príprava koordinačných zlúčenín II

Protokol č.6

Téma: Príprava koordinačných zlúčenín

Úlohy: Príprava tetraacetáto-diakva-dichromnatého komplexu

Príprava monohydrátu síranu tetraamminmeďnatého

Cieľ práce: Chrómnaté zlúčeniny sa môžu oxidovať na chrómité dikyslíkom i
oxóniovými katiónmi. Oxidácia v roztoku katiónmi H3O"1" prebieha pomaly,
dikyslíkom rýchlo. Preto sa musia roztoky chrómnatých zlúčenín uchovávať v inertnej
atmosfére. Aj tak sa postupne rozkladajú rôznou rýchlosťou a to v závislosti od
koncentrácie oxóniových katiónov a redoxných vlastností prítomných aniónov.
Chrómnaté zlúčeniny sa najjednoduchšie pripravujú redukciou chromitých zlúčenín
vodíkom, ktorý vzniká redukciou zinku v kyslom vodnom roztoku

Zn(s) + 2H

3O

+

(aq) + 2 H

20(1) → [Zn(H20)4]

2+

(aq) + H

2(g) (2)

2 [Cr(H

20)6]

3+

(aq) + H

2(g)+ 2H20(l) → 2 [Cr(H2O)6]

2+

(aq) + 2 H

3O

+

(aq) (3)

Ak sa reakciou (2) pripraví vodík v nadbytku, potom súčasne vytvára nad roztokom
inertnú atmosféru a tým zabraňuje oxidácii Cr11 v roztoku vzdušným kyslíkom.
Z vodných roztokov chrómnatých zlúčenín možno izolovať väčší počet
kxyštalohydrátov chrómnatých solí. Vodné roztoky chrómnatých solí, ako aj tuhé
hydráty chrómnatých solí silných kyselín, sú obyčajne modro sfarbené. Bezvodé soli
a hydráty solí slabých kyselín majú rôzne sfarbenie.
Z vodného roztoku chromitej soli možno redukciou vodíkom, ktorý vzniká redukciou
zinku v kyslom prostredí pripraviť tetraacetáto-diaquadichromnatý komplex, ktorý sa
pre svoju stálosť často používa ako východisková látka na prípravu iných
chrómnatých zlúčenín. Možno ho pripraviť dvojstupňovou reakciou. V prvom stupni
sa v kyslom prostredí zredukuje chlorid chromitý vodíkom na chlorid chrómnatý, čo
možno zapísať na základe rovníc (2) a (3) takto

2 [Cr(H

2O)6]Cl3(aq) + Zn(s) → 2 [Cr(H2O)6]Cl2(aq) + ZnCl2(aq) (4)

V druhom stupni reaguje hexaaquachrómnatý katión v kyslom roztoku s nadbytkom
octanu sodného v nasýtenom vodnom roztoku. Zo sústavy sa pritom vylučuje
tehlovočervený tetraacetáto-diaquadichromnatý komplex

2[Cr(H2O)

6]Ch(aq) + 4NaCH5COO(aq) → [Cr2(CH3COO)4(H2O)2](s) + 4NaCl(aq) +

10 H

2O(l) (5)

Monohydrát síranu tetraamminmeďnatého pripravíme reakciou:
CuSO

4(aq) + 4NH4OH(aq) → [Cu(NH3)4]SO4 -H2O(s) + 3H2O(l)

Jaroslav Mandzák

1.CHb 02

15.04.2008

Nákres aparatúry:

Postup práce:
príprava

tetraacetáto-diakva-dichromnatého komplexu

1. Zostavíme jednoduchú aparatúru podľa obrázka.
2. Malú varnú banku uzatvoríme gumovou zátkou s troma otvormi, do ktorých

vopred zasunieme oddeľovací lievik a dve sklené rúrky ohnuté do pravého
uhla. Kratšia rúrka, ktorá slúži na odvod vodíka z priestoru nad reakčnou
zmesou, sa napojí cez hadičku opatrenú tlačkou T

1 na ďalšiu rovnú sklenenú

rúrku s jedným koncom vytiahnutým do kapiláry. Zúžený koniec rúrky
ponoríme aspoň 1 cm pod hladinu vody v kadičke. Druhá ohnutá rúrka musí
byť taká dlhá, aby po zasunutí cez gumovú zátku bol jej koniec ponorený v
reakčnej zmesi tesne nad vrstvou stružliniek zinku. Aj túto druhú ohnutú rúrku
spojíme cez kratšiu hadičku opatrenú tlačkou T

2 na ďalšiu rovnú sklenenú

rúrku. Jej koniec musí dosiahnuť až na dno malej Erlenmayerovej banky.

