[block id=”bo-sung-1″]

PHẦN I : MỞ ĐẦU
Phức chất là loại hợp chất được ứng dụng rộng rãi và ngày càng đa dạng trong hầu hết các lĩnh vực khác nhau như hoá học, sinh học, y học, dược học, nông nghiệp, công nghiệp, phân tích môi trường, điều tra nhằm khai thác các nguồn tài nguyên, khoáng sản của đất nước. Sự phát triển của ngành hoá học phức chất đã có những đóng góp to lớn và quan trọng cho nhiều ngành khoa học, kỹ thuật và kinh tế quốc dần. Trong phân tích môi phân tích và điều chế các loại vật liệu, những chất siêu tinh khiết, phức chất đóng vai trò cực kì quan trọng. Phức chất đóng vai trò quyết định trong các phương pháp tách, phân chia và làm sạch các chất, hợp chất. Trong đề tài tiểu luận này, nhóm chúng em đã cùng tiềm hiểu về “ Cấu tạo, ứng dụng và điều chế phức chất trong thực tế “.Tuy nhiên do sự hạn chế về kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai sót dù là nhỏ nhất. Vì vậy chúng em rất mong nhận được những đóng góp quý báu của Thầy và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn.

de_tai_nghien_cuu_cau_tao_ung_dung_va_dieu_che_trong_thuc_te

doc24 trang | Chia sẻ: thanhlinh222 | Ngày: 07/03/2018 | Lượt xem: 17024 | Lượt tải: 2download

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Nghiên cứu cấu tạo, ứng dụng và điều chế trong thực tế của phức chất, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

KHOA HÓA LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
THẢO LUẬN HÓA VÔ CƠ
Chủ đề : Nghiên cứu cấu tạo, ứng dụng và điều chế trong thực tế của phức chất
Mục lục
Phần 1 : Mở đầu 1
Phần 2 : Nội dung 2
*Giới thiệu chung về phức chât 2
A – Cấu tạo
Cấu tạo của phức chất 3
Cầu nội
Cầu ngoại
Phân loại phức chất 4
Tên gọi của phức chất 5
Số phối tử
Tên phối tử
Nguyên tử trung tâm và số oxi hóa
Liên kết hóa học và tính chất của phức chất 6
4.1. Liên kết hóa học trong phức chất 6
4.1.1 Thuyết phối trí
4.1.2 Thuyết liên kết hóa trị
4.1.3 Thuyết liên kết hóa trị
4.1.4 Thuyết trường tinh thể
4.1.5 Thuyết obitan phân tử (MO)
4.2 Tính chất của phức chất 9
4.2.1 Sự phân li của phức chất trong dung dịch nước
4.2.2 Tính OXH – khử của phức chất
4.2.3 Tính axit – bazơ của phức chất
4.2.4 Sự phân li của phức chất trong dung dịch
B – Điều chế
Nguyên lý cơ bản khi tổng hợp phức chất 6
Tổng hợp các phức chất dựa vào phản ứng thế 7
Tổng hợp các phức chất dựa vào phản ứng oxi hoá – khử 8
Tổng hợp các cacbonyl kim loại 10
Tổng hợp ở nhiệt độ cao
C – Ứng dụng 11
Ứng dụng của phức chất trong hóa học phân tích 11
2. Ứng dụng của phức chất trong trong lĩnh vực y,sinh học 11
3. Ứng dụng của phức chất trong đời sống 13
Tài liệu tham khảo
Hóa vô cơ tập 3 – Hoàng Nhâm (2014)
Tổng hợp phức chất – NXB Đại học Quốc gia Hà Nội (2006)
Các ứng dụng của phức chất trong phân tích hóa học – Internet
PHẦN I : MỞ ĐẦU
Phức chất là loại hợp chất được ứng dụng rộng rãi và ngày càng đa dạng trong hầu hết các lĩnh vực khác nhau như hoá học, sinh học, y học, dược học, nông nghiệp, công nghiệp, phân tích môi trường, điều tra nhằm khai thác các nguồn tài nguyên, khoáng sản của đất nước. Sự phát triển của ngành hoá học phức chất đã có những đóng góp to lớn và quan trọng cho nhiều ngành khoa học, kỹ thuật và kinh tế quốc dần. Trong phân tích môi phân tích và điều chế các loại vật liệu, những chất siêu tinh khiết, phức chất đóng vai trò cực kì quan trọng. Phức chất đóng vai trò quyết định trong các phương pháp tách, phân chia và làm sạch các chất, hợp chất. Trong đề tài tiểu luận này, nhóm chúng em đã cùng tiềm hiểu về “ Cấu tạo, ứng dụng và điều chế phức chất trong thực tế “.Tuy nhiên do sự hạn chế về kiến thức nên không thể tránh khỏi những sai sót dù là nhỏ nhất. Vì vậy chúng em rất mong nhận được những đóng góp quý báu của Thầy và các bạn. Chúng em xin chân thành cảm ơn.
