Skript zum AC-Teil - Anorganische Chemie, AK Röhr, Freiburg
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30 KAPITEL 3. KOMPLEXCHEMIE 3.2 Komplex-Gleichgewichte 3.2.1 Konzentrationsabhängigkeit Geräte • 3 Reagenzgläser • Pipette Chemikalien • Kupfer(II)chlorid-Lösung, w(CuCl2) = 10% • konz. Salzsäure • destilliertes Wasser Vorbereitende Arbeiten Man stellt zwei Referenzproben her. In das eine Reagenzglas füllt man reine Kupfer(II)chlorid-Lösung als Referenz, in das andere Kupfer(II)chlorid-Lösung mit konzentrierter Salzsäure. Durchführung Man gibt zu einer Kupfer(II)chlorid-Lösung etwas konzentrierte Salzsäure. Anschließend wird die erhaltene Lösung nur mit so viel destilliertem Wasser verdünnt bis die Farbe wieder zu blau wechselt. Lösung in Versuch 3.2.2 wiederverwenden. 3.2.2 Temperaturabhängigkeit Geräte und Chemikalien: • s. 3.2.1 Durchführung Die Lösung aus Versuch 3.2.1 wird erhitzt und im Wasserstrahl wieder abgekühlt. 3.2.3 pH-Abhängigkeit Geräte • Reagenzglas • Pipette Chemikalien • Kupfer(II)sulfat-Lösung, c(CuSO4) = 0,1 mol l , (gesundheitsschädlich, Xn) • Ammoniak-Lösung, c(NH3) = 2 mol l • konzentrierte Schwefelsäure Durchführung Man gibt zu der Kupfer(II)sulfat-Lösung in einem Reagenzglas tropfenweise Ammoniak- Lösung, bis ein hellblauer Niederschlag ausfällt. Dann füge man weitere Ammoniak- Lösung hinzu, bis sich wieder eine klare Lösung bildet. Nun tropft man konzentrierte Schwefelsäure hinzu. Zuletzt gibt man erneut Ammoniak-Lösung hinzu. Auswertung Formulieren Sie für jeden der Teilschritte in 3.2.1, 3.2.2 und 3.2.3 die entsprechenden Reaktionsgleichungen und geben Sie eine kurze Begründung für die Richtung des Reaktionsverlaufes. Theorie Diese drei Varianten von Versuchen zum Gleichgewicht einer Komplexbildungsreaktion lassen sich sehr einfach durchführen und können den Effekt, den die drei Größen Konzentration, Temperatur und pH-Wert auf das Gleichgewicht ausüben, durch Farbwechsel sehr gut aufzeigen. Stets werden unterschiedliche Liganden nach dem Prinzip des kleinsten Zwangs gegeneinander ausgetauscht.
3.2. KOMPLEX-GLEICHGEWICHTE 31 Zur Auswertung können die folgenden Gleichungen verwendet werden. zu 3.2.1 und 3.2.2 [Cu(H2O)6] 2+ + 2 Cl − zu 3.2.3 → [CuCl2(H2O)4] + 2 H2O; ∆H > 0 [Cu(H2O)6] 2+ + 2 OH − → Cu(OH)2 + 6 H2O Cu(OH)2 + 4 NH3 → [Cu(NH3)4] 2+ + 2 OH − [Cu(NH3)4] 2+ + 4 H3O + + 2 H2O Literatur → [Cu(H2O)6] 2+ + 4 NH + 4 Webseiten des AK Blume, Universität Bielefeld, s. [8] .
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30 KAPITEL 3. KOMPLEXCHEMIE<br />
3.2 Komplex-Gleichgewichte<br />
3.2.1 Konzentrationsabhängigkeit<br />
Geräte<br />
• 3 Reagenzgläser<br />
• Pipette<br />
Chemikalien<br />
• Kupfer(II)chlorid-Lösung, w(CuCl2) = 10%<br />
• konz. Salzsäure<br />
• destilliertes Wasser<br />
Vorbereitende Arbeiten<br />
Man stellt zwei Referenzproben her. In<br />
das eine Reagenzglas füllt man reine<br />
Kupfer(II)chlorid-Lösung als Referenz, in<br />
das andere Kupfer(II)chlorid-Lösung mit<br />
konzentrierter Salzsäure.<br />
Durchführung<br />
Man gibt zu einer Kupfer(II)chlorid-Lösung<br />
etwas konzentrierte Salzsäure. Anschließend<br />
wird die erhaltene Lösung nur mit so viel destilliertem<br />
Wasser verdünnt bis die Farbe wieder<br />
zu blau wechselt. Lösung in Versuch 3.2.2<br />
wiederverwenden.<br />
3.2.2 Temperaturabhängigkeit<br />
Geräte und Chemikalien:<br />
• s. 3.2.1<br />
Durchführung<br />
Die Lösung aus Versuch 3.2.1 wird erhitzt und<br />
im Wasserstrahl wieder abgekühlt.<br />
3.2.3 pH-Abhängigkeit<br />
Geräte<br />
• Reagenzglas<br />
• Pipette<br />
Chemikalien<br />
• Kupfer(II)sulfat-Lösung, c(CuSO4) = 0,1 mol<br />
l ,<br />
(gesundheitsschädlich, Xn)<br />
• Ammoniak-Lösung, c(NH3) = 2 mol<br />
l<br />
• konzentrierte Schwefelsäure<br />
Durchführung<br />
Man gibt zu der Kupfer(II)sulfat-Lösung in<br />
einem Reagenzglas tropfenweise Ammoniak-<br />
Lösung, bis ein hellblauer Niederschlag<br />
ausfällt. Dann füge man weitere Ammoniak-<br />
Lösung hinzu, bis sich wieder eine klare<br />
Lösung bildet.<br />
Nun tropft man konzentrierte Schwefelsäure<br />
hinzu.<br />
Zuletzt gibt man erneut Ammoniak-Lösung<br />
hinzu.<br />
Auswertung<br />
Formulieren Sie für jeden der <strong>Teil</strong>schritte in<br />
3.2.1, 3.2.2 und 3.2.3 die entsprechenden Reaktionsgleichungen<br />
und geben Sie eine kurze<br />
Begründung für die Richtung des Reaktionsverlaufes.<br />
Theorie<br />
Diese drei Varianten von Versuchen <strong>zum</strong><br />
Gleichgewicht einer Komplexbildungsreaktion<br />
lassen sich sehr einfach durchführen und<br />
können den Effekt, den die drei Größen<br />
Konzentration, Temperatur und pH-Wert auf<br />
das Gleichgewicht ausüben, durch Farbwechsel<br />
sehr gut aufzeigen. Stets werden unterschiedliche<br />
Liganden nach dem Prinzip des kleinsten<br />
Zwangs gegeneinander ausgetauscht.
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