 |
|
Гідроксиди та їх похідні
Металам у ступенях окиснення +2, +3, +4 відповідають гідроксиди типу Е(ОН)2, Е(ОН)3 – (Е2О3 ∙ nH2O), Е(ОН)4 – (ЕО2 ∙ 2Н2О). Це, як правило, тверді, малорозчинні у воді речовини. Одержують їх дією лугів на солі відповідних металів:
RhCl3 + 3NaOH → Rh(OH)3 + 3NaCl;
K2[PdCl6] + 4KOH → PdO2 ∙ 2H2O + 6KCl;
K2[OsCl6] + 4NaOH → OsO2 ∙ 2H2O + 4NaCl + 2KCl.
Гідроксиди Е(ОН)2, Е(ОН)3, Е(ОН)4 проявляють слабкі основні властивості, Pt(OH)4 - амфотерні:
Pt(OH)4 + 2NaOH → Na2[Pt(OH)6];
Pt(OH)4 + 6HCl → H2[PtCl6] + 4H2O.
Для Ru та Os відомі кисневмісні солі - рутенати та осмати, у яких ці метали входять до складу аніонів. Їх одержують взаємодією металів чи їх оксидів із розплавленою окисно – лужною сумішшю:
Ru + 2KOH + 3KNO3 → K2RuO4 + 3KNO2 + H2O;
RuO2 + 2KOH + KNO3 → K2RuO4 + KNO2 + H2O.
І рутенати, і осмати нестійкі сполуки, при нагріванні розкладаються: рутенати відновлюються до RuO2, а осмати окиснюються до OsO4:
2K2OsO4 + O2 + H2O → 2OsO4 + 4KOH;
2Na2RuO4 + 2H2SO4 → 2RuO2
Відомо багато комплексних сполук платинових металів. Їх іони у розчинах знаходяться тільки у вигляді комплексів.
Як правило, комплекси платинових металів нелабільні, тобто обмінюють ліганди на інші частинки, що містяться у зовнішній сфері. Це дає змогу синтезувати велику кількість різнолігандних комплексів. Найчастіше вихідними речовинами є галогенокомплекси: Me`2[RuCl6], Me`2[OsCl6], Me`3[PhCl6], Me`2[IrCl6], Me`2[PdCl4], Me`2[PtCl4], Me`2[PtCl6]
( Me` - Na+, K+, NH4+ ).
K2[PtCl4] + 2NH3 → цис - [Pt(NH3)2Cl2] + 2KCl;
[Pt(NH3)4]Cl2 
транс - [Pt(NH3)2Cl2] + 2NH3.
Комплекси Pd (ІІ) та Pt (ІІ) найчастіше мають квадратно – площинну геометрію, dsp2 – гібридизацією атомних орбіталей компексоутворювача.
Існує багато різноманітних стійких комплексів Pt (ІV). В результаті взаємодії Pt з “царською горілкою” утворюється платинохлороводнева кислота H2[PtCl6]:
3Pt + 18HCl + 4HNO3 → 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O.
Відомі її солі Me`2[PtCl6] ( Me` - Na+, K+, NH4+ ). Із них одержують гідроксоплатинати (ІV):
K2[PtCl6] + 6KOH → K2[Pt(OH)6] + 6KCl.
Відомі хлорогідроксоплатинати - Me`2[PtCl5OH], Me`2[PtCl2(OH)4] та інші.
Комплекси з амоніаком одержують заміною Cl 
в аніоні [PtCl6]2- на NH3 або окисненням комплексів Pt (ІІ):
[Pt(NH3)2Cl2] + Cl2 → [Pt(NH3)2Cl4].
Лабораторна робота
Дослід 1. Одержання та властивості гідроксиду заліза (ІІІ)
У дві пробірки внести по 2 – 3 краплі розчину солі заліза (ІІІ). У кожну пробірку додати по 5 – 10 крапель розчину гідроксиду натрію. Який колір осаду? В одну пробірку додати 3 – 4 краплі розчину соляної кислоти, в другу – 3 – 4 краплі розчину гідроксиду натрію. В якій пробірці розчинився осад? Написати рівняння реакцій.
Дослід 2. Одержання та властивості гідроксидів кобальту (ІІ) та
нікелю (ІІ)
В одну пробірку внести 3 – 4 краплі розчину хлориду нікелю (ІІ), а в другу – 3 – 4 - розчину нітрату кобальту (ІІ), в кожну пробірку додати
5 – 6 крапель розчину гідроксиду натрію. Якого кольору осади?
На Со(ОН)2 подіяти 5 – 10 краплями розчину Н2О2. Як змінюється колір осаду? Написати рівняння реакцій.
Вправи
1. Скільки кілограмів розчину з масовою часткою H2SO4 25% потрібно, щоб розчинити 2кг оксиду заліза Fe3O4? Навести рівняння реакції.
