KOMPLEXOTVORNÉ REAKCE

13.12.2014

KOMPLEXOTVORNÉ REAKCE RNDr. Milan Šmídl, Ph.D. Cvičení z analytické chemie ZS 2014/2015

Komplexní sloučeniny - ligandy (L) se váží k centrálnímu atomu (M)

- komplexem může být elektroneutrální nebo nabitý (kladně i záporně)

komplexní anion:

K3[Fe(CN)6], K2[PtCl4], Na[Al(OH)4]

komplexní kation:

[Mn(H2O)6]SO4 , [Cu(NH3)4(H2O)2]Cl2

komplexní sloučenina (kation + anion):

[Pt(NH3)4][PtCl4]

elektroneutrální komplex:

[Ni(CO)4] , [Au2Cl6],

1

13.12.2014

Vazba v komplexních sloučeninách - koordinačně kovalentní vazba

Lewisova báze (donor el. páru - ligand) Lewisova kyselina (akceptor el. páru, centrální atom)

H2O, NH3, O2-, CN-, Cl-, … Co, Pt, Fe, Ag, Cu, …

LIGANDY: Monodonorové ligandy vs. polydonorové ligandy (schopen tvořit chaláty) Koordinační číslo

Vlastnosti komplexů 1) barevnost - komplexy se liší navázaným ligandem i typem CA - absorpce světla v oblasti 200 - 1000 nm např:

CuSO4 . 5 H2O ve vodě tvoří modrý komplex [Cu(H2O)6]2+ => přidání NH3 se tvoří fialový komplex [Cu(NH3)4(H2O)2]2+

2

13.12.2014

Vlastnosti komplexů

Barva vlnová délka (nm) fialová 400 modrá 450 modro-zelená 490 zelená 530 žlutá 580 oranžová 620 červená 700 temně červená 750

350

700

3

13.12.2014

Stabilita komplexů • pevnost vazby komplexu je dána rychlostí, jíž se ustaví reakční rovnováha a termodynamickou stálostí vzniklé sloučeniny

Pevné a stabilní – kationty s neúplně obsazenými d-orbitaly (Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, atd.) , méně pak (Ag+, Cd2+, Hg2+, Sn4+, atd.) => jejich stabilita je větší, čím menší je rozdíl elektronegativit M a L => stabilní jsou i cheláty Málo stabilní - nejméně stabilní a kineticky málo inertní komplexy tvoří kationty s1- a s2-prvků, B3+, Al3+, atd.

Konstanta stability β = charakterizuje rovnovážný stav reakce centrálního atomu a ligandu M + nL  MLn



[ MLn ] [ M ].[ L]n

Analyticky významné komplexy • barevné komplexy (spektrofotometrické důkazy iontů) • tvořící stabilní sraženiny (vážková analýza) • stabilní sraženiny (odměrná analýza) Cheláty specifické důkazy

Fe3+ Co2+ Cu2+

=> => =>

[Fe(SCN)6]3[Co(SCN)4]2[Cu(NH3)4]2+

krvavě červený modrý modrý

maskování – např. maskování Fe3+ při stanovení Co, slouží fluorid amonný => vzniká bezbarvý [FeF6]3- ionty Cu2+, Pb2+, Sn2+, Cr3+ a další kyselinou citronovou nebo vinnou

zvýšení rozpustnosti málo rozpustných solí

AgCl + 2 NH3 ↔ [Ag(NH3)2]Cl CuS + 3CN- ↔ [Cu(CN)3]- + S2-

4

13.12.2014

Názvosloví Vzorec - na prvním místě se uvádí symbol centrálního atomu M - za ním vzorce ligandů L v abecedním pořadí podle počátečních písmen názvů - vzorec koordinační částice se uzavírá do hranatých závorek  

[MLx]náboj Název - centrální atom se uvádí až po názvech ligandů, - oxidační stupeň centrálního atomu se v názvu vyznačí příslušným zakončením => pokud je komplexní částice kationtem (-ný; - …. - ičelý) => pokud je částice aniontem (-nan; … -ičelan)

Názvosloví ligandů VZOREC

LIGAND

VZOREC

LIGAND

sulfato-

O2-

SO32-

sulfito-

OH-

S2O32-

thiosulfato-

H-

oxido- (oxo-) hydroxido(hydroxo-) hydrido-

PO43-

fosfáto-

S2-

sulfido- (thio-)

nitro-

CN-

kyanido- (kyano-)

SO4

2-

NO2

-

F-, Cl-, Br-, I-

fluorido-, chlorido-, bromido-, jodidoSCN(fluoro-, chloro-, bromo-, jodo-)

H2O

aqua-

NH3

ammin-

CO

karbonyl-

NO

nitrosyl-

thiokyanato-

NEUTRÁLNÍ

dle Mezinárodní unie pro čistou a užitou chemii (IUPAC, – International Union of Pure and Applied chemistry) z roku 2005, v ČR publikované v roce 2012. V závorce jsou uvedeny starší názvy ligandů.

5

13.12.2014

Názvosloví - procvičování K3Fe(CN)6

hexakyanidoželezitan tridraselný (draselný)

Na3CoI(CN)5

jodido-pentakyanidokobaltitan sodný

Ni(CO)4

tetrakarbonyl niklu (nebo tetrakarbonylnikl)

Co(NH3)3Cl3

triammin-trichloridokobaltitý komplex

NaCo(CO)4

tetrakarbonylkobaltid sodný

Pt(NH3)4PtCl4

tetrachloridoplatnatan tetraamminplatnaý

NH4Cr(NH3)2(SCN)4

diammin-tetrathiokyanatochromitan amonný

KAgF4

tetrafluoridostříbřitan draselný

Názvosloví - procvičování bis(thiosulfato)stříbrnan sodný

Na3Ag(S2O3)2

tetrachloridojoditan cesný

CsICl4

tetranitrosyl-disulfidoželeznatan draselný

K2Fe(NO)4(S)2

tetrahydridoboritan lithný

LiBH4

dihydrido-tetrakarbonylkobaltnatý komplex

CoH2(CO)4

pentakyanido-nitrosylželezitan sodný

Na2Fe(CN)5NO

pentaaqua-hydroxidohlinitý kation

Al(H2O)5(OH)2+

tetranitroplatnatan

Pt(NO2)4]2-

6