Thuốc thử K3 Fe(CN 6 là phức chất có tên gọi là)

Chuyờn phc cht - nhúm GV húa trng THPT chuyờn HVT -Hũa bỡnh thc hinTrong nhng nm gn õy hoỏ hc phc cht phỏt trin mt cỏch mnh m khụng nhngtrong nghiờn cu hn lõm m c trong nghiờn cu ng dng vo cụng nghip. Trong cụngnghip hoỏ hc, xỳc tỏc phc cht ó lm thay i c bn qui trỡnh sn xut nhiu hoỏ cht cbn nh axetanehit, axit axetic, v nhiu loi vt liu nh cht do, cao su. Nhng ht nanophc cht chựm kim loi ang c nghiờn cu s dng lm xỳc tỏc cho ngnh "hoỏ hc xanh"sao cho nú c cỏc quỏ trỡnh sn xut khụng gõy c hi cho mụi trng, cng nh cho victo lp cỏc vt liu vụ c mi vi nhng tớnh nng u vit so vi cỏc vt liu truyn thng...I. Khái niệm phức chấtPhức chất là hợp chất tạo đợc các nhóm riêng biệt từ các nguyên tử, ion hoặc phân tử vớinhững đặc trng sau:- Có mặt sự phối trí.- Không phân ly hoàn toàn trong dung dịch.- Có thành phần phức tạp.Trong đó đặc trng thứ nhất là quan trọng hơn cả.Trong phân tử phức chất thờng gồm hai phần: ion phức hay còn gọi là cầu nội và các iontrái dấu với ion phức gọi là cầu ngoại. Cầu nội đợc tạo thành bởi nguyên tử hoặc ion kim loại,gọi là ion trung tâm liên kết trực tiếp với các phân tử trung hòa hoặc ion bao xung quanh nó.Các ion hoặc phân tử trung hòa này gọi là phối tử, số phối tử bao quanh ion trung tâm gọi là sốphối trí.là 6.Ví dụ: K3[Fe(CN)6] thì Fe(CN)63- là cầu nội, K+ là cầu ngoại, CN- là phối tử và số phối tríII. Phân loại phức chấtDựa vào điện tích của ion phức, ngời ta chia phức chất thành 3 loại:1. Phức chất cation:Các phức chất cation thờng đợc tạo thành khi các phân tử trung hòa phối trí xung quanhcation.VD: [Zn(NH3)4]Cl2; [Cr(H2O)6]Cl3; NH4+; [FH2]+; H3O+; ClH22. Phức chất anion:Các phức chất anion thờng đợc tạo thành khi các anion phối trí xung quanh cation.VD: K2[BeF4]; Na3[AlF6]; K4[Fe(CN)6]; K3[Fe(CN)6]3. Phức chất trung hòa:Các phức chất này đợc tạo thành khi các phối tử trung hòa và các phối tử tích điện âmphối trí xung cation. ở các phức chất trung hòa không có cầu ngoại.VD: [Co(NH3)3 Cl3; [Pt(NH3)4Cl2]; [Fe(NO)]SO4III- Giải thích liên kết trong phức(thuyết phối trí của Vecne)III-1 Thuyết phối trí:Năm 1893 Vecne (26 tuổi) đã đa ra thuyết phối trí. Có 3 luận điểm.1. Đa số các nguyên tố đều thể hiện 2 kiểu hóa trị: hóa trị chính và hóa trị phụ:- Hóa trị chính: - Hóa trị phụ: .2. Mỗi nguyên tử các nguyên tố đều muốn bão hòa cả hai loại hóa trị đó.3. Hóa trị chính và hóa trị phụ đều hớng đến những vị trí cố định trong không gian.VD:H3NCoCl3.6NH3CoCl3.5NH3CoCl3.4NH3CoCl3.3NH3H3NNH3CoH3NNH3H3NClH3NCoNH3H3NClCoClH3NNH3H3NClH3NCoH3N3AgCl2Ag+2AgCl+Ag+AgCl+Ag+Không có kết tủaNH3 Cl2 +H3NH3N3Ag+NH3 Cl3 +ClClClIII-2. Một số khái niệm trên cơ sở thuyết Vecne1. Ion trung tâmCác nhóm có trong thành phần phức chất sắp xếp một các xác định xung quanh ion trungtâm hay nguyên tử tạo phức, nguyên tử hay ion đó đợc gọi là ion trung tâm (nguyên tử trungtâm).VD: [Fe(CN)6]4- Fe2+ ion trung tâmFe(CO)5Feo nguyên tử trung tâm2. Phối tử (Ligan) (nhóm thế)Nhóm phân tử hay ion sắp xếp một cách xác định xung quanh ion trung tâm thì đợc gọi làphối tử.[Co(NH3)6]3+ NH3 phối tử3. Cầu nội:Ion trung tâm và các phối tử tạo nên cầu nội, tổng điện tích các thành phần của cầu nội làđiện tích của phức.Cầu nội của phức đợc đặt trong dấu [ ]n4. Cầu ngoại:Các ion mang điện tích trung hòa điện tích của cầu nội đợc gọi là cầu ngoại.K4[Fe(CN)6]VD:Cầu nộiphối tửCầu ngoạiion trung tâmHóa trị chính: cầu ngoại (cầu nội)Hóa trị phụ: cầu nội.Trong cầu nội chỉ có một loại phối tử thì các hóa trị chính và hóa trị phụ tơng đơng.5. Sự phối trí và số phối trí- Vecne gọi sự hút các nguyên tử hay ion trung tâm về phía mình là sự phối trí.trí.