Tiêu đề Bài 22 Sơ lược về sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch.pdf ✅

1 BÀI 22: SƠ LƢỢC VỀ SỰ HÌNH THÀNH PHỨC CHẤT CỦA ION KIM LOẠI CHUYỂN TIẾP TRONG DUNG DỊCH A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Sự hình thành phức chất Aqua của cation kim loại chuyển tiếp trong dung dịch. Khi tan trong nước, muối cua các kim loại chuyển tiếp phân li thành các ion. Sau đó, cation kim loại chuyển tiếp (Mn+) thường nhận các cặp electron hoá trị riêng từ các phân tử H2O để hình thành các liên kết cho - nhận, tạo ra phức chất aqua theo phương trình hoá học dạng tổng quát sau: Mn+(aq) + mH2O(l)  [M(OH2)m] n+(aq) với:  n là giá trị điện tích của cation kim loại M  m là số phối tử H2O  [M(OH2)m] n+ là công thức tổng quát của phức chất aqua của Mn+ II. Dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất trong dung dịch. Các phản ứng tạo phức chất thường có một số dấu hiệu dễ quan sát như sự biến đôi màu sắc, sự hoà tan, sự kết tủa. III. Phản ứng thay thế phối tử trong phức chất. Ở những điều kiện phù hợp, các anion và phân tử như OH- , X- (halide), NH3,... có thể thay thế được một, một số hoặc tất cả các phối tử trong phức chất. [Cr(OH2)6] 3+(aq) + 6OH- (aq)  [Cr(OH)6] 3- (aq) + 6H2O(l) [Ni(OH2)6] 2+ (aq) + 6NH3(aq)  [Ni(NH3)6] 2+ (aq) + 6H2O(l) IV. Ứng dụng của phức chất. Các phức chất có nhiều ứng dụng trong hoá học, sản xuất và đời sống,... B. BÀI TẬP VẬN DỤNG  CÂU HỎI BÀI HỌC Câu 1. [CD - SGK] Muối copper(II) sulfate (CuSO4) có màu trắng. Dung dịch copper(II) sulfate có màu xanh. Hãy dự đoán hiện tượng xảy ra khi thêm từ từ cho đến dư dung dịch ammonia vào ống nghiệm chứa dung dịch copper(II) sulfate. Giải thích. Hƣớng dẫn giải Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa màu xanh nhạt, lượng kết tủa tăng dần đến không đổi. Sau đó, kết tủa tan dần đến hết, dung dịch từ màu xanh nhạt chuyển sang màu xanh lam. Giải thích: - Dung dịch copper(II) sulfate có màu xanh do Cu2+ tạo phức chất aqua với nước. Cu2+(aq) + 6H2O(l) ⟶ [Cu(OH2)6] 2+(aq) - Thêm vài giọt dung dịch ammonia (NH3) có môi trường kiềm. NH3 + H2O ⇌ + NH4 + OH−
2 Khi đó ion OH− thay thế phối tử H2O trong [Cu(OH2)6] 2+(aq) tạo kết tủa [Cu(OH)2(OH2)4] có màu xanh nhạt. - Khi lượng [Cu(OH2)6] 2+(aq) hết, kết tủa [Cu(OH)2(OH2)4] đạt đến cực đại, NH3 dư tiếp tục thay thế phối tử OH− và H2O trong [Cu(OH)2(OH2)4] làm cho kết tủa tan dần và hình thành phức chất Cu(NH3)4(OH2)2] 2+(aq) có màu xanh lam. Câu 2. [CD - SGK] Phức chất aqua có dạng hình học bát diện được hình thành khi cho CrCl3 vào nước. Viết phương trình hoá học của quá trình tạo phức chất trên. Hƣớng dẫn giải Phức có cấu trúc bát diện → 6 phối tử Phương trình tạo phức: 3 3 2 2 6 Cr aq mH O l Cr OH aq ( ) ( ) [ ( ) ] ( )     Câu 3. [CD - SGK] Trong Ví dụ 4 và Ví dụ 5, hãy cho biết: a) Phối tử thay thế và phối tử bị thay thế. b) Dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất có thể là gì? Hƣớng dẫn giải a) Ví dụ 4 5 Phối tử thay thế NH3 NH3 Phối tử bị thay thế H2O Cl- b) Vd4: Dung dịch màu lục chuyển thành màu xanh thẫm Vd5: Dung dịch ban đầu màu cam đỏ → Xuất hiện kết tủa màu vàng Câu 4. [CD - SGK] Tìm hiểu và giải thích ứng dụng trong hoá học của phức chất 2 3 4 2 2 [Cu(NH ) (OH ) ]  Hƣớng dẫn giải Ứng dụng trong hóa học của phức chất [Cu(NH3)4(OH2)2] 2+: - Xác định sự có mặt hàm lượng cation Cu2+ trong dung dịch dựa vào phản ứng tạo phức chất [Cu(NH3)4(OH2)2] 2+ có màu xanh lam. - Dùng để tinh chế và phân tích trọng lượng phân tử của cellulose do có khả năng hòa tan cellulose. - Làm chất tạo màu, thuốc nhuộm vải do có màu xanh lam đặc trưng.  CÂU HỎI CUỐI BÀI Câu 1. [CD - SGK]
