Title Bài 29. Một số tính chất và ứng dụng của phức chất - HS.docx ✅

1. Một số dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất trong dung dịch: Phản ứng tạo phức chất trong dung dịch có thể được nhận biết dựa vào một số dấu hiệu như : xuất hiện kết tủa; hòa tan kết tủa; thay đổi màu sắc. Ví dụ 1: Nhỏ vài giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa dung dịch AlCl 3 , thấy xuất hiện kết tủa, chứng tỏ phức chất [Al(OH) 3 (H 2 O) 3 ] đã được tạo thành. Ví dụ 2 : Nhỏ vài giọt dung dịch NaCl vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO 3 , thu được kết tủa trắng AgCl. Tiếp tục nhỏ vào ống nghiệm dung dịch NH 3 đến dư thấy kết tủa tan, chứng tỏ phức chất [Ag(NH 3 ) 2 ] + đã được tạo thành. Ví dụ 3 : Nhỏ vài giọt dung dịch HCl đặc vào ống nghiệm chứa dung dịch CuSO 4 loãng thấy dung dịch từ màu xanh chuyển sang màu vàng, chứng tỏ phức chất [CuCl 4 ] 2- đã được tạo thành. Ví dụ 4 : Nhỏ vài giọt dung dịch NH 3 vào dung dịch CuSO 4 loãng thấy xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt, chứng tỏ phức chất [Cu(OH) 2 (H 2 O) 4 ] đã được tạo thành. Tiếp tục nhỏ vào ống nghiệm dung dịch NH 3 đến dư thấy kết tủa tan, đồng thời dung dịch chuyển sang màu xanh lam, chứng tỏ phức chất [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] 2+ đã được tạo thành. 2. Sự tạo thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp và phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch: a. Sự tạo thành phức chất của Cu 2+ trong dung dịch: Thí nghiệm: Sự tạo thành phức chất của Cu 2+ Chuẩn bị: Hóa chất : dung dịch CuSO 4 5%, dung dịch NaOH 10%, dung dịch NH 3 10%, dung dịch HCl đặc. Dụng cụ: ống nghiệm. Tiến hành:
- Cho khoảng 1mL dung dịch CuSO 4 5% vào ống nghiệm (1). Cho tiếp 3 giọt dung dịch NaOH 10% vào ống nghiệm, lắc đều. Nhỏ từ từ dung dịch NH 3 10% vào ống nghiệm, vừa nhỏ vừa lắc đều đến khi kết tủa tan hoàn toàn. - Cho khoảng 1 mL dung dịch CuSO 4 5% vào ống nghiệm (2). Nhỏ từ từ dung dịch HCl đặc vào ống nghiệm, vừa nhỏ vừa lắc đều đến khi dung dịch chuyển màu hoàn toàn. Quan sát hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra. b. Phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch: Các phối tử trong phức chất có thể bị thế bởi các phối tử khác. Quá trình xảy ra sự thế phối tử này bới phối tử khác được gọi là phản ứng thế phối tử của phức chất. Quá trình này xảy ra thuận lợi khi phức chất mới được hình thành bền hơn phức chất ban đầu. Ví dụ 1: [PtCl 4 ] 2– (aq) + NH 3  [PtCl 3 (NH 3 )](aq) + Cl – (aq) Ở phản ứng này, một phối tử Cl - trong phức chất [PtCl 4 ] 2- bị thế bởi một phối tử NH 3 , tạo ra phức chất [PtCl 3 (NH 3 )] - . Ví dụ 2: [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ (aq) + 6CN – (aq)  [Fe(CN) 6 ] 4– (aq) + 6H 2 O(l) Ở phản ứng này, các phối tử H 2 O trong phức chất [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ bị thay thế bởi phối tử CN - , tạo ra phức chất [Fe(CN) 6 ] 4- . Ví dụ 3: [Cu(H 2 O)] 2+ (aq) + 4Cl – (aq)  [CuCl 4 ] 2– (aq) + 6H 2 O(l) Ở phản ứng này, các phối tử H 2 O trong phức chất [Cu(H 2 O)] 2+ đã được thay thế bởi phối tử Cl – , tạo ra phức chất [CuCl 4 ] 2– . Ví dụ 1. Phản ứng tạo phức chất trong dung dịch không thể nhận biết qua dấu hiệu nào sau đây? A. Biến đổi màu sắc. B. Hòa tan kết tủa. C. Xuất hiện kết tủa. D. Nguyên tử trung tâm. Ví dụ 2. Có 3 lọ hóa chất, mỗi lọ đựng dung dịch của một trong các phức chất sau: [Ag(NH 3 ) 2 ] + , [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ , [Cu(NH 3 ) 4 (H 2 O) 2 ] 2+ . Hãy nhận biết phức chất có trong mỗi lọ dựa vào màu sắc đặc trưng của chúng. Ví dụ 3. CuSO 4 khan màu trắng, khi hòa tan trong nước, các phân tử nước liên kết với ion Cu 2+ tạo phức chất aqua [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ . Hãy cho biết dấu hiệu nào chứng phức chất aqua đã tạo thành. Ví dụ 4. Phản ứng nào dưới đây là phản ứng thay thế phối tử trong phức chất? a) [Co(OH 2 ) 6 ] 3+ (aq) + 6NH 3 (aq) ⟶ [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ (aq) + 6H 2 O(l) b) 2Na[Au(CN) 2 ](aq) + Zn(s) ⟶ Na 2 [Zn(CN) 4 ](aq) + 2Au(s) c) [Co(OH 2 ) 6 ] 2+ (aq) + 4Cl − (aq) ⇌ [CoCl 4 ] 2− (aq) + 6H 2 O(l) Ví dụ 5. Trong các phản ứng sau: (1) [Ni(H 2 O) 6 ] 2+ (aq) + 6NH 3 (aq) → [Ni(NH 3 ) 6 ] 2+  (aq) + 6H 2 O(l). (2) [PtCl 4 ] 2– (aq) + 2NH 3 (aq) → [PtCl 2 (NH 3 ) 2 ](s) + 2Cl – (aq). a) Phối tử thay thế và phối tử bị thay thế. b) Dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất có thể là gì? Ví dụ 6. Chì (lead) trong mĩ phẩm có tác dụng làm tăng độ bám của sản phẩm lên da. Việc lạm dụng các mĩ phẩm này có thể dẫn đến ngộ độc - chì. Ngộ độc chì là một trong những tình trạng nhiễm kim loại nặng gây nguy hiểm cho sức khoẻ, có thể dẫn đến tử vong nếu không được phát hiện, xử lí kịp thời. Với trường hợp nhiễm độc chì nặng cần sử dụng – thuốc giải độc. Một trong các loại thuốc được bác sĩ chỉ định là Edetates (calcium disodium edetate), có tác dụng loại bỏ ion Pb² + theo phương trình hoá học của phản ứng:
Vì sao phản ứng trên xảy ra? Hãy cho biết dạng hình học của phức chất tạo thành. Ví dụ 7. Phức chất aqua có dạng hình học bát diện được hình thành khi cho CrCl 3  vào nước. Viết phương trình hoá học của quá trình tạo phức chất trên. Ví dụ 8. a) Trong dung dịch, ion Co 2+ tạo thành phức chất aqua có dạng hình học bát diện. Hãy viết CTHH của phức chất. b) Khi cho một lượng dư NH 3 vào dung dịch muối CoCl 2 , thấy màu sắc của dung dịch bị thay đổi. Hiện tượng xảy ra là do toàn bộ các phối tử H 2 O trong phức chất qua đã bị thay thế bởi các phối tử NH 3 , tạo thành phức chất mới có dạng bát diện. Viết phương trình hóa học của phản ứng thế phối tử đã xảy ra. Ví dụ 9. Một thí nghiệm được tiến hành như sau: Nhỏ vài giọt dung dịch silver nitrate vào ống nghiệm có chứa dung dịch sodium chloride, thêm tiếp vào ống nghiệm từng giọt dung dịch ammonia và lắc mạnh. Hãy dự đoán hiện tượng quan sát được. Giải thích. Viết các phương trình hoá học của phản ứng. Cho biết dạng hình học của phức chất tạo thành. Ví dụ 10. Trong phản ứng thuận nghịch dưới đây, việc tăng nồng độ Cl − (aq) ảnh hưởng như thế nào đến sự thay đổi màu