Опыт 2. Получение гидроксокомплексов
В три пробирки поместите раздельно растворы солей цинка, хрома (III) и алюминия и в каждую из них добавьте по каплям раствор щелочи (NaOH или КОН). Наблюдать вначале выпадение осадков, а затем их растворение в избытке щелочи.
Написать уравнения проделанных реакций, учитывая, что образуются растворимые гидроксокомплексы, содержащие ионы [Zn(ОН)4]2-, [Cr(ОН)6]3- и [Al(ОН)6]3-.
Опыт 3. Получение и исследование комплексного соединения сульфата тетраамминмеди (II) [Cu(NH3)4]
Поместите в две пробирки по 10 капель раствора сульфата меди и добавьте в одну из них 2 капли хлорида бария. На присутствие какого иона указывает выпавший осадок? Во вторую пробирку внести кусочек гранулированного олова и наблюдать выделение на его поверхности красноватого налета меди.
Получите комплексное соединение меди, для чего поместите в пробирку 15-16 капель раствора сульфата меди и по каплям добавлять 25%-ный раствор аммиака. Наблюдайте растворение выпавшего вначале осадка основного сульфата меди и изменение цвета раствора при образовании комплексного сульфата тетраамминмеди (II). Полученный раствор разделите в две пробирки и проведите те же два опыта, которые были проделаны с раствором медного купороса. Выпадает ли осадок при добавлении хлорида бария? Выделяется ли медь на грануле олова?
Напишите уравнения всех проведенных реакций и уравнение электролитической диссоциации комплексного соединения меди.
Опыт 4. Разрушение комплекса при осаждении
комплексообразователя
Вначале проделайте предварительный опыт. Налейте в две пробирки по 1 – 2 капли раствора нитрата ртути (II) и прибавьте в одну из них 1 – 2 капли раствора щелочи, а в другую – столько же раствора сероводородной воды. Отметьте цвет образующихся малорастворимых соединений Hg(OH)2 –HgO и HgS.
К 6 – 8 каплям раствора нитрата ртути (II) добавьте по каплям раствор иодида калия. Отметьте цвет образующегося осадка и его последующее растворение после добавления избытка раствора иодида калия. Напишите уравнения обеих реакций, учитывая, что координационное число ртути (II) равно в этом случае 4.
Полученный раствор тетраиодогидраргирата (II) калия [или, иначе, тетраиодомеркурата (II) калия], содержащий избыток иодида калия, разделите на две части. К одной из них добавьте несколько капель раствора щелочи, а к другой – сероводородной воды. Отметьте наблюдения. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации комплексного соединения ртути. Как влияет добавление щелочи и сероводорода на диссоциации комплексного иона? Объяснить, в каком случае легче разрушится комплексное соединение, учитывая, что произведение
растворимости Hg(ОН)2 – величина порядка 10-26, а HgS - 10-52.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1 Что такое комплексообразователь, лиганд, внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения?
2 Как определяется степень окисления и координационное число комплексообразователя?
3 Как классифицируются комплексы по характеру заряда и природе лигандов?
4 Как составляются название комплексных соединений?
5 Даны комплексные соединения:
K2[ZnCl4], [Zn (OH2 )4]Cl2, K2[Zn(OH)4], [Ni (NH3)6]Cl2, [Pt(NH3)4Cl2] [Cr(NH3)3 (ОН2)3]Cl3, K3[FeF6].
а) отметьте внутреннюю и внешнюю сферу комплексных соединений, комплексообразователь и лиганды;
б) определите заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя;
в) какие из соединений содержат катионный комплекс, какие – анионный и какие комплексы электронейтральны;
г) приведите названия соединений.
6 Что характеризует константа нестойкости комплексного соединения? Напишите выражение константы нестойкости для комплексного соединения К4[Fe(СN)6]. Как можно сместить равновесие диссоциации комплексного иона в правую сторону? Каковы последствия этого смещения?
