Файл: Курсоваяработ а по неорганической химии комплексные и двойные соли никеля студент Сухарева Ксения курс i группа 13101.doc
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 852
Скачиваний: 16
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«БУРЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТим. Доржи Банзарова»ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТК У Р С О В А Я Р А Б О Т Апо неорганической химииКОМПЛЕКСНЫЕ И ДВОЙНЫЕ СОЛИ НИКЕЛЯСТУДЕНТ: Сухарева КсенияКУРС I ГРУППА 13101РУКОВОДИТЕЛЬ: к.х.н., доц.БАЛСАНОВА Л.В.Улан-Удэ2021
Введение 3
Уже с XVII в. рудокопам Саксонии (Германия) была известна руда, которая по внешнему виду напоминала медные руды, но меди при выплавке не давала. Ее называли купферникель (нем. Kupfer - медь, а Nickel - имя гнома, подсовывавшего горнякам вместо медной руды пустую породу). Как оказалось впоследствии, купферникель - соединения никеля и мышьяка, NiAs. История открытия никеля растянулась почти на полвека. Первым вывод о присутствии в купферникеле нового «полуметалла» (то есть, по тогдашней терминологии, простого вещества, промежуточного по свойствам между металлами и неметаллами) сделал шведский металлург А.Ф. Кронстедт в 1751 году. Однако более двадцати лет, это открытие оспаривалось и господствовала точка зрения, что Кронстедт получил не новое простое вещество, а какое-то соединение с серой то ли железа, то ли висмута, то ли кобальта, то ли какого-то другого металла. Только в 1775 г., через 10 лет после смерти Кронстедта, швед Т. Бергман выполнил исследования, позволявшие заключить, что никель - это простое вещество. Но окончательно никель как элемент утвердился только в начале 19-го века, в 1804 году, после скрупулезных исследований немецкого химика И. Рихтера, который для очистки провел 32 перекристаллизации никелевого купороса (сульфата никеля) и в результате восстановления получил чистый металл. 3
Никель (Ni) (Niccolum) - химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность никеля составляет 8,902 г/см3, температура плавления tпл. = 1453°С, температура кипения tкип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358°C. На воздухе компактный никель стабилен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления. 4
Имеет гранецентрированную кубическую решетку с периодом a=0,35238 нм, пространственная группа Fm3m. Эта кристаллическая структура устойчива к давлению, по меньшей мере 70 ГПа. При обычных условиях никель существует в виде b-модификации, имеющей гранецентрированную кубическую решётку (a=3,5236 нм). Но никель, подвергнутый катодному распылению в атмосфере H2, образует a-модификацию, имеющую гексагональную решётку плотнейшей упаковки (а=2,65 нм, с=4,32 нм), которая при нагревании выше 200°С переходит в кубическую. 4
5
Глава 2. Теоретическая часть 7
1 . Комплексные соединения никеля. 7
2.1.1.Соединения одновалентного никеля Ni (I) 7
2.1.2.Соединения двухвалентного никеля Ni (II) 7
2.1.3.Соединения трехвалентного никеля Ni (III) 10
2.1.4.Соединения четырехвалентного никеля Ni (IV) 10
2.2 Двойные соли - это те же комплексные соединения, но с очень малостойкой внутренней координационной сферой и обозначают перечислением формул простых солей, разделяя их точкой. 11
Глава 3. Практическая часть 14
2 Синтез №1. Получение гексагидрата сульфата аммония и никеля (аналог соли Мора) 14
3 Синтез №2. Получение иодид гексаамминникеля(II) 15
4 Синтез №3. Получение бис(диметилглиоксимат) никеля(II) 16
Заключение. 17
Атомы никеля имеют внешнюю электронную конфигурацию 3d84s2. Наиболее устойчивым для никеля является состояние окисления Ni +2. Никель образует соединения со степенью окисления +2 и +3. Известно ограниченное число соединений одно-, трех- и четырехвалентного никеля и много соединений двухвалентного никеля. Большинство соединений одно-, трех- и четырехвалентного никеля являются координационными. Соединения никеля (I) неустойчивы и обладают восстановительными свойствами, в то время как соединения никеля (III) и (IV) проявляют окислительный характер. Для соединений никеля +2 известно большое количество обычных и комплексных соединений. Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью — устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Химическая стойкость обусловлена его склонностью к пассивированию — образованию на его поверхности плотной оксидной плёнки, обладающей защитным действием. Никель активно растворяется в азотной кислоте.У элементов триады железа ярко проявляется способность d-элементов образовывать комплексные соединения, за счет незаконченности d-подуровня и наличия близких по энергии вакантных ns- и np-подуровней.Цель работы: изучение комплексных и двойных солей никеля.Задачи:1. Исследовать литературу по теме: «Комплексные и двойные соединения никеля»;2. Провести синтез комплексных соединений на примере гексагидрата сульфата аммония и никеля (NH4)2Ni(SO4)2, иодид гексаамминникеля (II) [Ni(NH3)6]I2, бис (диметилглиоксимат) никеля (II) Ni[N2(OH)2C2(CH3)2];
3] — красный, K2[Ni(CN)3] - красный, K2[Ni(NO)(CN)3] - красный, [Ni(NO)SC2H2] — красный, [Ni(NO)SC6H5] - красный, K2[Ni(CO)(CN)3] — желтый, K3[Ni(NO)(S2O3)2] •2 Н2O — сине-зеленый.
