATOMOWA I MOLEKULARNA

... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

Chemia - laboratorium

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA

SPEKTROSKOPIA ATOMOWA I MOLEKULARNA

BARWY W CHEMII Dr Emilia Obijalska Katedra Chemii Organicznej i Stosowanej UŁ

Skład zespołu (imię i nazwisko): (podkreślić dane osoby piszącej sprawozdanie):

Chemia Nieorganiczna II (3.3.PBN.CHE109), konwersatorium Chemia, I stopień, III r., semestr 5. Lista 1.

11) Stan energetyczny elektronu w atomie kwantowanym jest zespołem : a dwóch liczb kwantowych b + czterech liczb kwantowych c nie jest kwantowany

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

STĘŻENIE JONÓW WODOROWYCH. DYSOCJACJA JONOWA. REAKTYWNOŚĆ METALI

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY Z CHEMII

XV Wojewódzki Konkurs z Chemii

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Materiał powtórzeniowy do sprawdzianu - halogenowęglowodory + przykładowe zadania z rozwiązaniami

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM ROZSZERZONY

SPRAWOZDANIE do dwiczenia nr 7 Analiza jakościowa anionów I-VI grupy analitycznej oraz mieszaniny anionów I-VI grupy analitycznej.

KOMPLEKSY. Wzory strukturalne kompleksów Ni 2+ oraz Cu 2+ z dimetyloglioksymem.

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA POZIOM PODSTAWOWY

Sprawdzian 2. CHEMIA. Przed próbną maturą (poziom rozszerzony) Czas pracy: 90 minut Maksymalna liczba punktów: 31. Imię i nazwisko ...

MAŁOPOLSKI KONKURS CHEMICZNY dla uczniów dotychczasowych gimnazjów i klas dotychczasowych gimnazjów prowadzonych w szkołach innego typu

Przykładowy zestaw zadań z chemii Odpowiedzi i schemat punktowania poziom podstawowy

WOJEWÓDZKI KONKURS PRZEDMIOTOWY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW WOJEWÓDZTWA ŚLĄSKIEGO W ROKU SZKOLNYM 2016/2017 CHEMIA

Zadanie 2. [3 pkt.] Podaj wzory trzech związków o budowie jonowej, w których wszystkie kationy i aniony tworzące te związki mają po 18 elektronów.

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów województwa śląskiego w roku szkolnym 2017/2018

Otrzymywanie i badanie właściwości chemicznych związków wanadu na różnych stopniach utlenienia.

PRAWO DZIAŁANIA MAS I REGUŁA PRZEKORY

XX Regionalny Konkurs Randka z Chemią

KONKURS CHEMICZNY DLA UCZNIÓW GIMNAZJÓW

liczba kwantowa, n kwantowa, l Wanad 3 2 [Ar] 3d 3 4s 2

CHEMII POZIOM ROZSZERZONY

Wykład z Chemii Ogólnej

Ćwiczenie 1. Reakcje charakterystyczne kadmu(ii)

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY

KONKURS CHEMICZNY ROK PRZED MATURĄ

Związki kompleksowe pigmenty i barwniki co to są związki kompleksowe? jaka jest ich budowa? skąd się bierze kolor?

Związki kompleksowe. pigmenty i barwniki. co to są związki kompleksowe? jaka jest ich budowa? skąd się bierze kolor? Pierwiastki

ligandu (donora elektronów) atomu centralnego (akceptora elektronów)

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

RÓWNOWAGA I SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNEJ

PRZYKŁADOWE ZADANIA WĘGLOWODORY

Do jakich węglowodorów zaliczymy benzen?

Maksymalna liczba punktów: 40. Czas rozwiązywania zadań: 90 minut.

III Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2010/2011. ETAP I r. Godz Zadanie 1

Fragmenty Działu 7 z Tomu 1 REAKCJE UTLENIANIA I REDUKCJI

OTRZYMYWANIE ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH: PREPARATYKA TLENKÓW MIEDZI

OCENIANIE ARKUSZA POZIOM ROZSZERZONY

KONKURS CHEMICZNY KLAS TRZECICH GIMNAZJALNYCH

Przemiany/Reakcje chemiczne

Nazwy pierwiastków: ...