7 Какова природа химической связи во внутренней сфере комплексного соединения?
8 Как можно по числу свободных валентных орбиталей комплексообразователя определить его координационное число и возможный тип гибридизации валентных орбиталей?
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
Коррозия, т.е. самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического или электрохимического взаимодействия металлов со средой, относится к гетерогенным процессам. Различают газовую и электрохимическую коррозию. Газовая коррозия – коррозия металлов при высокой температуре газов. Важным фактором, определяющим скорость газовой коррозии (разрушение металла на единице поверхности в единицу времени), является сплошность образующихся пленок. При соотношении пленки сплошные, а при пленки могут быть сплошными и тормозить процесс коррозии.
Защита от газовой коррозии осуществляется легированием элементами, способствующими образованию пленок с высокими защитными свойствами, покрытиями и т.п.
При электрохимической коррозии на поверхности металлов и сплавов протекают одновременно два процесса: анодный – процесс окисления металлов:
Ме = Меn+ + ne-
и катодный – процесс восстановления ионов водорода:
2Н+ + 2е- = Н2
или восстановления молекул кислорода, растворенного в электролите:
О2 + 2Н2О + 4е- = 4ОН-
Ионы или молекулы, которые восстанавливаются при протекании катодного процесса, называются деполяризаторами. В зависимости от характера катодного процесса различают коррозию с водородной и кислородной деполяризацией.
Электрохимическая коррозия может протекать только в том случае, когда равновесный электродный потенциал катодной реакции больше равновесного электродного потенциала анодной реакции.
На технических сплавах катодный и анодный процессы могут протекать раздельно на разных участках поверхности. Участки с более отрицательным потенциалом называются анодными, на них протекает анодный процесс, а участки с более положительным потенциалом – катодными, на них протекают катодные процессы. Катодные и анодные участки образуют коррозионные гальванические элементы, работа которых во многих случаях определяет скорость и характер коррозии.
Возникновение коррозионных гальванических элементов в большинстве случаев объясняется структурной неоднородностью (гетерогенностью) сплавов. Так, например, в углеродистых сталях роль катодных участков выполняет карбид железа – цементит, а роль анодных участков – остальная поверхность стали. Коррозионные элементы образуются также при контакте металлов с различными потенциалами. В этих случаях металл с более отрицательным потенциалом разрушается (работает анодом), а на металле с более положительным потенциалом протекает катодный процесс.
Образующиеся при коррозии с кислородной деполяризацией трудно растворимые гидроксиды металлов уменьшают скорость коррозии. Изменение рН среды может приводить к растворению пленки гидроксидов, в результате чего скорость коррозии увеличивается. Так, например, при коррозии цинка образуется Zn(OH)2, который обладает амфотерными свойствами – растворяется в кислой и щелочной среде. Поэтому скорость коррозии цинка увеличивается как при уменьшении, так и при увеличении рН.
Для защиты от электрической коррозии применяются металлические и неметаллические покрытия, протекторная и катодная защита внешним током. Металлические покрытия в зависимости от соотношения электродных потенциалов покрытия и основного металла разделяются на анодные, когда потенциал покрытия более отрицательный, чем основного металла, и катодные, электродный потенциал которых более положительный.
При нарушении анодного покрытия, например, цинкового покрытия на стали, образуется пара Fe-Zn, в которой цинк работает анодом, а железо катодом и не разрушается. При нарушении катодного покрытия, например медного покрытия на стали, образуется пара Fe-Cu, в которой железо работает анодом и разрушается. Протекторная защита состоит в том, что к защищаемой детали, работающей в воде или почве, присоединяется металл с более отрицательным электродным потенциалом (протектор), в результате чего в паре железо-протектор железо работает катодом и не корродирует. При катодной защите внешним током защищаемая деталь присоединяется к катоду внешнего источника тока, а к аноду – дополнительный электрод. При этом защищаемая деталь работает катодом и не корродирует.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|