Цели:
- Получение и исследование свойств комплексных соединений.
- Развитие умений и навыков самостоятельного учебного труда.
- Воспитание потребности в знаниях, повышение познавательных интересов, привитие интереса к химии.
Оборудование и реактивы. Для учителя: мультимедийный проектор, экран, слайды к уроку,
Для учащихся: растворы сульфата меди(II), аммиака, серной кислоты, хлорида железа(III), бромида калия, жёлтой кровяной соли, сульфата железа(II), тиоционата аммония, соляной кислоты(конц.).
Великий Гёте сказал “Просто знать – ещё не всё, знания нужно уметь использовать”. Изучение комплексных соединений – одна из интереснейших областей химии, в том числе и биологической химии.
1 слайд – гем крови.
Гем крови – красное вещество, является составной частью гемоглобина крови теплокровных животных и человека,- это сложное комплексное соединение. Определите комплексообразователь и лиганды? ( В нём комплексообразователем является ион железа Fe2+, а лигандами – четыре кольца пиррола, имеющие боковые цепи).
2 слайд – хлорофилл.
У хлорофилла строение похоже на строение гема крови, чем отличается? ( в нём комплексообразователем служит ион магния Mg2+).
Схожее строение имеет витамин В12 ( комплексообразователь Co2+). Многие стоматологи считают, что хлорофилл лучше любой жевательной резинки. При регулярном приёме хлорофилла внутрь исчезает неприятный запах изо рта. Но хлорофилл применим не только в стоматологии, но и в других направлениях медицины. Например, для лечения кожных ран и язв, для стимулирования работы многих внутренних органов. Функциональные свойства хлорофилла сходны с функцией крови в организме человека. Поэтому учёные называют хлорофилл “кровью растений”. Наиболее частым источником промышленного получения хлорофилла является люцерна.
Сегодня на занятии мы с вами получим комплексные соединения, которые тоже имеют практическое значение в народном хозяйстве и проведём исследование их свойств.
1 группа - опыт №1, на жёлтом листе “Жёлтый цвет ассоциируется с солнцем и интуицией, стимулирует нервную систему, укрепляет печень и сердце, повышает аппетит”.
2 группа - опыт №2, на синем листе “Синий цвет ассоциируется со спокойствием и умом, создаёт атмосферу умиротворения, снимает раздражительность, понижает высокую температуру при болезнях”.
3 группа – опыт №3, на красном листе “Красный – цвет жизни, помогает бороться со стрессом, выводит яды и стимулирует чувственность, возвращает жизненную силу”.
4 группа – опыт №4, на зелёном листе “Зелёный - цвет природы, успокаивает при болезненных состояниях”.
Опыт №1 Получение комплексных соединений меди и исследование их растворами кислот
1. В пробирку с раствором сульфата меди(II) прилейте по каплям раствор аммиака.
Отметьте образование осадка.
2. К осадку добавьте избыток раствора аммиака до появления ярко синего цвета.
Напишите уравнения реакций, составьте схему полученного соединения, дайте название.
3. медленно по каплям добавьте к окрашенному раствору 10% раствор серной кислоты. Объясните наблюдаемое явление. Что можно сказать об относительной устойчивости ионов
NH4+, Cu(NH3)2+ ?
4.Налейте в пробирку 2к раствора сульфата меди (II) и добавьте столько же раствора K4(Fe(CN)6) (жёлтой кровяной соли), обратите внимание на цвет образующего осадка Cu2(Fe(CN)6). Добавьте 2к раствора соляной кислоты. Изменился ли осадок?
Составьте уравнение реакции.
Опыт №2. Исследование природы лигандов на окраску комплексов.
В три пробирки поместите по 1 мл 0,5% раствора хлорида железа (III), слегка подкисленного хлороводородной кислотой. В первую пробирку прилейте1мл концентрированной соляной кислоты, во вторую – 2 мл насыщенного раствора бромида калия, в третью – равный объём дистиллированной воды и несколько капель 5% раствора тиоционата аммония NH4SCN.
Проследите за изменением окраски во всех трёх случаях. Напишите уравнения реакций комплексообразования, учитывая, что в водных растворах ионы Fe3+ существуют в виде аква комплексов Fe(H2O)63+, а образующие комплексные соединения имеют состав: FeCI4- FeBr4- Fe(SCN)4- (В общем случае ионы Fe3+ образуют с ионами SCN- непрерывный ряд комплексов от Fe(CN)2+ до Fe(CN)6 3+ ).
Опыт №3 состояние ионов в водных растворах.