ĆWICZENIE 3 LUMINOFORY ORGANICZNE I NIEORGANICZNE.

REAKCJE CHEMICZNE KATIONÓW I ANIONÓW (CZĘŚĆ I)

Widma UV charakterystyczne cechy ułatwiające określanie struktury pirydyny i pochodnych

OTRZYMYWANIE ZWIĄZKÓW CHEMICZNYCH: PREPARATYKA TLENKÓW MIEDZI

I KSZTAŁCENIA PRAKTYCZNEGO. Imię i nazwisko Szkoła Klasa Nauczyciel Uzyskane punkty

Spis treści. Wstęp... 9

Wojewódzki Konkurs Przedmiotowy z Chemii dla uczniów gimnazjów województwa kujawsko-pomorskiego w roku szkolnym 2014/2015

ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA

MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII

Budowa atomu Poziom: rozszerzony Zadanie 1. (2 pkt.)

Sprawdzian 3. CHEMIA. Przed próbną maturą. (poziom rozszerzony) Czas pracy: 90 minut Maksymalna liczba punktów: 34. Imię i nazwisko ...

PRACOWNIA CHEMII. Równowaga chemiczna (Fiz2)

Zadania powtórkowe do egzaminu maturalnego z chemii Wiązania chemiczne, budowa cząsteczek

TEST SPRAWDZAJĄCY Z CHEMII

Większość metali bloku d wykazuje tendencje do tworzenia związków kompleksowych.

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

Transkrypt:

czyli reakcje wymiany ligandów i ich zastosowanie Mateusz Bożejko Edmund Pelc Liceum Ogólnokształcące nr III we Wrocławiu

Podstawowe pojęcia Podstawowe pojęcia Związek kompleksowy Sfera koordynacyjna Ligand Liczba koordynacyjna Związek, którego cząsteczki są zbudowane z atomu centralnego i ligandów lub zawierają przynajmniej jeden jon o takiej budowie. Otoczenie atomu centralnego w danym kompleksie. Jon, lub cząsteczka związana z atomem centralnym; jest donorem pary elektronowej. Liczba ligandów związanych z atomem centralnym w danym kompleksie.

Jon koordynacyjny (kompleksowy) Atom centralny Ligandy

Wymiana ligandów Ligandy związku kompleksowego można zamienić w reakcji wymiany pojedynczej lub podwójnej, będącej reakcją podstawienia (substytucji). Reakcja taka może być reakcją redoks. Za pomocą tej reakcji można na wiele sposobów zmieniać barwę związku kompleksowego, zamieniając wyłącznie ligandy.

Rodzaje reakcji wymiany ligandów Wymiana ligandów Substytucja nukleofilowa Substytucja elektrofilowa Oksydacyjnoredukcyjna Mieszane

Wymiana ligandów Rozpuszczalnik Rodzaje wymiany ligandów Ligand 1 Ligand 2

Pomiary Wykonano absorbcyjne widma elektronowe otrzymanych związków kompleksowych jonów metali d-elektronowych. Orbital d eg Rejestruje się widma związane z przejściami w rozszczepionym orbitalu typu d. Przejścia są zasadniczo charakterystyczne dla danego metalu (przy określonej liczbie koordynacyjnej). Zamiana rodzaju ligandów powoduje natomiast przesunięcie maksimum absorbcji w kierunku fal dłuższych lub krótszych. Schemat rozszczepienia orbitalu d t 2 g

Cel doświadczenia 1. Wykazanie, że reakcje wymiany ligandów mogą zachodzić, jeżeli powstający kompleks jest trwalszy od tego, który stanowił substrat.

Odczynniki H 2 O CuSO 4 5H 2 O NH 3(aq)

Schemat wykonania NH 3 H 2 O [Cu(H 2 O) 6 ] 2+

Obserwacje Po dodaniu amoniaku barwa roztworu zmieniła się na granatową.

