剖析配合物在化学反应中的作用

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  [摘要]从学生掌握的实验入手,引导学生了解配合物存在的广泛性及应用的重要性,引导学生灵活运用学过的知识,积极思维,增强学习的主动性,加深对理论课的理解,拓展与延伸,不断提高学习效果。通过具体实例剖析配位化合物对化学反应的影响,从而进一步明确配合物在化学反应中所起的作用。
  [关键词]K值 电极电势 酸度 配位化合物
  中图分类号:O61 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)1110003-01
  
  一、引言
  
  在无机化学试验中,配位化合物是无机化学试验的重要组成部分,它应用面广,又与后续专业基础课有着密切的关系,且在无机化学这门课程中起着承上启下的作用,同时它也是学生了解无机化学发展趋向的一个重要的窗口,因此,使学生很好掌握配合物试验,有很重要的意义,现在结合实验教学中的实际谈谈配位化合物对化学反应的相互影响。
  
  二、对酸碱性的影响
  
  若配离子的配位体是碱,如NH3或是弱酸,则加入强酸,会使配离子解离。
  如在[Cu(NH3)4]2+溶液中,加入酸,配合物解离:
  [Cu(NH3)4]2++4H+=Cu2++4NH4+
  相反,如在[Fe(SCN)6]3-配离子溶液中加入2mol●L-1NaOH溶液,生成棕色沉淀,这是由于中心离子不稳定,促使配合物解离,使生成的Fe(oH)3难溶。
  另外,在配位平衡体系中,配合物的酸碱性比配位前大。
  如HCN是很弱的酸,与Ag+形成配位化合物,H[Ag(CN)2]-为强酸。这是由于中心离子与弱酸的酸根离子形成较强的配键,从而迫使H+移到配合物的外界,变得容易电离,酸性增强,同一金属离子氢氧化物的碱性也因形成配离子而有变化,如[Cu(NH3)4](OH)2的碱性大于Cu(OH)2。说明形成配合物后的酸碱性一般情况下都向强的方面转化,因此,在应用时要注意上述的影响。
  
  三、对沉淀溶解平衡的影响
  
  我们知道,在配合物试验中,大多数金属离子都能与配位剂作用,生成配离子或中性配合物,配位体和所生成的配离子之间存在着平衡,这类平衡称为配位平衡,如:
   Ag+ +2NH3=Ag(NH3)2+
  根据平衡移动原理,增加金属离子或配位体的浓度,有利于配离子的生成。减少金属离子或配位体的浓度,则能促使配离子解离,若在难溶盐的溶液中加入过量的配位剂,离解出的中心离子可以与之结合生成稳定易溶的配离子,但由于沉淀剂不同产生不同的结果,如:
  黑色CuS和蓝色CuSC2O4沉淀中,分别加入6mol●L-1氨水,CuSC2O4沉淀溶解,生成[Cu(NH3)4]2+配离子。CuS沉淀不溶解,这是因为,在配位平衡体系中沉淀剂与配位剂对金属离子竞争的结果,决定于相应难溶盐的Ksp与相应配离子稳定常数K稳的大小,对于上述试验:
  
  K 值很大,只要加一点氨水,沉淀即刻溶解,生成配离子。
  查KspCuS =8.5×10-45
  
  K值太小了,即使很浓的氨水,也不能使它转化为配离子,为此,CuS沉淀不溶解。
  上述情况的出现,说明由于沉淀剂的影响,Ksp的大小是决定反应转化的主要因素。
  所以,K值的大小是决定如何运用于实际的关键。
  
  四、对氧化还原能力的影响
  
  在配离子中,由于配位体的影响,能够改变中心离子原来的电子结构,因而改变原有氧化还原性,例如:
  
  上述情况说明中心离子Hg2+ 形成配离子后,电极电势大大降低,使得配离子变得非常稳定,没有沉淀生成,所以,在实际应用时,要紧紧围绕电极电势的变化处理各种问题。
  
  五、结束语
  
  通过实验教学的实践,学生体会到:配合物化学与其他专业课密切相关,利用配合物的颜色变化,应用于印染工业,化工合成的配位催化,无机高分子材料,电镀、鞣革、医药等方面都和配合物有着不可分割的联系。利用配合物掩蔽干扰离子、鉴定分子、离子、进行混合物的分离等,显得非常重要。为此,从实验角度剖析上述体系的相互影响,激发学生很好运用理论知识,积极思维,努力探索新问题,养成严谨的科学作风,提高分析问题解决的能力方面,普遍反应收获大,这是取得教学效果的关键所在,也正是化学实验教学预期达到的目的之一。
  
  参考文献:
  [1]北京师范大学等校编[M].无机化学高等教育出版.2001.
  [2]北京师范大学等校编[M].无机化学实验.高等教育出版.2001.
  
  注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
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