PHẦN II : NỘI DUNG
A – CẤU TẠO
Giới thiệu chung về phức chất
Phức chất là loại hợp chất sinh ra do loại ion đơn (thường là ion kim loại), gọi là ion trung tâm, liên kết với phân tử hoặc ion khác, gọi là phối tử. Trong dung dịch, ion trung tâm, phối tử và phức chất đều có khả năng tồn tại riêng rẽ.
Ví dụ: Trong dung dịch nước, ion phức [Ag(NH3)2]+ phân li một phần thành cation Ag+ và phân tử NH3:
[Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2NH3
Các sản phẩm phân ly là Ag+ và NH3 có nồng độ đủ lớn để có thể hoá hợp với ion S2- và ion H+
2Ag+ + S2- ⇌ Ag2S ↓ (màu đen)
NH3 + H+ ⇌ NH4+
Những chất như: FeSO4(NH4)2SO4.6H2O hoặc KAl(SO4)2.12H2O, có thành phần giống phức chất, song khi hòa tan vào nước, phân li hoàn toàn thành các ion đơn giản:
FeSO4(NH4)2SO4.6H2O → Fe2+ + 2SO42- + 2NH4+ + 6H2O
KAl(SO4)2.12H2O → K+ + Al3+ + 2SO42- + 12H2O
nên không phải là phức chất mà là những muối kép.
Cấu tạo của phức chất
Ta có công thức tổng quát của phức chất là [MLx]mXn.
Từ công thức cấu tạo của phức chất, người ta đã phân chia phức chất ra làm 2 phần: cầu nội và cầu ngoại.
Cầu nội
Cầu nội có cấu trúc khá phức tạp , chia làm 3 phần :
+ ion trung tâm : kí hiệu M
+ phối tử : kí hiệu L
+ số phối trí
Ion trung tâm
Trong phức có một hay một nguyên tử trung hòa chiếm vị trí trung tâm gọi là ion trung tâm hay nguyên tử trung tâm hay còn được gọi là chất tạo phức.
Phối tử (L)
Trong ion phức có những ion (anion) hay những phân tử trung hòa liên kết trực tiếp xung quanh, sát ngay nguyên tử trung tâm gọi là phối tử.
Dựa vào số phối tử có thể phối trí quanh nguyên tử trung tâm, người ta chia phối tử ra làm hai loại: phối tử nhiều càng và phối tử một càng.
Số phối trí
* Số phối trí là số nguyên tử hay nhóm nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử trung tâm. Số phối trí phụ thuộc vào bản chất của nguyên tử trung tâm và phối tử.
* Nếu liên kết ion trung tâm-phối tử là liên kết 2 tâm, thì số phối trí bằng số liên kết σ tạo bởi ion trung tâm đó nghĩa là bằng số nguyên tử cho liên kết trực tiếp với nó, số phối tử có thể cao hoặc thấp.
* Số phối trí còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Thường khi tăng nhiệt độ thì tạo ra ion có số phối tử thấp hơn.
* Số phối trí cực đại thường là 2, 4, 6, như: [Ag(NH3)2]+, [Zn(NH3)4]2+, [FeF6]3-, …
Cầu ngoại
Cầu ngoại là các ion mang điện tích để trung hòa điện tích cầu nội được gọi là cầu ngoại.
