Группа IБ. Оборудование и посуда

Оборудование и посуда.

Реактивы.

· Сульфат меди CuSO₄, раствор 0,1 моль/л.

· Аммиака NH₃, раствор концентрированный.

· Раствор соли цинка (ZnCl₂ или ZnSO₄) 5%.

· Гидрокид натрия NaОH, раствор 0,05 моль/л.

· Соляная кислота HCl, раствор 1 моль/л.

· Пероксид водорода Н₂О₂, раствор 3% -ный.

· Перманганат калия KMnO₄, раствор 0,1 моль/л.

· Серная кислота H₂SO₄, раствор 1 моль/л.

· Сульфат железа (II) FeSO₄, раствор 0,05 моль/л.

· Гексацианоферрат (II) калия K₄[Fe(CN)₆], раствор 0,125 моль/л.

· Роданид калия KSCN, раствор 0,5 моль/л.

· Хлорид железа (III) FeCl₃, раствор 0,2 моль/л.

· Раствор соли Мора.

· Гексацианоферрат (III) калия K₃[Fe(CN)₆], раствор 0,2 моль/л.

· Пробирки.

· Бюретки.

· Пипетки на 10, 20, 25 мл.

· Колбы конические для титрования на 100 или 250 мл.

Опыт 1. Получение и свойства комплексной соли меди (II)

IБ группу элементов составляют Cu, Ag, Au.

На внешнем электронном слое атомов этих элементов содержится по одному s-электрону (ns¹). В образовании химических связей могут принимать участие не только ns-электроны, но и d-электроны предвнешнего слоя: (n–1)d-электроны. Конфигурация валентных уровней: Cu – 4s¹3d¹⁰, Ag – 5s¹4d¹⁰, Au – 6s¹5d¹⁰. Все три металла могут образовывать соединения со степенью окисления +1. Медь в соединениях проявляет также степень окисления +2, а золото образует устойчивые соединения со степенью окисления +3 и неустойчивые соединения со степенью окисления +1 и +2.

Из трех металлов группы IБ медь выполняет наиболее важную биологическую роль. Она является необходимым микроэлементом, относится к металлам жизни. Серебро – примесный микроэлемент. Золото – микроэлемент, не играющий роли для живых организмов.

В организме человека медь в основном концентрируется в печени, головном мозге и крови. Известно около двадцати пяти медьсодержащих белков и ферментов. В медьсодержащих ферментах медь находится в степени окисления +1. В окислительных процессах медь окисляется до +2. Большую группу медьсодержащих белков составляют оксидазы, к которым относится важнейший дыхательный фермент цитохромоксидаза. Очень важным медьсодержащим белком является церулоплазмин, который участвует в окислении железа (Fe²⁺ в Fe³⁺), при этом медь, входящая в состав белка, восстанавливается (Cu²⁺ в Cu⁺). Церулоплазмин, образуя комплекс с ионами меди, транспортирует их в органы, регулирует баланс меди в организме и обеспечивает выведение избытка меди из организма.

Медь вместе с железом участвует в кроветворении. При дефиците меди в организме нарушается обмен железом между плазмой крови и эритроцитами, что может привести к разрушению эритроцитов и развитию медьдефицитной анемии. Потребность человека в меди составляет 2–3 мг в сутки. Она полностью обеспечивается потребляемой пищей. Известна болезнь Коновалова-Вильсона, которая связана с избыточным количеством меди в организме.

В больших концентрациях растворимые соли меди токсичны. Так, например, медный купорос CuSO₄×5H₂O массой до 2 г вызывает сильное отравление с возможным смертельным исходом. Токсическое действие меди объясняется тем, что медь образует с белками нерастворимые бионеорганические хелаты, т.е. свертывает белки. Ионы меди, имея высокое сродство к сере, образуют прочную связь с группой –SH белков, что приводит к инактивации ферментов.

Медь (I) и медь (II) образуют также неорганические комплексные соединения. Координационное число меди (I) равно 2, а меди (II) равно 4 и 6. Например, гидроксид меди (II) растворяется в аммиаке, образуя комплекс, окрашивающий раствор в синий цвет (координационное число меди в этом комплексе равно 6):

Cu(OH)₂ + 4NH₃ + 2H₂O = [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂](OH)₂.

Эта реакция используется для открытия (обнаружения) ионов двухвалентной меди.

Выполнение опыта

Налейте в пробирку 1 мл раствора CuSO₄ и добавляйте к нему по каплям концентрированный раствор аммиака до полного растворения выпадающего вначале осадка основной соли (CuOH)₂SO₄. Отметьте цвет осадка и цвет образовавшегося потом раствора. Напишите уравнения реакций в молекулярной и ионной форме, считая, что медь проявляет в полученной комплексной соли координационное число 4. Составьте уравнение электролитической диссоциации образовавшейся комплексной соли и напишите выражение константы нестойкости комплексного иона. Докажите опытным путём, что в растворе этой соли имеются сульфат-ионы.

Ответьте на вопросы. В состав какого иона входят атомы меди? Каков цвет раствора, содержащего образовавшийся ион?

Дата добавления: 2014-12-29