3. Do banky dáme 7 g zinku a roztok chloridu chromitého pripravený

rozpustením 7,5 g CrCl

3.6H20 v 25 cm vopred prevarenej vody. Takúto vodu,

zbavenú väčšej časti rozpusteného kyslíka, používame aj pri ostatných
operáciách v celom postupe. Uzavrieme tlačku T

2 a cez oddeľovací lievik

pomaly pridávame 13 cm koncentrovanej kyseliny' chlorovodíkovej kým roztok
nad nezreagovaným zinkom nebude číry a nebude mať jasnomodré sfarbenie.
Kyselina sa nesmie pridávať príliš rýchlo, lebo by mohlo dôjsť k značnému
speneniu roztoku a k jeho úniku cez druhú otvorenú rúrku do vodného
uzáveru. V priebehu redukcie chloridu chromitého, ktorá trvá asi jednu hodinu,
občasným potrasením celej aparatúry premiešame reakčnú zmes.

4. Medzitým si pripravíme zmes nasýteného roztoku octanu sodného a tuhého

octanu sodného a to zmiešaním 45 g jemne rozotretého trihydrátu octanu
sodného v 40 cm3 vody a prelejeme ju do Erlenmeyerovej banky. Pokial sa

ešte vodík intenzívne vyvíja, uzavrieme tlačkou T

1 odvod vodíka a naopak

otvoríme druhú tlačku T

2. V priebehu pretláčania roztoku chloridu

chrómnatého je potrebné, aby sklenená rúrka bola ponorená do zmesi octanu
sodného. Pritom dochádza ihneď k tvorbe tehlovočervenej kryštalickej látky.
Po takmer úplnom vytlačení roztoku chloridu chrómnatého nad
nezreagovaným zinkom ihneď uzavrieme Erlenmeyerovu banku a chladíme ju
asi 15 minút za miešania pod tečúcou studenou vodou.

Príprava monohydrátu síranu tetraamminmeďnatého
5 g CuSO4 . 5 H2O rozpustíme v 25 ml vody. Po rozpustení modrej skalice pridáme k
roztoku 15-20 ml 25 % vodného roztoku NH3 (v digestore), kým sa všetok vznikajúci
medziprodukt zásaditého síranu meďnatého nerozpustí (teoretický výpočet použitého
množstva 25 % vodného roztoku NH

3 je nižší). Vzniknutý fialový roztok necháme

krátko (5 -10 minút) postáť. Potom pridáme 15 - 20 ml etylalkoholu a necháme chvíľu
stáť, aby sa lepšie vytvorili kryštály [Cu(NH3)4SO4 . H2O, ktoré odsajeme na
Buchnerovom lieviku a necháme voľne vysušiť alebo v sušiarni pri teplote do 50 °C
(pri teplote nad 60 °C dochádza k postupnému uvoľňovaniu NH3 a H?0 zo
zlúčeniny).

Namerané hodnoty:

hmotnosť pripraveného tetraacetáto-diakva-dichromnatého komplexu: m = 2,470 g
hmotnosť pripraveného monohydrátu sííranu tetraamminmeďnatého: m = 4,201 g

Výpočet výsledných hodnôt:

mCrCl

3 . 6 H 2 O =7,5 g

=

mCrCl

3 .6 H 2 O 

M CrCl3 .6 H 2 O. 

=

0,01407 mol

m[Cr2 CH 3COO4  H 2O2]=. . M =0,01407 mol .1 .196,0428 g . mol

−

1=2,758 g

mCuSO4 . 5 H 2 O=5 g

=

mCuSO

4 . 5 H 2 O 

M CuSO

4 .5 H 2 O  .

=

0,0200 mol

m [Cu  NH

3 4 ] SO 4⋅H 2 O = .  . M =4,914 g

Relatívna výťažnosť :

RV [Cr

2 CH 3 COO 4  H 2 O 2 ]=

2,470 g
2,758 g

=

0,895=89,5 

RV [Cu NH 34] SO4⋅H 2 O=

4,201 g
4,914 g

=

0,8549=85,49 

Záver: Pripravili sme tetraacetáto-diakva-dichromnatý komplex. Jeho relatívna
výťažnosť bola 89,5 %.
Pripravili sme monohydrát síranu tetraamminmeďnatého. Jeho relatívna výťažnosť
bola 85,49 %.