[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 và [Co(NH3)4Cl2]Cl
(cầu nội) (cầu ngoại) (cầu nội) (cầu ngoại) (cầu nội) (cầu ngoại)
Cầu nội của phức chất có thể là cation.
[Al(H2O)6]Cl3 [Zn(HN3)4]Cl2 [Co(NH3)6]Cl3
Cầu nội của phức chất có thể là anion.
H2[SiF]6 K2[Zn(OH)4] K2[PbI4]
Cầu nội của phức chất có thể là phân tử trung hòa điện, không phân ly trong dung dịch
[Co(NH3)6]Cl3 [Pt(NH3)2Cl2] [NiCO4]
Qua những ví dụ trên đây, ta thấy nguyên tử trung tâm có thể là kim loại (Co, Al, Zn, Pt và Li) hay phi kim (Si), có thể là ion ( Co3+, Al3+, Zn2+…) hay nguyên tử (Ni); phối tử có thể là anion (F-, Cl-, OH-) hay phân tử (NH3, H2O,…).
Phối tử: Những phối tử anion thường gặp là F-, Cl-, I-, OH-, CN-, SCN-, NO2, S2O32-, C2O42-,…Những phối tử là phân tử thường gặp là H2O, NH3, CO, NO, piriđin (C5H5N).
Phân loại phức chất
Có 3 cách phân loại phức :
+ Phân loại dựa vào phối tử tạo phức.
+ Phân loại theo điện tích của ion phức.
+ Phân loại dựa vào loại hợp chất
Phân loại dựa trên phối tử tạo phức :
Gồm có các phối tử như: nhóm OH, amin, ammoniac, phức axit, gốc CO
– Phức vòng: Là phức trong đó phối tử liên kiết với kim loại tạo thành vòng
– Phức đa nhân: Là phức trong cầu nội có một số nguyên tử kim loại kết hợp với nhau nhờ các nhóm cầu nối OH-, -NH2, CO hoặc giữa hai nguyên tử kim loại với nhau
– Phức chất cơ kim: Phối tử là các gốc hidrocacbon
2.2 Phân loại theo điện tích ion phức :
Phức chất cation: được tạo thành khi các phân tử trung hòa phối trí xung quanh ion trung tâm điện tích dương
Phức chất amoni: khi nguyên tử trung tâm mang điện tích dương phối tử là các anion
Phức chất trung hòa: được tạo thành khi các phân tử trung hòa phối tử xung quanh nguyên tử trung tâm điện tích dương
Phân loại dựa vào hợp chất
– Axit phức: H2[SiF6], H2[AuCl4], H2[PtCl6],
– Bazơ phức: [Ag(NH3)2]OH, Na2[Zn(OH)4],
– Muối phức: K2[HgI4], [Cr(H2O)6]Cl3,
3. Tên gọi của phức chất
Giống với hợp chất đơn giản, tên gọi của phức chất bao gồm tên của anion và tên của cation. Vì vậy ta sẽ gọi tên của cation trước và tên của anion sau
Tên gọi của ion phức gồm: Số phối tử và tên phối tử, số phối tử và tên của phối tử là phân tử trung hòa, tên của nguyên tử trung tâm và số oxi hóa
3.1 Số phối tử
3.2 Tên phối tử
Phối tử là anion
Nếu phối tử của phức là anion thì người ta lấy tên anion và thêm đuôi “o”.
F-floro NO2- nitro CO32- cacbonato
Cl-cloro ONO- nitrito OH-hidroxo
Br-bromo SO32- sunfito CN- xiano
I- :Iodo S2O32- tiosunfuto SCN- tioxianato
C2O42- :oxalato NCS -iso tioxianato
Phối tử là phân tử trung hòa :
Nếu phối tử là phân tử trung hòa người ta lấy tên của phối tử đó:
C2H4 etylen NH2CH2CH2NH2 etylendiamin
C5H5 Npyridine C6H6 benzen
CH3NH2metylamin
Ngoài ra, một số phân tử trung hòa được đặt theo tên riêng:
H2O aqua CO cacbonyl
NH3 ammin NO Nitrozyl
3.3 Nguyên tử trung tâm và số oxi hóa :
– Nếu nguyên tử trung tâm ở các cation phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa khi cần:
Ví dụ:
[Co(NH3)6]Cl3 hexa ammin coban (III) clorua
Nếu nguyên tử trung tâm ở trong anion phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó thêm đuôi “at” và kèm theo số La Mã viết trong ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa, nếu phức là axit thì thay đuôi “at” bằng đuôi “ic”.