của dung dịch? [Cu(OH 2 ) 6 ] 2+ (aq) + 4Cl − (aq) ⇌ [CuCl 4 ] 2− (aq) + 6H 2 O(l) Màu xanh Màu vàng Ví dụ 11. Muối CoCl 2  khan có màu xanh. Hòa tan một lượng muối này vào nước, thu được dung dịch màu hồng (có chứa phức chất X). Nhúng mảnh giấy lọc vào dung dịch này, sấy khô, thu được mảnh giấy có màu xanh (giấy Y). Giấy Y được sử dụng làm giấy chỉ thị để phát hiện nước. a. CoCl2 là hợp chất của kim loại chuyển tiếp. b. Phức chất X không chứa phối tử aqua (phối tử H 2 O). c. Trong phức chất X, liên kết giữa nguyên tử trung tâm và phối tử là liên kết ion. d. Khi nhỏ giọt nước lên giấy Y, giấy Y chuyển màu. Ví dụ 12. Cho cân bằng sau: [CoCl 4 ]² - (aq) + 6H₂O(1) ⇌ [Co(H₂O) 6 ] 2+ (aq) + 4Cl - (aq) 0 2980 rH (màu xanh chàm) (màu đỏ hồng) (a) Màu của dung dịch sẽ thay đối như thể nào khi đun nóng? (b) Khi thêm dung dịch HCl, dung dịch sẽ có màu gì? (c) Hãy cho biết dạng hình học của các phức chất trong cân bằng trên. Ví dụ 13. Phèn sắt - ammonium là muối kép có công thức (NH 4 ) 2 SO 4 .Fe 2 (SO 4 ) 3 .24H 2 O thường được dùng làm chất cầm màu vải, xử lí nước thải công nghiệp,... Khi hoà tan một lượng nhỏ phèn sắt - ammonium vào nước, sẽ có phản ứng thủy phân diễn ra, thu được phức chất không tan chứa phối tử H 2 O và OH - và phần dung dịch. (a) Viết các phương trình hoá học của quá trình tạo phức chất không tan. (b) Nêu cách chứng minh sự có mặt của tất cả các ion có trong phần dung dịch. Ví dụ 14. Dự đoán hiện tượng của quá trình diễn ra khi cho mỗi chất: Ba(OH) 2 , Na 2 CO 3 , NH 3 , CuO vào dung dịch sulfuric acid loãng dư. Quá trình nào có dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất trong dung dịch?
Giải thích. - Trong y học, nhiều phức chất có khả năng chữa trị hoặc kiểm soát bệnh. Ví dụ: Phức chất được dùng làm thuốc chữa bệnh ung thư với tên gọi thương phẩm là cisplatin có cầu tạo như sau: - Trong công nghiệp hóa chất, nhiều hợp chất hóa học được điều chế khi có mặt chất xúc tác là phức chất. Ví dụ: Phản ứng ghép mạch carbon sử dụng xúc tác là phức chất [Pd(P(C 6 H 5 ) 3 ) 4 ]. - Trong hóa học, phức chất được dùng để nhận biết và xác định hàm lượng các ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch. Ví dụ: Phức chất [Ag(NH 3 ) 2 ] + để phân biệt aldehyde và keton. Ví dụ 1. Nêu một số ứng dụng của phức chất (dựa vào phản ứng tạo phức chất, đặc điểm và tính chất của phức chất). Ví dụ 2. Phức chất được dùng làm thuốc chữa bệnh ung thư với tên gọi thương phẩm là cisplatin có cầu tạo như sau: Hãy cho biết dạng hình học, nguyên tử trung tâm và các phối tử có trong phức chất cisplatin. PX Ví dụ 3. Tìm hiểu và giải thích ứng dụng trong hóa học của phức chất [Cu(NH 3 ) 4 (OH 2 ) 2 ] 2+ . Ví dụ 4. Nước có lượng đáng kể các cation Al 3+ và Fe 3+ được gọi là nước nhiễm phèn. Trong nước nhiễm phèn, mỗi cation này bị thuỷ phân tạo thành phức chất gồm 1 nguyên tử trung tâm, 3 phối tử OH - và 3 phối từ H 2 O. (a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng diễn ra. (b) Vì sao nước phèn có pH thấp? (c) Vì sao trong nước phèn xuất hiện các chất lơ lửng không tan?