- Số nhóm nguyên tử hay ion liên kết với ion trung tâm trong cầu nội đợc gọi là số phối- Thực nghiệm cho ta biết đợc số phối trí đặc trng của một số ion trung tâm:Số phối trí 6: Cr3+; Co3+; Fe2+; Fe3+; Ir3+, Pt4+Số phối trí 4: C4+, B3+, Be2+, V3+, Pt2+, Au3+6. Dung lợng phối trítâm.- Dung lợng phối trí của một số phối tử là số phối trí mà nó chiếm đợc bên cạnh ion trung- Dung lợng phối trí bằng 1: F-, Cl-, I-, NH3, piridin, H2O, ROH, amin- Dung lợng phối trí bằng 2, gọi là đa phối trí (phối tử đa răng):EtylenđiaminH2N-CH2-CH2-NH2Anion oxalat C2O42Đimetylglioxim(kí hiệu: En)(COO-)2H3CCCCH3NOH NOHĐietylentriaminCH2 CH2 NHNH2IV. Cách gọi tên của phức1. Theo Vecnea. Phức cationMeCH2 CH2NH2- Gọi tên các gốc axit bằng cách thêm o vào đuôi- Gọi tên phân tử trung hòa: gọi tên thông thờngVD: NH3 ammin, H2O aquơ- Số hy lạp chỉ số phối tử: đi, tri, tetra, pentaĐối với các phối tử phức tạp: 2 bis; 3 tris; 4 tetrakis- Nguyên tử (ion) trung tâm: đợc gọi bằng tiếng la tinh- Để chỉ mức độ oxi hóa của ion trung tâm:1- thêm a2 thêm o3 thêm i4 thêm e- Tên cầu ngoại:[Ag(NH3)2]NO3 Điamminagenta nitrat[Fe(H2O)4Cl2]Cl Điclotetraaquơ st (III)clorua[Co(NH3)4Cl2]Cl Điclotetraamincobanti clorua[PtEn2Cl2](NO3)2 Điclobis-etylenđiamminplatine nitratTổng quát:Gốc axit phối tử trung hòa ion trung tâm cầu ngoạiHy lạpa-o-i-eBisb. Phức anionTất cả đều giống nh tên gọi phức anion, chỉ khác khi gọi tên ion trung tâm và số oxi hóacủa nó thì thêm at vào sau cùng.Na[Au(CN)2] Natri đixianoauraatK4[Fe(CN)6] Kali hecxaxianoferoatK3[Fe(CN)6] Kali hecxaxianoferiatK2[PtCl6] Kali hecxacloro platineatK[Co(DH)2Cl] Kali đicloro-bis-đimetylglioximato cobantiatc. Phức trung hòaVẫn tuân theo quy luật trên.Ion trung tâm đợc gọi tên thông thờng.[Pt(NH3)2Cl2] Điclorođiammin platin2. Danh pháp quốc tếa. Các nhóm âm điện: thêm oPhối tử trung hòa gọi đúng tên: H2O aquơ; NH3 amin (phần trên viết là ammin)b. Ion trung tâm của anion phức: tên la tinh + atcation phức: gọi nguyên tênphức trung hòa: gọi nguyên tênc. Số oxi hóa ion trung tâm đợc chỉ bằng số la mã đặt sau tên gọi.d. Số lợng phối tử: Số hy lạp: đi, triphối tử phức tạp: bis, tris, tetrakisTổng quát:Gốc axit phối tử trung hòa ion trung tâmK4[Fe(CN)6]Kali hecxaciano ferat (II)Ca2[Fe(CN)6]Canxi hexaciano ferat (II)Na[Co(CO)4]Natri tetracacbonyl cobantat (-I)K4[Ni(CN)4]Kali tetraciano nikelat (0)[Fe(H2O)6]SO4Hecxaaquơ sắt (II) sunfat[Cr(NH3)4Cl]ClĐiclorotetra crom (III) clorua[Pt(NH3)4Cl2]Cl2Đicloro tetraamin platin (IV) clorua.[Pt(NH3)2Cl2]Đicloro điamin platin[Cu(NH3)4](NO3)2 Tetraamin đồng (II) nitrat* Chú ý: Tên một số kim loại theo tiếng La tinh:Ag: Argentum; Au: Aurum; Co: Cobaltum; Cr: Chromium; Cu: Cuprum; Fe: Ferrum; Pb:Plumbum; Sn: Stannum; Zn: zincum.Cấu tạo phức chất theo thuyết VBCấu hình không gian của phức phụ thuộc vào các dạng lai hóa.Dạng lai hóaCấu trúcIon trung tâmspĐờng thẳngAg+, Hg2+sp3Tứ diệnAl3+, Zn2+, Co2+dsp2Vuông phẳngPd2+, Pt2+, Cu2+, Ni2+, Au3+d2sp3Bát diệnCo3+, Fe3+, Pt4+, Cr3+Các nội dung cơ bản:1. Liên kết hoá học trong phức chất bao gồm các liên kết 2 electron, các phối tử có 2electron không phân chia đóng vai trò chất cho electron, các ion trung tâm có các obitan trốngđóng vai trò chất nhận electron, giữa ion trung tâm và phối tử tạo thành liên kết cho-nhận vàphản ứng tạo phức đợc xem nh phản ứng axit-bazơ.2. Sự