VD:
H[AuCl4] axit tetracloroauric (III)
Liên kết hóa học và tính chất của phức chất
Liên kết hóa học trong phức chất
+Thuyết mạch
+Thuyết phối trí
+Thuyết liên kiết hóa trị
+Thuyết trường tinh thể
+Thuyết obitan phân tử (MO)
4.1.1 Thuyết mạch :
Thuyết mạch áp dụng vào lĩnh vực phức chất những quan điểm gần giống với những quan điểm cơ sở của thuyết cấu tạo các hợp chất hữu cơ:
+ Nhiều nguyên tố khi tạo thành phức chất có khả năng biểu thị hóa trị cao hơn khi tạo thành những hợp chất thông thường.
+ Các phối tử như NH3, H2O và các gốc axit như halogenua ở trong thành phần của phức chất có thể liên kết với nhau thành mạch.
+ Chức năng khác nhau của các gốc axit được quyết định bởi tính chất liên kết của chúng với kim loại.
4.1.2 Thuyết phối trí
4.2.2.1 Sự phối trí :
Là hiện tượng các phôi tử phân bố xung quanh ion trung tâm với một sự đối xứng nhất định .
4.2.2.2 Dung lượng phối trí (dlpt) của phối tử
* Là số phối trí mà phối tử chiếm được bên cạnh ion trung tâm.
* Là số phối tử liên kết trực tiếp:
– Các ion trung tâm có mức oxy hoá nhất định có số phối trí tương ứng: Pt 2+ :4 Pt 4+: 6
– Một số trường hợp ion trung tâm có số phối trí không đổi, không phụ thuộc
bản chất phối tử và điều kiện bên ngoài.
Ví dụ: Co3+, Cr3+, Fe2+, Fe3+, Pt4+, Ir3+,Ir4+ đều có spt 6
Pt2+,Pd2+ có spt 4
* Đa số trường hợp, số phối trí của ion trung tâm thay đổi phụ thuộc bản chất phối tử và điều kiện bên ngoài.
Ví dụ: Cu2+ có spt là 3,4,6 ; Ni 2+, Zn2+ có spt 3,4,6
phối tử có 1 liên kết – dlpt 1
Đồng phân của các phức chất :
4.2.2.3.1 Đồng phân cis – trans :
ồng phân cis – trans:
– Chỉ có ở phức chất vuông. Phức tứ diện không có đồng phân loại này
VD: [Pt(NH3)2Cl2]: điamin đicloro platin (II)
Trong đồng phan dạng cí , hai phân tử NH3 cũng như hai nguyên tử Cl đều ở cùng 1 phía với Pt , còn đồng phân dạng trans , hai phân tử NH3 cũng như hai nguyên tử Cl ở đối diện với nhau qua Pt.
4.2.2.3.2 Đồng phân quang học :
Sinh ra khi phân tử hay ion không có mặt phẳng đối xứng hay tâm đối xứng
4.2.2.3.3 Đồng phân phối trí :
Sinh ra do sự phối trí khác nhau của loại phối tử quanh hai nguyên tử trung tâm của phức chất gồm có cả cation phức và anion phức .
4.2.2.3.4 Đồng phân oxi hóa
3. Đồng phân phối trí:
Sinh ra do sự sắp xếp khác nhau của anion trong cầu nội và cầu ngoại của phức chất
4. Đồng phân oxi hóa:
4.2.2.3.5 Đồng phân liên kết :
Sinh ra khi phối tử 1 càng có khả năng phối trí qua hai nguyên tử .
5. Đồng phân liên kết:
4.1.3 Thuyết liên kết hóa trị (VB)
– Liên kết hoá học trong phức chất gồm những liên kết 2 electron kiểu Hetle Lơndơn (2 electron có spin đối song) giữa nguyên tử trung tâm và các phối tử. Số liên kết như vậy phải bằng số phối trí của ion trung tâm
Ưu nhược điểm của liên kết hóa trị :
– Rõ ràng, dễ hiểu, cho phép giải thích các cấu hình không gian khác nhau của phức chất dựa trên khái niệm lai hóa các AO.