Известны многочисленные хелатные соединения никеля (II) с ацетилацетоном, этилендиамином, с метоксибензойной, амино-3-нафтойной, нитрилтриуксусной и этилендиаминтетрауксусной кислотами, с изонитрозобензоилацетоном, изонитрозоацетофеноном и др. К частным представителям относится хлорид гексаамминникеля (II).Хлорид гексаамминникеля(II) [Ni(NH3)6]Cl2 – светло – желтый или светло – голубой гигроскопичный порошок, на воздухе частично разлагается. Растворяется уже в холодной воде. Термическая устойчивость образующегося комплексного аммиаката очень велика. Водой разлагается с выделением гидроокиси.[Ni(NH3)6]Cl2+2H2O = Ni(OH)2 ↓ + 2NH4Cl + 4NH3
Большинство комплексных соединений никеля (II) имеют координационные числа шесть или четыре, например :тетрааммины [Ni(NH3)4]X2-n H2O (где X= I-, NO3-, CN-), тетрааквосоли [Ni(H2O)4]X2 (где X= CN-, СН3СОО-) , гексааммины [Ni(NH3)6]X2 (где X= Cl-, Br-, I-), диаквотетрааммины [Ni(NH3)4(H2O)2]X2.Диметилглиоксим/диметилглиоксимат никеляХарактерна реакция ионов Ni2+ с диметилглиоксимом (C4H8O2N2), приводящая к образованию внутрикомплексного соединения розово-красного диметилглиоксимата никеля, что мало растворимо в воде. Диметилглиоксимат никеля Ni(C4H6N2O2)2, плохо растворимый в воде комплекс Ni (II), дополнительно стабилизированный за счёт внутримолекулярных водородных связей, дающий чёткую красную окраску в кислой среде, используется в аналитической химии как качественная реакция на ионы никеля (II)
Оглавление
Введение 3
Уже с XVII в. рудокопам Саксонии (Германия) была известна руда, которая по внешнему виду напоминала медные руды, но меди при выплавке не давала. Ее называли купферникель (нем. Kupfer - медь, а Nickel - имя гнома, подсовывавшего горнякам вместо медной руды пустую породу). Как оказалось впоследствии, купферникель - соединения никеля и мышьяка, NiAs. История открытия никеля растянулась почти на полвека. Первым вывод о присутствии в купферникеле нового «полуметалла» (то есть, по тогдашней терминологии, простого вещества, промежуточного по свойствам между металлами и неметаллами) сделал шведский металлург А.Ф. Кронстедт в 1751 году. Однако более двадцати лет, это открытие оспаривалось и господствовала точка зрения, что Кронстедт получил не новое простое вещество, а какое-то соединение с серой то ли железа, то ли висмута, то ли кобальта, то ли какого-то другого металла. Только в 1775 г., через 10 лет после смерти Кронстедта, швед Т. Бергман выполнил исследования, позволявшие заключить, что никель - это простое вещество. Но окончательно никель как элемент утвердился только в начале 19-го века, в 1804 году, после скрупулезных исследований немецкого химика И. Рихтера, который для очистки провел 32 перекристаллизации никелевого купороса (сульфата никеля) и в результате восстановления получил чистый металл. 3
Никель (Ni) (Niccolum) - химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность никеля составляет 8,902 г/см3, температура плавления tпл. = 1453°С, температура кипения tкип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358°C. На воздухе компактный никель стабилен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления. 4
Имеет гранецентрированную кубическую решетку с периодом a=0,35238 нм, пространственная группа Fm3m. Эта кристаллическая структура устойчива к давлению, по меньшей мере 70 ГПа. При обычных условиях никель существует в виде b-модификации, имеющей гранецентрированную кубическую решётку (a=3,5236 нм). Но никель, подвергнутый катодному распылению в атмосфере H2, образует a-модификацию, имеющую гексагональную решётку плотнейшей упаковки (а=2,65 нм, с=4,32 нм), которая при нагревании выше 200°С переходит в кубическую. 4