xen phủ càng lớn thì liên kết càng bền. Muốn vậy, trớc khi tạo thành liên kết, cácobitan trống của ion trung tâm lai hóa với nhau để tạo thành các obitan lai hóa tơng đồng và sốphối trí của ion trung tâm bằng số obitan lai hóa. Kiểu lai hóa phụ thuộc vào cấu tạo electroncủa ion trung tâm và trong một số trờng hợp phụ thuộc vào bản chất của phối tử. Tùy thuộc vàokiểu lai hóa của ion trung tâm mà phức chất có cấu trúc này hay cấu trúc khác.Lu ý:Các obitan muốn lai hóa phải có điều kiện:- Gần nhau về cấu hình không gian- Gần nhau về năng lợngVD: dsp2: 3dx2 y2 + 4s + 4p x + 4p yd2sp3 dx2 y 2 + dz 2 + s + p x + p y3. Khi có obitan d của ion trung tâm tham gia lai hóa, trong một số trờng hợp, việc laihóa ngoài hay trong phụ thuộc vào sự tơng tác giữa ion trung tâm và phối tử: phối tử tơng tácyếu sẽ tạo ra lai hóa ngoài, phối tử tơng tác mạnh sẽ tạo ra lai hóa trong. Mức độ tơng tác giữaphối tử và ion trung tâm giảm dần nh sau:NO2, CO, CN- En >NH3 >Py> SCN- > H2O >OH- > F- > Cl- > Br- > I-.Trung bìnhYếuMạnhPhức chất có sự lai hóa ngoài thì độ bền phức kém bền hơn phức chất có sự lai hóa trong(phức lai hóa ngoài có khả năng phản ứng cao) vì khi lai hóa ngoài thì mức năng lợng của cácobitan tham gia lai hóa (ns, np, nd) khác nhau nhiều hơn so với khi lai hóa trong ((n-1)d, ns,np)).Phức có obitan trống có khả năng phản ứng cao.4. Quá trình tạo phức trên cơ sở liên kết hóa trị có thể chi thành các bớc sau:Bớc 1: Biết đợc cấu trúc của ion trung tâm.Bớc 2: Dạng lai hóa của các obitan của ion trung tâmBớc 3: Xây dựng cấu trúc của phức* Để đặc trng cho mức độ thuận từ của một chất, ngời ta dùng một đại lợng là momen từà. Momen từ liên hệ với số electron độc thân theo hệ thức:à = n(n + 2)à B(manheton Bo)trong đó, n: số electron độc thân.VD 1: K2[NiCl4] à 0+ ZNi = 28Ni [Ar]3d84s2Ni2+ [Ar]3d8+ Lai hãa: µ ≠ 0 sp3Ion↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑Lai hãa↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑sp3+ T¹o phøc:↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↑xxxx xx xxClCl Cl ClChøng minh: µ = 2(2 + 2)µ B ≠ 0VD 1: [FeF6]4- µ ≠ 0+ ZFe = 26Fe [Ar]3d64s2Ni2+ [Ar]3d6+ Lai hãa: µ ≠ 0 d2sp3 → sp3d2Ion↑↓↑↑↑↑Lai hãa↑↓↑↑↑↑sp3d2+ T¹o phøc:Ion↑↓↑↑↑↑Chøng minh: µ = 4(4 + 2)µ B ≠ 0VD 3: [Fe(CN)6]4- µ ≠ 0 d2sp3+ Lai hãa: µ ≠ 0 d2sp3 → sp3d2xxxx xx xxxx xxFFFFFFIonLai hóa d2sp3VD 4: [Ni(CN)4]2- à = 0 (vuông phẳng)Ion Lai hóa dsp2VD 5: [CoCl6]3IonLai hóasp3d2à = 4,9VD 6: [Co(CN)6]4Ion Lai hóa d2sp3Khả năng phản ứng cao vì có 1e độc thân lớp ngoài cùngVD 7: [V(NH3)6]3+IonLai hóad2sp3Khả năng phản ứng cao vì có 1 obitan trống.Cấu tạo không gian - đồng phân của phứcThông thờng ngời ta gặp cấu hình không gian của phức trên cơ sở phối trí.Phối trí 2: Dạng đờng thẳng: Ag(NH3)+Phối trí 4: Tứ diện (4 mặt)Hình chópTứ diệnVuông phẳngPhối trí 4: bát diện (hình quả trám)1. Đồng phân hình họcPhối trí 2: Không có đồng phân hình họcPhối trí 4:* Tứ diện không có đồng phân* Vuông phẳng: + MeA2B2 có 2 dạng đồng phânAAcisBABBBtransAVD: [Pt(NH3)2Cl2]H3 NClH3NCl(muối Rayde)(muối Payron)H3 NcisClCltransNH3+ MeABCD cã 3 ®ång ph©nABACABDCDBCDPhèi trÝ 6: MeA4B2 cã 2 ®ång ph©nABABAABAAA cisAtransB+ MeA3B3 cã 2 ®ång ph©nBAABAABABABB+ MeA2B2C2 cã 5 ®ång ph©n+ MeABCDEG cã 15 ®ång ph©n2. §ång ph©n quang häcEnEnNH3VD:ClH3NClEnEnMột số bài tập về phức chấtCâu 1Tổng hợp một hợp chất của crom. Sự phân tích nguyên tố cho thấy rằng thành phần có Cr(27,1%); C (25,2%), H(4,25%) theo khối lượng, còn lại là oxy.1. Tìm công