Состояние ионов в водных растворах зависит от их электронной структуры, природы растворителя, присутствия посторонних веществ, температуры. Например: разбавленный водный раствор хлорида кобальта(II) имеет розовую окраску вследствие образования аквокомплексов Co(H2O)62+ . С увеличением температуры гидратные оболочки частично разрушаются, причём на место молекул воды встают имеющиеся в растворе анионы:
Co(H2O)62+ + 2CI- = Co(H2O)4CI2 + 2H2O.
При добавлении избытка хлороводородной кислоты молекулы воды в гидратных оболочках полностью замещаются на хлорид – ионы и окраска ионов меняется от розовой к синей.
Co(H2O)62+ + 4CI- = CoCI42- + 6H2O.
Аналогичное изменение происходит при добавлении тиоционата аммония NH4SCN.
Ионы железа (III) существуют в водных растворах в виде аквокомплексов Fe(H2O)63+. С увеличением концентрации хлоридов в растворе молекулы воды в гидратных оболочках последовательно замещаются ионами CI- с образованием отрицательно заряженных хлоридных комплексов FeCI4-.
В три пробирки прилейте раствор хлорида железа (III). Первую пробирку нагрейте, во вторую добавьте избыток соляной кислоты, в третью раствор тиоционата аммония NH4SCN. Что происходит в каждой пробирке? Объясните причину изменения окраски.напишите уравнения реакций.
Опыт №4 .
В пробирку налейте 2мл раствора хлорида железа (III), чуть подкислите соляной кислотой,и прибавьте немного раствора гексациано-феррата (II) калия K4(Fe(CN)6) (жёлтая кровяная соль). Выпадает осадок берлинской лазури. Во вторую пробирку налейте 2мл раствора
сульфата железа (II) и прилейте к нему немного раствора гексациано-феррата (III) калия
K3(Fe(CN)6) (красная кровяная соль). Образуется осадок турнбулевой сини. напишите уравнения реакций.
Налейте в пробирку 2к раствора сульфата меди (II) и добавьте столько же раствора K4(Fe(CN)6) (жёлтой кровяной соли), обратите внимание на цвет образующего осадка Cu2(Fe(CN)6). Добавьте 2к раствора соляной кислоты. Изменился ли осадок?
Составьте уравнение реакции.
Учащиеся работают в группах, а затем записывают уравнения на доске, делают выводы.
В 30 областях н/х применяют комплексные соединения в качестве красителей
Слайд №3 (учащиеся показывают цвет и называют вещество).
Берлинская лазурь Fe4(Fe(CN)6)3
Берлинская лазурь была случайно получена в 1704 году немецким мастером Дисбахом, готовившим краски для художников. В России её применяли для окраски тканей, бумаги, в иконописи и при создании фресок, одна из распространённых синих красок.
Слайд №4 (учащиеся показывают цвет и называют вещество).
Турнбулева синь Fe3(Fe(CN)6)2.
Турнбулева синь названа в честь Турнбуля (дед английского физика и химика У. Рамзая), владевшего заводом, на котором производились вещества, применяемые для крашения тканей.
Слайд №5 (учащиеся показывают цвет и называют вещество)
Желтая кровяная соль K4(Fe(CN)6) (синильно-кислый поташ, синькали) – вещество ядовитое. Это соединение получали из животных отбросов (кровь, копыта, шкуры, сухая рыба и другое). Закупать её в России можно было только с разрушения полиции, используется в аналитической химии для определения ионов железа Fe3+.
Слайд №6 (учащиеся показывают цвет и называют вещество).
Реактив Швейцера (Cu(NH3)4) (OH)2 – обладает способностью растворять целлюлозу (вату, фильтровальную бумагу) и применяется для изготовления искусственного волокна – ацетатного.
Слайд №7.
Кобальтовые соединения входят в состав красителей.
CoCI3*6NH3 - оранжевый, CoCI3*5NH3 - пурпурный, CoCI3*4NH3 – зелёно-фиолетовый, CoCI3*3NH3 – зелёно-голубой.
А также:
- в качестве катализаторов при получении полимеров и химической переработки нефти;
- в производстве кислот;
- в производстве синтетических моющих средств и лаков;
- для устранения жёсткости воды;
- для получения металлов высокой степени чистоты;
- в аналитической химии – для определения ионов металлов;
- в медицине – в качестве стимуляторов важных биохимических процессов, как противоопухолевые препараты.
Творческая мастерская
Слайд № 8
Перед вами формулы – это тоже комплексные соединения:
AI2(Si2 O5) (OH)4 – каолинит AI2O3 * SiO2 * 2H2O – составная часть глины;
CaSO4*2H2O - гипс 2CaSO4*H2O алебастр;
Задание – вылепите изделие из глины (белая глина).
Слайд №9 Вывод урока выразите в форме синквейна.
СИНКВЕЙН
ключевое слово – существительное – два прилагательных - три глагола - короткое предложение - одно слово (сущ.) выражает ассоциации с понятием.