5
Глава 2. Теоретическая часть 7
1 . Комплексные соединения никеля. 7
2.1.1.Соединения одновалентного никеля Ni (I) 7
2.1.2.Соединения двухвалентного никеля Ni (II) 7
2.1.3.Соединения трехвалентного никеля Ni (III) 10
2.1.4.Соединения четырехвалентного никеля Ni (IV) 10
2.2 Двойные соли - это те же комплексные соединения, но с очень малостойкой внутренней координационной сферой и обозначают перечислением формул простых солей, разделяя их точкой. 11
Глава 3. Практическая часть 14
2 Синтез №1. Получение гексагидрата сульфата аммония и никеля (аналог соли Мора) 14
3 Синтез №2. Получение иодид гексаамминникеля(II) 15
4 Синтез №3. Получение бис(диметилглиоксимат) никеля(II) 16
Заключение. 17
Введение
Уже с XVII в. рудокопам Саксонии (Германия) была известна руда, которая по внешнему виду напоминала медные руды, но меди при выплавке не давала. Ее называли купферникель (нем. Kupfer - медь, а Nickel - имя гнома, подсовывавшего горнякам вместо медной руды пустую породу). Как оказалось впоследствии, купферникель - соединения никеля и мышьяка, NiAs. История открытия никеля растянулась почти на полвека. Первым вывод о присутствии в купферникеле нового «полуметалла» (то есть, по тогдашней терминологии, простого вещества, промежуточного по свойствам между металлами и неметаллами) сделал шведский металлург А.Ф. Кронстедт в 1751 году. Однако более двадцати лет, это открытие оспаривалось и господствовала точка зрения, что Кронстедт получил не новое простое вещество, а какое-то соединение с серой то ли железа, то ли висмута, то ли кобальта, то ли какого-то другого металла. Только в 1775 г., через 10 лет после смерти Кронстедта, швед Т. Бергман выполнил исследования, позволявшие заключить, что никель - это простое вещество. Но окончательно никель как элемент утвердился только в начале 19-го века, в 1804 году, после скрупулезных исследований немецкого химика И. Рихтера, который для очистки провел 32 перекристаллизации никелевого купороса (сульфата никеля) и в результате восстановления получил чистый металл.Никель (Ni) (Niccolum) - химический элемент с атомным номером 28 в периодической системе, ковкий и пластичный металл. Имеет серебристый цвет с желтоватым оттенком, хорошо полируется, притягивается магнитом. Плотность никеля составляет 8,902 г/см3, температура плавления tпл. = 1453°С, температура кипения tкип. = 2730-2915°С, данный металл является ферромагнетиком, точка Кюри около 358°C. На воздухе компактный никель стабилен. Поверхность никеля покрыта тонкой пленкой оксида NiO, которая прочно предохраняет металл от дальнейшего окисления. Имеет гранецентрированную кубическую решетку с периодом a=0,35238 нм, пространственная группа Fm3m. Эта кристаллическая структура устойчива к давлению, по меньшей мере 70 ГПа. При обычных условиях никель существует в виде b-модификации, имеющей гранецентрированную кубическую решётку (a=3,5236 нм). Но никель, подвергнутый катодному распылению в атмосфере H2, образует a-модификацию, имеющую гексагональную решётку плотнейшей упаковки (а=2,65 нм, с=4,32 нм), которая при нагревании выше 200°С переходит в кубическую.