thức thực nghiệm của hợp chất này.2. Nếu công thức thực nghiệm gồm một phântử nước, ligand kia là gì? Mức oxy hóa của Cr là bao nhiêu?3. Khảo sát từ tính cho thấy hợp chất này là nghịch từ, phải giải thích từ tính của hợp chất nàynhư thế nào? Vẽ thử cấu tạo phù hợp của chất này.ChấtNiOTiO2TiCCONH3t, 0C162772772772727∆fG0, kJ/mol-72,1-757,8-162,6-200,2-16,26Cho: O = 16; Fe = 55,85; As = 74,9;HDG:1. Công thức thực nghiệm CrC4H8O5.2. Từ công thức thực nghiệm CrC4H8O5, hợp chất là [Cr(CH3COO)2(H2O)]. Như vậy, ligand làcác nhóm axetat. Do nhóm (CH3COO-) có điện tích –1 nên mức oxy hóa của Cr là +2.3. Ion Cr2+ là hệ d4, nghĩa là hệ có 4e thuộc obitan d. Sự phân bố 4 electron phải thuộc loại spinnăng lượng cao do ligand yếu. Chỉ yếu tố này đã cho thấy [Cr(CH3COO)2(H2O)] có tính thuậntừ. Tuy nhiên từ các kết qủa thực nghiệm, hợp chất này lại có tính nghịch từ đó là do hợp chấtnày ở dạng nhị hợp có cấu tạo như sau:CH3 CH3CH2OCOOOOCrCrO OO OCCOH2CH3 CH3Trong cấu tạo này, hai nguyên tử Cr tạo liên kết bốn, bao gồm một sigma, hai pi và một delta,với bậc liên kết tổng cộng là 4. Sự hình thành liên kết bốn đòi hỏi tất cả các electron thuộcobitan d đều phải cặp đôi. Vì vậy dựa theo tính chất từ, hợp chất ở dạng nhị hợp là nghịch từ.Câu 2 :Độ bền của cation Au+.Thế tiêu chuẩn: Au+/Au có Eθ1 = 1,68V; Au3+/Au có Eθ2 = 1,50V1. Tính nồng độ cation Au+ lớn nhất trong dung dịch Au3+ 10-3 mol.l-1.2. Trong dung dịch có dư anion X -, Au+ tạo phức AuX2- (hằng số không bền K1). Au3+ tạophức AuX4- (hằng số không bền K2), dư ion X- có cân bằng sau (hằng số cân bằng là K′).3AuX2-AuX4- + 2X- + 2AuViết biểu thức tính K′ theo K, K1, K2Cho biết: X- = Br-, pK1 = 12, pK2 = 32; X- = CN-, pK1 = 38, pK2 = 56; dựa vào tính toánđưa ra kết luận gì?3. Vàng có thể tan trong dung dịch KCN 1M có bão hoà khí oxi, dựa vào tính toán hãy giảithích hiện tượng này.(ở pH=0 thế tiêu chuẩn: O2/H2O có Eθ = 1,23V; HCN có pKa = 9,4)HDG:1. Au3+ + 3e → Au E 02 = 1,5VAu++3+AuE0298K:2e → Au+Au 3+ / Au +n(E (0+ )lgK =0⇒ trong dung dịch có thể xảy ra các phản ứng sau:3Au+ D Au3+ + 2Au+E (0− ) )0,0591⇒[Au+]=33AuỞ3+=,1222(1,68 − 1,41)[ Au ]= 9,122 ⇒ K = 10 9 =0,0592[ Au + ]3[ Au 3+ ] 3 10 −3== 9,106×10-5(mol/l)K10 9,122D+2.3E 20 − E10 3 × 1,5 − 1,68E === 1,41V22+0>EAu + / Au→ Au E 10 = 1,68Ve3+Au[ Au 3+ ]K=[ Au + ]3+ 2AuCó dư X-, tồn tại cân bằng sau:3AuXAuXAuX−4−2D AuX−2DD−4+Au+3+Au[ AuX 4− ][ X − ] 22X +2Au K ' =[ AuX 2− ]3-+− 2+− 2[Au][X][Au][X]−⇒[AuX]=2X- K 1 =2K1[ AuX 2− ]+K2 =-+4X[Au 3+ ][X − ] 4[AuX −4 ]⇒[AuX −4 ] =[Au 3+ ][X − ] 4K2[ Au 3+ ][ X − ]4× [ X − ]233K2K1[ Au 3+ ] K1=×= K×Suy ra: K ' =K2[ Au + ]3 [ X − ]6[ Au + ]3 K 23K1--X = BrX- = CN-⇒ K’= 10⇒9,122,12210 −36× −32 = 10 510K’=109,122×10 −114= 10 −48,878−5610+ Khi anion là Br- : Au+ → Au3+ và Au+ Khi anion là CN- : Au3+ và Au → Au+KCN→ K++ CN1M1MCN + H2O D HCN +Ban đầu1xPhản ứng xxCân bằng (1 - x )3.10 −14x2=⇒ x ≈ 5 × 10 −3 (mol / l )−9 , 41− x1010 −14+[H ] == 2 × 10 −12 (mol / l )−35 × 10OHxx[CN − ] = 1 − 5 × 10 −3 = 0,995(mol / l )+[Au ] =K 1 [Au(CN) −2 ][CN − ] 2E Au(CN )− / Au = E10 + 0,059 lg[Au + ] = E10 + 0,059 lgK 1 [Au(CN) −2 ]2E Au ( CN ) − / Au = 1,68 + 0,059 lg2O2+4H+[CN ]( [ Au (CN ) −2 ] = 1 )2−3810= −0,562V0,995 24e D 2H2O0,059( PO2 = 1atm)lg[ H + ]440,0591= 1,23 +lg[(2 × 10 −12 ) 4 ] = 0,537V4< E O2 / H 2O , Au có thể tan trong dung dịch KCN theo phản ứng hóa học sau:EO2 / H 2O = EO0 2 / HE+−2O+Au ( CN ) −2 / Au4Au + 8KCN + 2H2O + O2 → 4K[Au(CN)2] + 4KOHE = 1,099V (K = 1074,257)Câu 