2. Скільки кілограмів соди треба взяти, щоб розчинити при розплавленні 18кг оксиду заліза(ІІІ)? Навести рівняння реакції утворення метафериту натрію.
3. Обчислити, яка з руд містить більше заліза: Fe2O3, FeS2, Fe3O4, FeCO3.
4. Що трапиться, якщо до розчину сульфату заліза(ІІІ) додати карбонат натрію? Навести рівняння реакції та дати пояснення.
5. Яка маса азотної кислоти з ω(HNO3) 15% потрібна для розчинення 7г заліза, якщо при цьому утвориться NO?
6. Маємо суміш солей FeSO4 та Fe2(SO4)3. Яким реактивом можна одностадійно перевести цю суміш у сульфат заліза(ІІІ)?
7. Як з NiSO4 можна отримати гідроксид нікелю(ІІІ)? Навести рівняння реакцій.
8. Яка реакція відбувається, якщо через розчин хлориду заліза(ІІІ) пропускати сірководень? Навести рівняння реакції.
9. Написати рівняння взаємодії заліза з соляною та концентрованою азотною кислотами.
10. Чи можуть існувати разом у розчині такі речовини: а) FeCl3 та SnCl2; б) FeSO4 та Na2CO3; в) FeCl3 та K4[Fe(CN)6]? Якщо відбуваються реакції, навести рівняння.
11. До розчину хлориду нікелю(ІІ) додали надлишок концентрованого амоніаку. Осад, що спочатку випав, розчиняється. Навести рівняння реакцій, які відбуваються. Якщо до утвореного розчину додавати сірководень, чи зруйнується сполука. що утворилася при дії надлишку амоніаку? Довести відповідь, порівнявши добуток розчинності сульфату нікелю та константу нестійкості тетраамінонікелю(ІІ) – іона.
12. Які хімічні властивості платини? В яких кислотах, лугах чи сумішах кислот платина розчиняється? Навести рівняння реакцій.
13. Як діють на залізо розведені та концентровані соляна, азотна та сірчана кислоти? Навести рівняння реакцій.
14. Що являє собою оксид заліза Fe3O4? Навести рівняння реакцій взаємодії цього оксиду з соляною, сірчаною та концентрованою азотною кислотами.
15. Як розчиняється кобальт у кислотах? Які сполуки при цьому утворюються? Як отримати Co(OH)2 та Co(OH)3? Яка сполука утворюється при нагріванні Со(ОН)3? Навести рівняння реакцій.
16. Закінчити рівняння реакцій:
K4[Fe(CN)6] + Cl2 →
Fe(OH)2 + O2 + H2O →
17. Яку масу розчину амоніаку з масовою часткою NH3 10% треба взяти, щоб перевести в амоніакатний комплекс 5г NiSO4∙7H2O?
18. Яку масу металевого нікелю можна розчинити у 120мл розчину азотної кислоти, густина якого 1,2г/см3, а масова частка НNО3 у розчині 32,9%? (Вважати, що при цьому утвориться оксид азоту(ІІ)).
19. При дії амоніаку на тетрахлороплатинат(ІІ) калію відбувається заміщення хлорид-іону на амоніак. Написати формули сполук, що утворюються. Яка з цих сполук неелектроліт?
20. Які сполуки утворюються при взаємодії галогенідів платини(ІV) з галогенідами лужних металів? Як дисоціюють ці сполуки? Як змінюється заряд комплексного іону, якщо платина (ІV) координує амоніак? Написати рівняння реакції і пояснити її.
21. Платину можна розчинити в хлороводневій кислоті, що насичена хлором. Чому платина не розчиняється в соляній чи азотній кислоті? Написати рівняння реакції і пояснити її.
Рекомендована література
1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1988.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1987.
3. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – Л.: Химия,1987.
4. Гольбрайх З.Е. Практикум по неорганической химии. – М.: Высшая школа,1986.
5. Зеленин К.Н. Химия. – С. Петербург: Специальная литература, 1997.
6. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. – М.:Высшая школа, 1981.
7. Некрасов Б.В. Основы общей химии. – М.: Химия, 1973.
8. Недилько С.А., Попель П.П. Общая и неорганическая химия. Сборник задач. – Киев: Вища школа, 1988.
9. Оленин С.С., Фадеев Г.Н. Неорганическая химия, М., Высшая школа, 1979.
10. Рипан Р., Четяну. Неорганическая химия. – М.: Мир, 1971.
11. Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я., Павленко Н.В. Химия биогенных элементов. – Киев: Вища школа, 1990.
Зміст
Елементи групи ІВ…………………………………………..1
Елементи групи ІІВ………………………………………...12
Елементи групи VІВ………………………………………..21
Елементи групи VІІВ……………………………………….31
Елементи групи VІІІВ……………………………………...40