Атомы никеля имеют внешнюю электронную конфигурацию 3d84s2. Наиболее устойчивым для никеля является состояние окисления Ni +2. Никель образует соединения со степенью окисления +2 и +3. Известно ограниченное число соединений одно-, трех- и четырехвалентного никеля и много соединений двухвалентного никеля. Большинство соединений одно-, трех- и четырехвалентного никеля являются координационными. Соединения никеля (I) неустойчивы и обладают восстановительными свойствами, в то время как соединения никеля (III) и (IV) проявляют окислительный характер. Для соединений никеля +2 известно большое количество обычных и комплексных соединений. Никель характеризуется высокой коррозионной стойкостью — устойчив на воздухе, в воде, в щелочах, в ряде кислот. Химическая стойкость обусловлена его склонностью к пассивированию — образованию на его поверхности плотной оксидной плёнки, обладающей защитным действием. Никель активно растворяется в азотной кислоте.У элементов триады железа ярко проявляется способность d-элементов образовывать комплексные соединения, за счет незаконченности d-подуровня и наличия близких по энергии вакантных ns- и np-подуровней.Цель работы: изучение комплексных и двойных солей никеля.Задачи:1. Исследовать литературу по теме: «Комплексные и двойные соединения никеля»;2. Провести синтез комплексных соединений на примере гексагидрата сульфата аммония и никеля (NH4)2Ni(SO4)2, иодид гексаамминникеля (II) [Ni(NH3)6]I2, бис (диметилглиоксимат) никеля (II) Ni[N2(OH)2C2(CH3)2];
Глава 2. Теоретическая часть
1. Комплексные соединения никеля.
Никель образует комплексы с тетраэдрической и с плоской квадратной структурой. Например, комплекс тетрахлороникелат (II) [NiCl4]2- имеет тетраэдрическую структуру, а комплекс тетрацианоникелат(II) [Ni(CN)4]2-имеет плоскую квадратную структуру.-
Соединения одновалентного никеля Ni (I)
3] — красный, K2[Ni(CN)3] - красный, K2[Ni(NO)(CN)3] - красный, [Ni(NO)SC2H2] — красный, [Ni(NO)SC6H5] - красный, K2[Ni(CO)(CN)3] — желтый, K3[Ni(NO)(S2O3)2] •2 Н2O — сине-зеленый.
-
Соединения двухвалентного никеля Ni (II)
-
2C9H7NO + [Ni(H2O)6]SO4 = [Ni(C9H6NO)2] •2 H2O ↓ + H2SO4
Известны многочисленные хелатные соединения никеля (II) с ацетилацетоном, этилендиамином, с метоксибензойной, амино-3-нафтойной, нитрилтриуксусной и этилендиаминтетрауксусной кислотами, с изонитрозобензоилацетоном, изонитрозоацетофеноном и др. К частным представителям относится хлорид гексаамминникеля (II).Хлорид гексаамминникеля(II) [Ni(NH3)6]Cl2 – светло – желтый или светло – голубой гигроскопичный порошок, на воздухе частично разлагается. Растворяется уже в холодной воде. Термическая устойчивость образующегося комплексного аммиаката очень велика. Водой разлагается с выделением гидроокиси.[Ni(NH3)6]Cl2+2H2O = Ni(OH)2 ↓ + 2NH4Cl + 4NH3
Большинство комплексных соединений никеля (II) имеют координационные числа шесть или четыре, например :тетрааммины [Ni(NH3)4]X2-n H2O (где X= I-, NO3-, CN-), тетрааквосоли [Ni(H2O)4]X2 (где X= CN-, СН3СОО-) , гексааммины [Ni(NH3)6]X2 (где X= Cl-, Br-, I-), диаквотетрааммины [Ni(NH3)4(H2O)2]X2.Диметилглиоксим/диметилглиоксимат никеляХарактерна реакция ионов Ni2+ с диметилглиоксимом (C4H8O2N2), приводящая к образованию внутрикомплексного соединения розово-красного диметилглиоксимата никеля, что мало растворимо в воде. Диметилглиоксимат никеля Ni(C4H6N2O2)2, плохо растворимый в воде комплекс Ni (II), дополнительно стабилизированный за счёт внутримолекулярных водородных связей, дающий чёткую красную окраску в кислой среде, используется в аналитической химии как качественная реакция на ионы никеля (II)-
Соединения трехвалентного никеля Ni (III)