3:Khi thêm ion Co3+ vào nước amoniac xảy ra phản ứng sau:Co3+ (aq) + 6 NH3 (aq) → [ Co(NH3)6]3+ (aq)Hằng số cân bằng chung của phản ứng tạo phức K = 4,5 × 1033 (mol/L)–6.Trong một dung dịch, nồng độ cân bằng của amoniac là c(NH 3 (aq)) = 0,1 mol/l và tổng cácnồng độ cân bằng của Co3+ (aq) vµ [Co(NH3)6]3+ (aq) bằng 1 mol/l.1)Tính nồng độ của Co3+ (aq) trong dung dịch này.2)Hằng số cân bằng chung K của [Co(NH3)6]2+ (aq) nhỏ hơn nhiều,K = 2,5 × 104 (mol/l)-6. Tính tỉ lệ c(Co2+ (aq))/c([Co(NH3)6]2+ (aq)) trong một dung dịchmà nồng độ cân bằng của amoniac là c(NH3 (aq)) = 0,1 mol/L.3)Co3+ (aq) phản ứng với nước giải phóng khí nào? Giải thích.4)Vì sao không giải phóng khí trong dung dịch ở câu a)?HDG1⇒2.3Theo giả thiết:Co3+ (aq) + e2H2O + 2e-⇌ Co2+ (aq)E° = + 1,82V⇌ H2 (k) + 2OH (aq) E° = – 0,42V tại pH = 7O2 (k) + 4H+ (aq) + 4e- ⇌ 2H2O-E° = + 0,82V tại pH = 7Co3+ phản ứng nên phải là chất oxi hóa (nhận e), do đó theo các phương trình trên, nếu cógiải phóng khí, bắt buộc H2O phải nhường electron và giải phóng khí O2.4[Co3+] = 2,2 × 10-28 mol/L quá nhỏ nên thế nhỏ hơn thế của (2H 2O/O2, 4H+) nên quá trìnhoxi hóa không thể xảy ra được.Câu 4Ion Fe (SCN)2+ có màu đỏ ở nồng độ bằng hoặc lớn hơn 10-5M. Hằng số điện li của nó là10-2.1. Một dung dịch chứa vết Fe3+. Thêm vào dung dịch này một lượng KSCN đến nồng độ10-2M (coi thể tích dung dịch không đổi). Xác định nồng độ tối thiểu của Fe 3+ để dung dịch xuấthiện màu đỏ.2. Một dung dịch chứa Ag+ 10-2M và Fe3+ 10-4 M. Thêm SCN vào tạo kết tủa AgSCN(coi thể tích không đổi). Xác định nồng độ Ag + còn lại trong dung dịch khi xuất hiện màu đỏ.Biết TAgSCN = 10-2.3. Thêm 20cm3 dung dịch AgNO3 5.10-2M vào 10cm3 dung dịch NaCl không biết nồngđộ. Lượng dư Ag+ được chuẩn độ bằng dung dịch KSCN với sự có mặt của Fe 3+ điểm tươngđương (khi bắt đầu xuất hiện màu đỏ) được quan sát thấy khi thêm 6cm 3 dung dịch KSCN 101M. Tính nồng độ của dung dịch NaCl.HDGa/ Xét CB Fe3+ +C0[ ]SCN − € Fe ( SCN )C010−2C0 − x10−2 − xx(2+K = 102x= 10−20−2C − x 10 − x)(Khi có mầu thì x = 10-5M thay vào ta được :(10−520−5=10⇒C=2.10MC0 − 10−5 10−2 − 10−5)()−5b/ Khi xuất hiện mầu đỏ thì [ FeSCN ] = 10 M thì Fe3+  = 10−4 − 10−5 = 9.10−5 M) FeSCN 2+ 10−52= 10 ⇒= 102Khi đó ta có :3+−−−5 Fe   SCN  SCN  .9.10−1210−10⇒  SCN  = 1,1.10 M ⇒  Ag  =M−3 = 9,1.101,1.10−−3++−100c/ Theo phần trên  Ag  = 9,1.10 << CAg+⇒ nAgCl↓ + nAgSCN↓ = nAg+ (ban đầu)0−3−1⇒ 10.10−3.CCe= 20.10−3.5.10−2− + 6.10 .100⇒ CNaCl= 4.10−2 MCÂU 5 :Cấu hình electron của nguyên tố M ở trạng thái cơ bản chỉ ra rằng: M có 4 lớp electron,số electron độc thân của M là 3.a. Dựa vào các dữ liệu trên cho biết M có thể là các nguyên tố nào.b. M tạo được ion phức có công thức [M(NH3)6]3+, phép đo momen từ chỉ ra rằng ion nàylà nghịch từ.- Cho biết tên gọi của [M(NH3)6]Cl3- Cho biết trạng thái lai hoá của M trong ion phức trên và chỉ ra dạng hình học của ionphức này.HDG :Vì có 4 lớp điện tử do vậy phân lớp cuối cùng trong phân bố điện tử chỉ có thể là 4S,3d, 4P.Vì có 3 điện tử độc thân do vậy, phân lớp cuối cùng chỉ có thể là3d3 → Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d3 4S2 Nguyên tố 23V3d7 → Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d7 4S2 Nguyên tố 27Co3P3 → Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P3 Nguyên tố 33AsTạo phức với NH3 có công thức [M(NH3)6]3+ do vậy không thể là As. Vì phức nghịchtừ do vậy không có điện tử độc thân → M chỉ có thể là Coban [CO]Tên gọi [CO(NH3)6]Cl3 : Hexa amin coban (III) Clorua:CO3+: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d6Vì NH3 là phối tử trường mạnh do vậy khi tạo phức có sự dồn 2 electron vàovậy:NH3 NH3 NH3 NH3NH3NH3Vậy Co lai hoá d2sp3Hình dạng phân tử bát diện:NH3NH3H3NCoNH3H3NNH3Câu 6:Phức [Fe(CN)6]4- có năng lượng tách là 394,2 kJ/mol, phức [Fe(H2O)6]2+ có năng lượng tách là124,2 kJ/mol và năng lượng ghép electron là 210,3 kJ/mol.a) Hãy vẽ giản đồ năng lượng của hai phức trên và cho biết phức nào là phức spin cao,phức nào là phức spin thấp?b) Hỏi với sự kích thích electron từ t2g đến eg thì phức [Fe(CN)6]4- hấp thụ ánh sáng có bướcsóng λ bằng bao nhiêu.HDG :Các phức [Fe(CN)6]4- và [Fe(H2O)6]2+ đều là phức bát diện. Trong phức [Fe(CN)6]4- có năng lượngtách (∆) > năng lượng ghép electron nên phức này có giản đồ năng lượng như sau:eg∆↑↓↑↓↑↑↑↑↑↓↑↓t2gTrong giản đồ trên tổng spin S = 0 và là phức spin thấp.Trong phức [Fe(H2O6)]2+ có năng lượng tách thấp hơn năng lượng ghép electron nêneg↑↑phức này có giản đồ năng lượng như sau:∆↑↓↑↓↑↑↑↑↑↑Trong giản đồ trên tổng spin S = 4 x 1/2 = 2 và là phức spin cao.λ=b)hc 6,625.10 −34. 3.10 8=E394,2.10 3= 3,034.10-7 m hay 30340A6,02.10 23C©u 7: 1. Cho X là muối sắt sunfat khan có 36,84% sắt về khối lượng.a) Xác định công thức hóa học của X.b) Hoàn thành phương trình hóa học theo sơ đồ:+KCN dư(X)2.+Cl2+ KOH đặc(A)(B)(A)dung dịch vàngdung dịch vàngBảng độ dài sóng của bức xạ bị hấp thụ và màu nhìn thấyMầu của bức xạbị hấp thụBước sóng của bức xạbị hấp thụ (nm)Mầu trông thấy ở chấtTím400-424Vàng – lụcXanh chàm424-480VàngLam480-500Da camLục500-575Đỏ tíaVàng575-585TímDa cam585-647Lam(mầu phụ)t2gĐỏ tía647-710LụcHDG:1. a) X là FeSO4b) (1) FeSO4 + 6KCN → K4[Fe(CN)6] + K2SO4(2) K4[Fe(CN)6] + Cl2 → K3[Fe(CN)6] + 2KCN(3) 4K3[Fe(CN)6] + 4KOHđặc, nóng → K4[Fe(CN)6] + O2 + 2H2O2.∆o =hc.N Aλ* Ion phức [Mn(H2O)6]3+:λ=6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23= 0,476.10-6 (m) = 476 nm.3250,5.10Ion phức [Mn(H2O)6]3+ hấp thụ màu xanh chàm nên hợp chất Mn(III) trong nước có màu vàng.* Ion phức [Rh(H2O)6]3+:λ=6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23= 0,371.10-6 (m) = 371 nm.3321,6.10Ion phức [Rh(H2O)6]3+ hấp thụ bức xạ có λ = 371 nm ngoài vùng nhìn thấy nên hợp chất Rh(III)trong nước không có màu.Câu 8:Cho 3 hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và ion Clo Cl-, có cùng thành phần 19,51% Cr;40,57% H2O và 39,92% Cl.+ Hợp chất thứ nhất có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ionCl-. Tất cả các ion này kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dung dịch.+ Hợp chất thứ 2 có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và 2 ion Cl -.Cả 2 ion này đều kết tủa cho AgCl.+ Hợp chất thứ 3 có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và ion Cl -. Ionnày cho kết tủa với AgCl.Hãy viết cấu tạo, gọi tên và vẽ cấu trúc của ion phức nêu trên.HDG:Các phức chất được xét trong chương trình phổ thông thường là phức chấ đơn nhân. Vì vậy,nếu giả thiết rằng trong phân tử của phức chất được xét chỉ có một nguyên tử Cr (M=52) thì sốnguyên tử Cl và số phân tử nước sẽ là:39,92.52- Số nguyên tử Cl (m) bằng: m = 19,51.35,5 = 2,997 ≈ 340,57.52- Số phân tử nước (n) bằng: n = 19,51.18 = 5,9969 ≈ 6Như vậy, CTPT của phức chất là CrCl3.6H2OTừ các luận cứ sau:- Cr3+ thường có 6 phối trí- Cl- và nước đều có thể đóng vai trò là phối tử để tạo phức với Cr3+- Liên kết Cr-Cl trong cầu nội của phức chất khá bền, làm cho Cl- trong cầu nội của phứcchất không phân ly thành ion tự do trong dung