– Phương pháp đã nói lên được tính chất cho-nhận của liên kết, khả năng tạo liên kết khác nhau, giải thích khả năng phản ứng , tính chất từ của phức chất.
4.1.4 Thuyết trường tinh thể :
Xuất phát từ 3 điểm khác nhau :
-Phức chất tồn tại được một các bền vững là do tương tác tĩnh điện giữa ion trung tâm và các phối tử.
– Khi xét ion trung tâm có chú ý đến cấu tạo electron chi tiết của nó, còn đối với các phối tử thì chỉ coi chúng như là những điện tích điểm (hoặc lưỡng cực điểm) tạo nên trường tĩnh điện bên ngoài đối với ion trung tâm. Đồng thời phối tử này khác phối tử kia chỉ ở đại lượng (độ lớn) của trường đó mà thôi.
– Các phối tử phối trí quanh ion trung tâm trên các đỉnh của hình đa diện, tạo nên các phức chất có đối xứng nhất định. Ngoài ra khi mô tả phức chất người ta áp dụng các định luật của cơ học lượng tử.
4.1.5 . Thuyết obitan phân tử :
Thuyết obitan phân tử coi phân tử phức chất, cũng như hợp chất đơn giản, một hạt thống nhất gồm nguyên tử trung tâm và các phôi tử. Chuyển động của electron trong phân tử đươc mô tả bằng một hàm sóng gọi là obitan phân tử
Obitan phân tử là tổ hợp với nhau là chúng có thể che phủ nhau, nghĩa là có cùng kiểu đối xứng
Quy tắc điền electron vào các MO của phức chất giống như quy tắc điền electron vào các AO của nguyên tử
4.2 Tính chất của phức chất
4.2.1 Sự phân li của phức chất trong dung dịch nước
Trong dung dịch nước , phức chất cũng phân li thành ion cầu nội và cầu ngoại tương tự như hợp chất đơn giản phân li thành anion và cation .
Sự phân li của phức tạo ion phức là sự phân li sơ cấp . Tiếp theo đó ,ion phức tiep tục phân li thành ion trung tâm và phối tử ( sự phân ly thứ cấp ) .Sự phân ly thứ cấp phụ thuộc vào độ bền của phức chất .
Tuy nhiên ,đại đa số các ion phức là chất điện ly kém , quá trình phân li chủ yếu chuyển dịch về phía trái ( phía của quá trình tạo phức ).
4.2.2 Tính oxi hóa – khử của phức chất :
Trong phản ứng oxi – hóa khử luôn có 2 cặp oxi hóa – khử liên hợp và phản ứng xảy ra theo chiều cặp oxi hóa nào có thế khử cao thì dạng oxi hóa của nó bị khử trước .
Quy luật này vẫn đúng với phức chỉ khác ion trung tâm bị phối tử bao vây nên khó tham gia phản ứng hơn .
4.2.3 Tính axit – bazo của phức chất :
Tùy theo bản chất của phối tử mà phức chất thể hiện tính axit – bazo khi ở trong nước .
4.2.4 Sự phân li của phức chất trong dung dịch
Đại lượng hằng số phân ly đặc trưng cho độ bền của ion phức trong dung dịch nên nó được gọi là hằng số không bền (ký hiệu là Kkb) của phức chất. Phức chất trong dung dịch càng bền thì Kkb của nó càng nhỏ. Trong trường hợp chung, nếu trong dung dịch chỉ có một ion phức MLn (M là ion trung tâm; L là phối tử; để đơn giản ta không viết điện tích) thì:
MLn -> M + nL
Kkb = [M] [L]n / [MLn]
Ngược với hằng số không bền của phức chất là hằng số bền (còn gọi là hằng số tạo phức), ký hiệu là b. Đại lượng hằng số bền là thước đo định lượng khuynh hướng tạo phức
bn = 1/ Kkb
B – Điều chế
1. Nguyên lý cơ bản khi tổng hợp phức chất
Trong tất cả các phương pháp tổng hợp các phức chất ta đều cần phải tinh chế sản phẩm, thu sản phẩm đồng nhất và phân tích nó. Cần phải tìm được phản ứng cho hiệu suất tổng hợp cao. Tiếp theo là tìm phương pháp thích hợp để tách được sản phẩm ra khỏi hỗn hợp phản ứng. Thông thường người ta sử dụng phương pháp kết tinh:
Làm bay hơi dung môi và làm lạnh hỗn hợp phản ứng đậm đặc bằng nước đá và muối. Có thể phải thêm một vài tinh thể nhỏ của hợp chất để tạo mầm hoặc khuấy nhẹ để gây ra sự kết tinh.