Wnioski Po dodaniu nadmiaru amoniaku zaszła reakcja: [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ + 4NH 3 H 2 O [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ + 10H 2 O Zaszła przebudowa sfery koordynacyjnej, w wyniku której wszystkie cząsteczki wody zostały wymienione przez cząsteczki amoniaku. Kompleks amoniakalny jest bardziej trwały od akwakompleksu.

Absorpcja Widmo absorpcyjne kompleksów [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ oraz [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ 2.5 2 Widma absorpcyjne kompleksów miedzi (II) 16500cm -1 1.5 1 [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ 12400cm -1 [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ 0.5 0 7300 9850 12400 14950 17500 20050 22600 Liczba falowa [cm -1 ]

Cel doświadczenia 2. Wykazanie, że reakcje wymiany ligandów mogą być reakcjami redoks.

Substraty [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 2 H 2 SO 4

Otrzymywanie [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 NH 3(aq) K 2 CO 3 NH 4 NO 3 [Co(H 2 O) 6 ]Cl 2 [Co(CO 3 )(NH 3 ) 4 ]Cl H 2 O 2 H 2 O

Otrzymywanie [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 HCl CO 2 [Co(CO 3 )(NH 3 ) 4 ]Cl [CoCl(NH 3 ) 4 (H 2 O)]Cl 2 H 2 O

Otrzymywanie [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 NH 3(aq) [CoCl(NH 3 ) 4 (H 2 O)]Cl 2 [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2

Absorbcja Widmo absorpcyjne [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 1.25 Widmo absorbcyjne kompleksu kobaltu(iii) 1 18100cm -1 27580cm -1 0.75 0.5 [CoCl(NH 3 ) 5 ] 2+ 0.25 0 8000 11000 14000 17000 20000 23000 26000 29000 Liczba falowa [cm -1 ]

Otrzymywanie [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 2 Zn (wiórki) H 2 [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 Pod warstwą organiczną [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 2 HCl ZnCl 2

Absorbcja Widmo absorpcyjne [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 2 0.6 Widmo absorbcyjne kompleksu chromu(ii) 14390cm -1 0.45 0.3 0.15 23820cm -1 0 8000 11000 14000 17000 20000 23000 26000 29000 Liczba falowa [cm -1 ]

Schemat wykonania doświadczenia [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 2 H 2 SO 4 Olej silikonowy (warstwa organiczna) [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2

Obserwacje Olej silikonowy (warstwa organiczna) [CoCl(NH 3 ) 5 ]Cl 2 Mieszanina produktów reakcji [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 2

Absorbcja Widmo absorpcyjne mieszaniny poreakcyjnej 2.5 Widmo absorbcyjne chromu(iii) oraz mieszaniny produktów reakcji 33120cm -1 2 1.5 17370cm -1 24530cm-1 1 0.5 [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ Mieszanina poreakcyjna 0 14000 18000 22000 26000 30000 34000 Liczba falowa [cm-1]

Wnioski Zaszła reakcja: [CoCl(NH 3 ) 5 ] 2+ + [Cr(H 2 O) 6 ] 2+ + 5H 3 O + [Co(H 2 O) 6 ] 2+ + [CrCl(H 2 O) 5 ] 2+ + 5NH 4 + Kobalt zredukował się z Co(III) do Co(II), a chrom utlenił z Cr(II) do Cr(III) Reakcja jest reakcją oksydacyjno-redukcyjną

Zastosowania Otrzymywanie kompleksów (np. kobaltu(iii) czy kompleksów chelatowych) na potrzeby przemysłu farmaceutycznego, do laboratoriów analitycznych i badań. Termowskaźniki układy zawierające kompleks wymieniający ligand w określonej temp. Zmiany barwy pod wpływem ciśnienia, czy rozpuszczalnika.

Literatura Cieślak-Golonka M., Starosta J., Wasielewski M., Wstęp do chemii koordynacyjnej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2013 Bielański A., Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009 Fotografie: Mateusz Bożejko, Edmund Pelc