dịch- Các dữ kiện của đề bàiCó thể đưa ra giả thiết về thành phần của 3 phức chất như sau:(1)[Cr(H2O)6]Cl3 ; (2) [Cr(H2O)5Cl2]Cl2.H2O ; (3) [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2OKhi đó phương trình điện ly của các phức chất trong dung dịch được biểu diễn như sau:Phức chất (1): [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6]3+ + 3ClPhức chất (2): [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2ClPhức chất (3): [Cr(H2O)4Cl2]Cl → [Cr(H2O)4Cl2]+ + ClCác ion Cl- nằm ở cầu ngoại bị phân ly thành ion tự do trong dung dịch do đó tác dụng vớiAgNO3 cho kết tủa AgCl.Tên của các ion phức và cấu trúc tương ứng của chúng như sau:[Cr(H2O)6]3+Hexaaquơ Crom (III)[Cr(H2O)5Cl]2+Clopentaaquơcrom (III)[Cr(H 2O)4Cl2]+Điclotetraaquơcrom (III)Câu 91.Cho biết dạng hình học của các ion sau: [Ni(CN) 4]2-; [FeF6]3-. Hãy cho biết các ion trêncó tính thuận từ hay nghịch từ? Giải thích?2 Gọi tên và vẽ các cấu trúc lập thể cho các ion phức của coban sau: [CoCl 2(NH3)4]+ và[CoCl3(CN)3]3-.HDG1.Cấu hình electron của Ni2+ : [Ar]3d83d4s4p• Xét phức [Ni(CN)4]2- :CN- là phối tử trường mạnh, dẫn đến ion Ni2+ ở trạng thái kích thích :3d8dsp 2⇒ Ni2+ ở trạng thái lai hóa dsp2⇒ [Ni(CN)4]2- có dạng vuông phẳng và ion trung tâm Ni2+ không còn electron độc thân,do đó ion [Ni(CN)4]2- có tính nghịch từ.• Xét phức [FeF6]3- :Cấu hình electron của Fe3+: [Ar]3d5F- là phối tử trường yếu3d54s4p4d⇒ Fe3+ ở trạng thái lai hóa sp3d2⇒ [FeF6]3- có dạng bát diện đều và ion trung tâm Fe3+ còn 5 electron độc thân ⇒ có tínhthuận từ.2.- Tên của các ion phức :Điclorotetraamincoban (III) : [CoCl2(NH3)4]+Triclorotrixianocobanat (III) : [CoCl3(CN)3]3-.- Cấu trúc lập thể :ClClH3NNH3H3NNH3H3NCoH3NClCoClNH3NH3ClNCClCNCNCoClNCClCoClCNClCNBài 10.1. Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) để giải thích dạng hình học, từ tính của các phức chấtsau:[Ni(CN)4]2-, [NiCl4]2-, [Ni(CO)4]. Cho C (Z=6), N (Z=7), O (Z=8), Ni (Z=28), Cl (Z=17).2. Hòa tan 2,00 gam muối CrCl 3.6H20 vào nước, sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3 vàlọc nhanh kết tủa AgCl cân được 2,1525 gam. Cho biết muối crom nói trên tồn tại dưới dạngphức chất.a) Hãy xác định công thức của phức chất đó.b) Hãy xác định cấu trúc (trạng thái lai hóa, dạng hình học) và nêu từ tính của phức chất trên.HDG:1.Ni : 3d84s2 ; Ni2+ : 3d8Ni2+ :3d4s4pPhức [Ni (CN)4]2- : CN- là phối tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron d → tạo phứcvuông phẳng với lai hóa dsp2 . Spin thấp (S = 0 ). Nghịch từdsp2[Ni(CN)4]24s3d4pPhức [NiCl4]2- : Cl- là phối tử cho π → tạo trường yếu → không dồn ép electron d được → tạophức tứ diện với lai hóa sp3 . Spin thấp (S = 1 ). Thuận từsp3[Ni(Cl)4]24s3d4pNi : 3d84s24s3d4pPhức [Ni(CO)4] : CO là phối tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron 4s vào 3d → tạoobitan 4s,3d trống → lai hóa sp3 , phức tứ diện. Spin thấp (S = 0). Nghich từsp3[Ni(CO)4]4s3dCO4pCO CO CO2. a.n(AgCl) = (2,1525:143,5) = 0,015; n(CrCl 3 . 6H2O) = (2:266,5) = 7,5.10-3n(Cl- tạo phức) = 3(7,5.10-3) - 0,015 = 7,5.10-3Trong phân tử phức chất tỷ lệ mol Cl − : Cr3+ = (7,5.10-3) : (7,5.10-3) = 1:1Công thức của phức: [Cr(H2O)5Cl]2+b.24 Cr3+ (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3) →24 Cr3+ : [Ar] 3d33d34sAr4pCl900H 2OH2OAH 2OPhøc thuËn tõCr lai hãa sp3d2900H2OB¸t diÖn ®ÒuH2OCâu 11:Cho 3 hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và ion Clo Cl -, có cùng thành phần 19,51% Cr;40,57% H2O và 39,92% Cl.