Thêm từ từ dung môi trộn lẫn với dung môi của hỗn hợp phản ứng, nhưng không hòa tan hợp chất, để làm kết tủa sản phẩm từ hỗn hợp dung môi (cũng có thể sử dụng thêm các biện pháp như cách ở trên)
Nếu phức chất điều chế là anion (hoặc cation) thì có thể tách nó bằng cách thêm cation (hoặc anion) thích hợp để tạo thành hợp chất ít tan.
Đối với các phức chất có chứa liên kết kim loại-cacbon, ví dụ các phức chất cơ kim, cacbonyl kim loại v.v thì để tách chúng ngoài các phương pháp trên còn có thể tinh chế chúng bằng cách thăng hoa, chưng cất
2. Tổng hợp bằng phương pháp thế
2.1 Phản ứng thế trong dung dịch nước
Đây là phương pháp thông thường nhất để tổng hợp các phức chất kim loại. Phương pháp dựa trên phản ứng của muối kim loại trong dung dịch nước với tác nhân phối trí. Ví dụ, phức chất [Cu(NH3)4]Cl2 dễ dàng được điều chế bằng cách cho lượng dư amoniac tác dụng với dung dịch nước của CuCl2:
Cu + 6N + 2 à ] + 2N
Các phân tử nước phối trí bị thế nhanh bởi các phân tử NH3 ở nhiệt độ thường, có thể nhận thấy ngay bằng sự biến đổi màu từ xanh lam sang xanh thẫm. Sau đó phức chất amoniacat x`Cu2+ được kết tinh từ hỗn hợp phản ứng bằng cách thêm ancol etylic vào.
Phản ứng thế các phức chất kim loại có thể tiến hành khá chậm, đối với những hệ như thế đòi hỏi những điều kiện thực nghiệm ngặt nghèo hơn. Ví dụ, để điều chế] cần đun sôi dung dịch nước đậm đặc chứa [ và khoảng 2h, sau đó cô bay hơi cho đến khi phức chất được kết tinh ra từ dung dịch:
[ + 3 K3[Rh(C2O4)3] + 6KCl
Phản ứng có thể xảy ra khi cần thế nhiều hơn một loại phối tử. Chẳng hạn, có thể điều chế theo phản ứng:
+ 3En ⎯⎯→ + 5NH3
Trên đây là những ví dụ về điều chế phức chất chỉ chứa một loại phối tử trong cầu nội. Những phức chất như thế rất dễ điều chế, vì chỉ cần lấy dư phối tử tạo phức để làm chuyển dịch cân bằng về phía tạo ra phức chất sản phẩm. Về lý thuyết có thể điều chế được cả các phức chất trung gian hỗn hợp phối tử, vì như đã biết phản ứng có thể diễn ra theo nấc. Nhưng trên thực tế thường khó tách trực tiếp hợp chất trung gian từ hỗn hợp phản ứng. Có thể tổng hợp được hợp chất trung gian bằng cách làm thay đổi nồng độ phối tử.
2.2 Phản ứng thế trong dung môi không nước
Trên thực tế có những trường hợp điều chế phức chất kim loại không cần thêm dung môi. Đó là những phản ứng trực tiếp giữa muối khan và phối tử lỏng. Trong trường hợp đó phối tử lỏng được lấy rất dư và phối tử được coi như là dung môi. Ví dụ, để tổng hợp các amoniacat 7 của một số kim loại, ngoài việc cho dung dịch amoniac phản ứng với muối kim loại, còn có thể cho muối của kim loại vào amoniac lỏng, sau đó làm bay hơi amoniac lỏng ở nhiệt độ thường và sấy khô (ts, NH3 lỏng = –33oC). Bã rắn khô thu được chủ yếu là amoniacat kim loại:
Ni + 6(l) ⎯⎯→ []
Đối với phức chất [Cr] nhất thiết phải dùng amoniac lỏng để tránh sự thủy phân, tạo thành Cr(OH)3.
