Файл: Курсоваяработ а по неорганической химии комплексные и двойные соли никеля студент Сухарева Ксения курс i группа 13101.doc

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БУРЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Доржи Банзарова»

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

К У Р С О В А Я Р А Б О Т А

по неорганической химии

КОМПЛЕКСНЫЕ И ДВОЙНЫЕ СОЛИ НИКЕЛЯ

СТУДЕНТ: Сухарева Ксения

КУРС I ГРУППА 13101

РУКОВОДИТЕЛЬ: к.х.н., доц.

БАЛСАНОВА Л.В.

Улан-Удэ

2021

Оглавление

---

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 t_пл. = 1453°С, температура кипения t_кип. = 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.

1. Соединения одновалентного никеля Ni (I)

Известно ограниченное число соединений одновалентного никеля, при этом большинство из них неустойчивы, легко выветриваются на воздухе; соединения окрашены в желтый, красный, зеленый и синий цвета, получаются восстановлением соединений никеля(II). Примеры соединений никеля(I): K₂[NiCl₃] — красный, Na₂[Ni(CN)

---

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.

2. Соединения двухвалентного никеля Ni (II)

Образуемые двухвалентным катионом Ni²⁺ соли сильных кислот почти все хорошо растворимы в воде, причем растворы их в следствие гидролиза показывают слабокислую реакцию. К труднорастворимым относятся соли сравнительно слабых кислот, в частности производные анионов CO₃^2- и PO₄^3-. Гидратированный ион Ni будет окрашен в ярко – зеленый цвет. Та же окраска характерна для образованных им кристаллогидратов солей. Напротив, в безводном состоянии отдельные комплексные соли окрашены различно, причем цвета их не всегда совпадают с собственной окраской Ni²⁺ (желтый), а зависят также от природы аниона.

Катион с данной валентностью (Ni²⁺) с аммиаком образует гексаамминовый комплекс [Ni(NH₃)₆]²⁺ и диакватетраамминовый комплекс [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺. Эти комплексы с анионами образуют синие или фиолетовые соединения.

Водные растворы солей никеля (II) содержат ион гексаакваникеля (II) [Ni(H₂О)₆]²⁺. При добавлении к раствору, содержащему эти ионы, аммиачного раствора происходит осаждение гидроксида никеля (II), зелёного желатинообразного вещества. Этот осадок растворяется при добавлении избыточного количества аммиака вследствие образования ионов гексаамминникеля (II) [Ni(NH₃)₆]²⁺.

Катион Ni²⁺ (соответственно [Ni(H₂О)₆]²⁺) образует интенсивно окрашенные хелатные соединения типа не электролитов с многочисленными органическими соединениями, содержащими оксимную группу = N — ОН, например с:

диметилглиоксимом HON = С(СН₃)-С(СН₃) = NOH,

дифенилглиоксимом HON = С(С₆H₅) •С(С₆H₅) = NOH,

диацетилмоноксимом СН₂ -СО -C(NOH) –СН₃,

о-циклогександиоксимом

Н₂C — СН₂ — С = NOH

H₂C — СН₂ — С = NOH
При действии оксина на растворы солей никеля (II) при рН = 4,3—14,6 образуется зеленый осадок оксината никеля [Ni(C₉H₆ON)₂]*2 Н₂O, который дегидратируется при 123° и безводная соль которого устойчива при 219—340°. Если раствор какой-либо соли никеля в 1 н. НСl обработать l-цистином, а затем добавить аммиак, то выпадает хелатное соединение.

1. 
   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^-, NO^3-, 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 никеля
Характерна 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)

3. Соединения трехвалентного никеля Ni (III)

Очень малочисленны, так как неустойчивы. Проявляют окислительные свойства и образуются при энергичном окислении некоторых соединений никеля(II). Представителем их будет ацетат

---