3 Hoàn thành phản ứng sau đây: 2+ NiCl (s) +? [Ni(OH ) ] (aq) +? 2 2 6  Hƣớng dẫn giải 2+ - NiCl (s) +6H O(l) [Ni(OH ) ] (aq) + 2Cl (aq) 2 2 2 6  Câu 2. [CD - SGK] Trong phản ứng thuận nghịch dưới đây, việc tăng nồng độ Cl- (aq) ảnh hưởng thế nào đến sự thay đổi màu của dung dịch? 2 2 2 6 4 2 [ ( ) ] ( ) 4 ( ) [ ] ( ) 6 ( ) Cu OH aq Cl aq CuCl aq H O l      màu xanh màu vàng Hƣớng dẫn giải Dung dịch chuyển dần sang màu vàng do khi tăng nồng độ Cl- , cần bằng chuyển dịch theo chiều thuận (tạo [CuCl4] 2- màu vàng) Câu 3. [CD - SGK] Phản ứng nào dưới đây là phản ứng thay thế phối tử trong phức chất? a) 3 3 2 6 3 3 6 2 [ ( ) ] ( ) 6 ( ) [ ( ) ] ( ) 6 ( ) Co OH aq NH aq Co NH aq H O l      b) 2 2 4 2 [ ( ) ]( ) ( ) [ ]( ) 2 ( ) Na Au CN aq Zn s Na ZnCl aq Au s    c) 2 2 2 6 4 2 [ ( ) ] ( ) 4 ( ) [ ] ( ) 6 ( ) Co OH aq Cl aq CoCl aq H O l       Hƣớng dẫn giải a) Phối tử NH3 thay thế cho phối tử H2O trong phức chất b) Phối tử Clthay thế cho phối tử H2O trong phức chất  CÂU HỎI SÁCH BÀI TẬP Câu 1. [CD - SBT] Cho phát biểu sau: “Khi tan trong nước, muối của các kim loại chuyển tiếp ...(1)... thành các ion. Sau đó, cation kim loại chuyển tiếp (Mn+) thường nhận các cặp electron hoá trị riêng từ các phân tử H2O để hình thành các liên kêt cho - nhận, tạo ra phức chất aqua có dạng tổng quát là ...(2).... Cụm từ cần điền vào (1) và (2) lần lượt là: A. điện li, [M(OH2)n] + . B. điện li, [M(OH2)m] n+ . C. phân li, [M(OH2)m] n+ . D. phân li, [M(OH2)n] + . Hƣớng dẫn giải Chọn C: phân li, [M(OH2)m] n+ Câu 2. [CD - SBT] Khi cho dung dịch ammonia dư vào dung dịch chứa phức chất [Ni(OH2)6] 2+ và anion Clthì có phản ứng sau: [Ni(OH2)6] 2+(aq) + 6NH3(aq) → [Ni(NH3)6] 2+(aq) + 6H2O(l) (*) Phát biểu nào dưới đây là không đúng?
4 A. Trong điều kiện của phản ứng (*), phức chất [Ni(NH3)6] 2+(aq) kém bền hơn phức chất [Ni(OH2)6] 2+(aq). B. Phản ứng (*) là phản ứng thế phối tử. C. Dung dịch sau phản ứng có pH > 7. D. Trong phản ứng không có sự thay đôi số oxi hoá của các nguyên tố. Hƣớng dẫn giải Chọn A. Phản ứng hoàn toàn, sản phẩm [Ni(NH3)6] 2+(aq) bền hơn [Ni(OH2)6] 2+(aq) Câu 3. [CD - SBT] Nước có lượng đáng kể các cation Al3+ và Fe3+ 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 OHvà 3 phối từ H2O. 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? Hƣớng dẫn giải a) Phương trình hóa học: Al3+(aq) + 6H2O(l) → [Al(OH2)6] 3+(aq); [Al(OH2)6] 3+(aq) [Al(OH)3(OH2)3](s) + H + (aq) Fe3+(aq) + 6H2O(l) → [Fe(OH2)6] 3+(aq); [Fe(OH2)6] 3+(aq) [Fe(OH)3(OH2)3](s) + H + (aq) b) Vì các phản ứng tạo phức xảy ra hình thành H+ tạo môi trường acid → pH thấp c) Đó là các sản phẩm phức kết tủa [Al(OH)3(OH2)3] và [Fe(OH)3(OH2)3] Câu 4. [CD - SBT] Muối cobalt(II) chloride có màu hồng. Hoà tan muối này vào nước thu được dung dịch màu xanh (dung dịch A) do ion Co2+ tạo thành phức chất aqua có dạng hình học bát diện. Phức chất này kém bền đối với nhiệt. Khi nhúng một băng giấy lọc màu trắng vào dung dịch A rồi sấy ở khoảng 100°C cho đến khô thu được băng giấy có màu hồng. Người ta có thể dùng băng giấy này để phát hiện nước trong một số mẫu vật. Giải thích nguyên nhân của ứng dụng vừa nêu, viết phương trình hoá học minh hoạ. Hƣớng dẫn giải Nguyên nhân của ứng dụng trên là dựa vào phản ứng tạo phức của cation Co2+ trong dung dịch: Co2+(aq) + 6H2O(l) → [Co(OH2)6 2+(aq) Câu 5. [CD - SBT] Mỗi phát biểu dưới đây đúng hay sai? (a) Trong nước, cation của kim loại M (có hoá trị n) thường tồn tại ở dạng phức chất aqua [M(OH2)m] n+ . (b) Các phức chất aqua [M(OH2)m] n+ luôn có màu.