+ Hợp chất thứ nhất có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ionCl-. Tất cả các ion này kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dung dịch.+ Hợp chất thứ 2 có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và 2 ion Cl -.Cả 2 ion này đều kết tủa cho AgCl.+ Hợp chất thứ 3 có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và ion Cl -. Ionnày cho kết tủa với AgCl.Hãy viết cấu tạo, gọi tên và vẽ cấu trúc của ion phức nêu trên.HDGCác phức chất được xét trong chương trình phổ thông thường là phức chấ đơn nhân. Vìvậy, nếu giả thiết rằng trong phân tử của phức chất được xét chỉ có một nguyên tử Cr (M=52)thì số nguyên tử Cl và số phân tử nước sẽ là:39,92.52- Số nguyên tử Cl (m) bằng: m = 19,51.35,5 = 2,997 ≈ 340,57.52- Số phân tử nước (n) bằng: n = 19,51.18 = 5,9969 ≈ 6Như vậy, CTPT của phức chất là CrCl3.6H2OTừ các luận cứ sau:- Cr3+ thường có 6 phối trí- Cl- và nước đều có thể đóng vai trò là phối tử để tạo phức với Cr3+- Liên kết Cr-Cl trong cầu nội của phức chất khá bền, làm cho Cl - trong cầu nội của phứcchất không phân ly thành ion tự do trong dung dịch- Các dữ kiện của đề bàiCó thể đưa ra giả thiết về thành phần của 3 phức chất như sau:(1)[Cr(H2O)6]Cl3 ; (2) [Cr(H2O)5Cl2]Cl2.H2O ; (3) [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2OKhi đó phương trình điện ly của các phức chất trong dung dịch được biểu diễn như sau:Phức chất (1): [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6]3+ + 3ClPhức chất (2): [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2Cl-Phức chất (3): [Cr(H2O)4Cl2]Cl → [Cr(H2O)4Cl2]+ + ClCác ion Cl- nằm ở cầu ngoại bị phân ly thành ion tự do trong dung dịch do đó tác dụng vớiAgNO3 cho kết tủa AgCl.Tên của các ion phức và cấu trúc tương ứng của chúng như sau:[Cr(H2O)6]3+[Cr(H2O)5Cl]2+Hexaaquơ Crom (III)Clopentaaquơcrom (III)OH2H2OOH 2CrH2OH2OH2OOH 2H2OOH2Điclotetraaquơcrom (III)ClClOH 2CrCrOH 2[Cr(H2O)4Cl2]+H2OOH 2ClOH2OH2ClH2OOH 2CrH2OOH 2ClCâu 12:Cho biết ion phức Co(III) có cấu trúc bát diện.1. Vẽ tất cả các đồng phân của [Co(NH3)Br(en)2]2+ (en: etylenđiamin)2. Những ion phức Co(NH 3 )3+và CoF63− đựng trong những ống mẫu riêng đặt trên một cái cân.6Ở đây các ion phức được một nam châm điện vây quanh. Khi kích hoạt nam châm điện thìkhối lượng của CoF63− tăng lên còn khối lượng của Co(NH 3 )3+không bị ảnh hưởng gì. Giải6thích.Câu 13: Viết công thức dạng cis và trans của ion phức bát diện [Co(NH 4)4Cl2]+. Nhận xét về vịtrí tương đối của 2 nguyên tử Cl đối với nguyên từ Co trung tâmCâu 14: Phim đen trắng chứa lớp phủ bạc bromua trên nền là xenlulozơ axetat.1. Viết phản ứng quang hóa xảy ra khi chiếu ánh sáng vào lớp AgBr phủ trên phim.2. Trong quá trình này thì lượng AgBr không được chiếu sáng sẽ bị rửa bằng cách cho tạophức bởi dung dịch natri thiosunfat. Viết phương trình phản ứng.3. Ta có thể thu hồi bạc từ dung dịch nước thải bằng cách thêm ion xianua vào, tiếp theo làkẽm. Viết các phản ứng xảy ra.HDG:hν•1. Phản ứng: 2AgBr(r) → 2Ag (r) + Br2 /2Br2. AgBr(r) + 2Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr3. [Ag(S2O3 ) 2 ]3− + 2CN − → [Ag(CN)2 ]− + 2S2O3−2[Ag(CN) 2 ]− + Zn → [Zn(CN) 4 ]2− + 2Ag +Câu 15: Một vài tính chất của một hợp chất vô cơ chưa biết A được liệt kê dưới đây:- A là một chất rắn màu trắng hơi vàng, dễ chảy rữa và thăng hoa khi đun nóng. A có KLPTlà 266.- A phản ứng mãnh liệt với nước để cho dung dịch B.- Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và NH4Cl được thêm vào dung dịch B thì nhậnđược kết tủa keo màu trắng.