2.3 Sự phân ly nhiệt các phức chất rắn
Sự phân ly nhiệt một phức chất ở trạng thái rắn dẫn đến phản ứng thế ở phức chất đó. Khi đun nóng, các phối tử phối trí dễ bay hơi bị tách ra và các ion từ bên ngoài sẽ thế vị trí của chúng trong cầu nội. Ở nhiệt độ cao các phân tử nước phối trí thường bị tách khỏi các phức chất aquơ ammin của kim loại. Tính chất này đôi khi được sử dụng để điều chế các phức chất halogenoammin. Ví dụ:
[Rh] [RhI] + H2O ↑
3. Tổng hợp các phức chất dựa vào phản ứng oxi hoá – khử
Quá trình điều chế nhiều phức chất kim loại thường kèm theo phản ứng oxi hóa-khử, nghĩa là chuyển sang trạng thái oxi hóa trong đó phức chất có tính bền cao hơn. Ví dụ trong dung dịch nước các ion Co2+ và Cr2+ thường tạo thành các phức chất linh động (phản ứng thế diễn ra nhanh), còn các ion Co3+ và Cr3+ thường tạo thành các phức chất trơ (phản ứng của chúng diễn ra rất chậm). Do đó, các phức chất của Co3+ và Cr3+ thường được điều chế bằng cách oxi hóa các phức chất tương ứng của Co2+ và Cr2+, cách này dễ hơn là cách tiến hành phản ứng thế xuất phát từ các phức chất khác của Co3+ và Cr3+. Chẳng hạn, phức chất [Co] được điều chế bằng cách dùng không khí (hoặc một chất oxi hóa khác) oxi hoá hỗn hợp muối Co và khi có mặt muối amoni clorua:
4[Co]+ 4NCl + 20 + O2 → 4[Co]+ 26O
Có thể cho rằng đầu tiên xảy ra phản ứng tạo thành
[Co] + 6 → [Co]+ 6O
rồi tiếp đó phức chất này bị oxi hóa:
4[Co]+ + 4NCl + → 4[Co] + 4 + 2O
Còn phức chất [Co]được điều chế bằng cách cho dung dịch muối Cr tác dụng với dung dịch hỗn hợp đậm đặc + NCl trong môi trường khí trơ ở nhiệt độ 0o C, cho đến khi ngừng thoát khí H2. Thêm 95% vào dung dịch sản phẩm màu đỏ (tỷ lệ thể tích 1:1). Sau vài giờ sẽ tách ra các tinh thể sản phẩm màu đỏ da cam. Cũng có thể cho rằng đầu tiên phản ứng tạo thành rồi phức chất này bị oxi hóa theo phản ứng:
2+ + 2O → + ↑ + 2O
Phương pháp tổng hợp trên đây chỉ được áp dụng khi phức chất đầu dễ điều chế. Trong nhiều trường hợp cần điều chế những phức chất với các số oxi hóa không đặc trưng của ion trung tâm, chẳng hạn điều chế các phức chất của Cro , Co+ , Re+ , Rho , Mn– v.v… Khi đó người ta khử các phức chất bằng các chất khử khác nhau, như hỗn hống kim loại, hiđrua, bo hiđrua, v.v… và tiến hành phản ứng trong môi trường trơ, không có hơi nước và oxi không khí. Một số phối tử như xianua, photphin, CO, … thường có khả năng làm bền các mức oxi hóa thấp của kim loại chuyển tiếp. Với mục đích này người ta thường thực hiện phản ứng khử trong amoniac lỏng. Ví dụ:
[Ni] + 2K [Ni]
Phức chất tạo thành dễ bị oxi hó

[block id=”bo-sung”]

Từ khóa: Đề tài Nghiên cứu cấu tạo, ứng dụng và điều chế trong thực tế của phức chất

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *