Методические рекомендации к практическому занятию «Комплексные соединения»


Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Фармацевтический колледж
Специальность 33.02.01 ‒ Фармация
Квалификация Фармацевт
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ № 3
Тема: «КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ»
Составитель: Ростовцева Л.В.
преподаватель химии высшей квалификационной категории
Красноярск
2015

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 3
Тема занятия «Комплексные соединения»
Значение темы
Изучение комплексных соединений – одна из интереснейших областей химии.
Комплексные соединения в живых организмах выполняют специфические функции в обмене веществ. Огромна роль природных комплексных соединений в процессах фотосинтеза, биологического окисления, дыхания и ферментативном катализе. Например, хлорофилл, ответственный за фотосинтез в растениях, является комплексным соединением магния, а гемоглобин, снабжающий кислородом клетки животных организмов, - комплексом железа, где ион железа Fe2+ - комплексообразователь, а лиганды – четыре кольца пиррола, имеющие боковые цепи. Витамин В12 – это комплексное соединение кобальта.
Комплексные соединения используются в аналитической и фармацевтической химии, в медицине, в технике, в химической промышленности. Например, в аналитической и фармацевтической химии для качественного обнаружения ионов Fe2+ и ионов Fe3+ используются соединения K3[Fe(CN)6] и K4[Fe(CN)6].
Комплексные соединения применяют в комплексонометрии - разделе количественного анализа, с помощью этого метода определяют: жесткость воды, тяжелые металлы в фармацевтических препаратах и лекарственном растительном сырье, кальций в плазме крови и др.
Комплексы золота и платины используют для диагностики и лечения некоторых видов злокачественных опухолей.
Цели обучения
Общая цель:
Студент должен овладеть общими компетенциями:
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
Студент должен овладеть профессиональными компетенциями
ПК 1.6. Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.
ПК 2.3. Владеть обязательными видами внутриаптечного контроля лекарственных средств.
Учебная цель:
Сформировать у обучающихся знания о комплексных соединениях, особенностях их строения, классификации, номенклатуре, способах получения и свойствах.
Сформировать умения:
составлять формулы комплексных соединений по названию;
давать названия комплексным соединениям;
составлять уравнения первичной диссоциации комплексных соединений;
проводить химические реакции получения комплексных соединений катионного и анионного типа и реакций обмена с участием комплексных соединений.
Метод обучения: репродуктивно-побуждающий, частично-поисковый
Тип занятия: закрепление знаний и формирование умений
Место проведения практического занятия: учебная комната
Оснащение занятия: методические рекомендации к практическому занятию, дидактический материал.
НА ОДНО РАБОЧЕЕ МЕСТО
Посуда и оборудование: штатив с пробирками, стеклянная трубочка.
Реактивы: р-ры CuSO4, NaOH, NH4OH, AgNO3, KI, Hg(NO3)2, FeCl3, FeSO4, K3[Fe(CN)6], K4[Fe(CN)6], ZnSO4
Схема хронокарты практического занятия
№№ п/п Этапы
практического занятия Продолжительность (мин) Содержание этапа и оснащенность
Организационный 2 Проверка посещаемости и внешнего вида обучающихся.
Формулировка темы и цели 3 Преподавателем объявляется тема и ее актуальность, цели занятия.
Контроль исходного уровня знаний 20 Устный опрос.
Методические указания для самостоятельной работы студентов 10 Раскрыть этапы выполнения самостоятельной работы.
Инструктаж по технике безопасности.
Самостоятельная работа обучающихся (текущий контроль)
120 1. Выполнение упражнений по составлению формул, номенклатуре, способам получения и химическим свойствам комплексных соединений;
2. Выполнение лабораторной работы «Получение и свойства комплексных соединений»
Итоговый контроль знаний 20 Тестирование
Подведение итогов 3 Подводится итог занятия. Выставляются отметки.
7 Задание на дом 2 Бабков, А. В. Общая и неорганическая химия : учеб. для мед. училищ и колледжей / А. В. Бабков, Т. И. Барабанова, В. А. Попков. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2013, гл. 4, § 4.1 – 4.4
Самостоятельная внеаудиторная работа
Строение и номенклатура комплексных соединений, осуществление генетических схем превращений с участием комплексных соединений.
Всего: 180 Краткое содержание темы.
Комплексными соединениями называются определённые химические соединения, образованные сочетанием отдельных компонентов и представляющие собой сложные ионы или молекулы, способные существовать как в кристаллическом, так и в растворённом состоянии.
Важнейшие лиганды:
Анионы:
I- - иодо, Cl- - хлоро, Br- - бромо, OH- - гидроксо, CN- - циано, NO-2 – нитро, амидо - NH2-, SO42- - сульфато, тиосульфато - S2O32-, тиоцианато – SCN- карбонато - CO32-, оксалато - C2O42-
Нейтральные молекулы:
NH03 – аммин, H2O0 – аква, СО0 – карбонил, NO -нитрозо
Заряд
центрального
иона +1 → 2 Координационные числа (выделены наиболее характерные)
+2 → 4, 6 +3 → 6,4 +4 → 8, 6 Координационные числа некоторых комплексообразователей

Номенклатура комплексных солей
Соль содержит комплексный катион
Называют анион соли (сульфат, фосфат, хлорид и т.д.)
Называют входящие во внутреннюю сферу лиганды-анионы с окончанием на «о» (ОН- - гидроксо, Сl- - хлоро, NO2- - нитро и т.д.). После этого называют лиганды, представляющие собой нейтральные молекулы (NН3 – аммин, Н2О – аква). Если одинаковых лигандов во внутренней сфере больше одного, то их количество указывают греческими числительными (2 - ди, 3 – три, 4 – тетра, 5- пента, 6- гекса и т. д.)
Называют центральный ион – комплексообразователь в русской транскрипции в родительном падеже. Если центральный атом имеет переменную валентность, её указывают римской цифрой в скобках после названия комплексообразователя.
Соль содержит комплексный анион
Называют входящие во внутреннюю сферу лиганды-анионы с окончанием на «о» (ОН- - гидроксо, Сl- - хлоро, NO2- - нитро и т.д.). После этого называют лиганды, представляющие собой нейтральные молекулы (NН3 – аммин, Н2О – акво). Если одинаковых лигандов во внутренней сфере больше одного, то их количество указывают греческими числительными (2 - ди, 3 – три, 4 – тетра, 5- пента, 6- гекса и т. д.)
Называют центральный ион – комплексообразователь в латинской транскрипции с прибавлением суффикса – «ат»
(Fe –феррат, Cu – купрат, Ag – аргентат, Zn – цинкат, Hg – меркурат,Co – кобальтат, Cr – хромат и т.д.)
Если центральный атом имеет переменную валентность, её указывают римской цифрой в скобках после названия комплексообразователя.
Называют катион внешней сферы русским названием в родительном падеже.
Контроль исходного уровня:
Какие соединения называются комплексными?
Что такое ион-комплексообразователь? У каких ионов наиболее выражена склонность к комплекообразованию? Приведите примеры.
Что такое лиганды? Назовите важнейшие лиганды.
Что такое координационное число? Приведите примеры.
Как определить заряд комплексного иона? Приведите примеры.
Как определить заряд иона-комплексообразователя? Приведите примеры.
Объясните природу химической связи в комплексных соединениях.
Как классифицируются комплексные соединения? Приведите примеры.
Самостоятельная работа студентов
Дайте название и разберите строение следующих комплексных соединений: K3[Co(NO2)6], [Co(NH3)5Cl]Cl2, K[Ag(CN)2], Zn2[Fe(CN)6], [Сr(H2O)6]Cl3, Ca[Hg(CN)4], Na2[Zn(OH)4].
Назовите следующие комплексные соединения, определите заряд иона-комплексообразователя: K4[Fe(CN)6], K[Sb(OH)6], [Co(NH3)5SO4]NO3, [Pt (NH3)3Cl]Cl.
Составьте формулы следующих комплексных соединений: гексахлороплатинат (IV) калия, гексагидроксохромат (III) натрия, тетрахлороаурат (III) водорода, нитрат гексаамминникеля (II), сульфат бромопентаамминкобальта (III).
Напишите уравнение первичной диссоциации комплексных соединений в водном растворе: [Сo(NH3)5Cl]Cl2, K3[Co(NO2)6], [Co(NH3)5Br]SO4, K2Na[Co(NO2)6].
Закончите уравнения реакций, если образуется комплексное соединение:
к.ч=4 к.ч.=6
CuSO4 + NH3 → Al(OH)3 +NaOH →
Закончите уравнения реакций, напишите ионные уравнения:
NaCl + K[Sb(OH)6] →
ZnCl2 + K3[Fe(CN)6] →
Напишите молекулярное и ионные уравнения реакции между растворамиNa3[Co(CN)6] и FeSO4, имея в виду, что образуется комплексная соль нерастворимая в воде. Назовите полученную соль.
Лабораторная работа «Получение и свойства комплексных соединений»
Цель: Изучение способов получения и химических свойств комплексных соединений различного типа.
№ Название опыта и реактивы Ход опыта
1. Получение комплексных катионов
а) Получение [Cu(NH3)4]SO4
Реактивы:
CuSO4, NH4OH. В пробирку к 10 кап. CuSO4 избыток NH4OH. Наблюдать образование ярко-синего раствора.
Напишите соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте название комплексному соединению.
б) Получение [Ag(NH3)2]Cl.
Реактивы:
AgNO3, NaCl, NH4OH. В пробирку к 10 кап. AgNO3 добавить несколько капель NaCl, к образовавшемуся осадку прилить раствор NH4OH. Наблюдать растворение осадка.
Напишите соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте название комплексному соединению.
2. Получение комплексных анионов
Получение K2[HgI4]
Реактивы:
Hg(NO3)2, KI. В пробирку к 10 кап. Hg(NO3)2 прилить по каплям KI до образования красного осадка, а затем избыток KI до растворения осадка.
Напишите соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте название комплексному соединению.
Реакции обмена с участием комплексных соединений
а)
Качественная реакция на ион Fe+2.
Реактивы:
FeSO4, K3[Fe(CN)6]. К сульфату железа (II) FeSO4 прилить несколько капель красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]. Наблюдать образование осадка (турнбулевая синь), отметить цвет осадка.
Напишите соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте название комплексному соединению.
б) Качественная реакция на ион Fe+3.
Реактивы:
FeCl3, K4[Fe(CN)6]. К хлориду железа (III) FeCl3 прилить несколько капель желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]. Наблюдать образование осадка (берлинская лазурь), отметить цвет осадка.
Напишите соответствующие уравнения химических реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте название комплексному соединению.
в) Качественная реакция на ион Zn2+
Реактивы:
ZnSO4, K3[Fe(CN)6]. К 10 кап. ZnSO4 прилить несколько капель красной кровяной соли K3[Fe(CN)6]. Наблюдать образование осадка, отметить цвет осадка.
Напишите соответствующие уравнения хим. реакций в молекулярном и ионном виде. Дайте название комплексному соединению.
Итоговый контроль знаний. Тестирование.
ВАРИАНТ 1.
Выберите один правильный вариант ответа
1. ЛИГАНДАМИ В СОЕДИНЕНИИ Na3 [Cr(OH)6] ЯВЛЯЮТСЯ ИОНЫ
ОН-
Cr 3+
Na+
[Cr(OH)6]3-
2. МОЖЕТ ВЫСТУПАТЬ В КАЧЕСТВЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ
Аg+
СI-
NH3
Н2О
3. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО В СОЕДИНЕНИИ [Co(NO3)4](NO3)2
2
4
6
12
4. СОЕДИНЕНИЕ С ЗАРЯДОМ ИОНА-КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ +1
[Аg(NH3)2]Cl
[Cu(NH3)4] SO4
K2[HgJ4]
Na[Al(OH)4]
5. СОЕДИНЕНИЕ С ЗАРЯДОМ КОМПЛЕКСНОГО ИОНА 4-
K4[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]Cl
Na3[Co(NO2)6]
[Zn(NH3)4](OH)2
Закончите предложение:
6. ЗАРЯД ИОНА-КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ В СОЕДИНЕНИИ K2[HgJ4] РАВЕН ______.
7.СОЕДИНЕНИЕ С ФОРМУЛОЙ [Cr(H2O)6]Cl3 НАЗЫВАЕТСЯ ___________________.
8. ДАНО: комплексообразователь-Cu2+
лиганды – NH3
координационное число – 4
ионы внешней сферы – SO42-
СОСТАВЬТЕ ФОРМУЛУ СОЕДИНЕНИЯ И ДАЙТЕ ЕМУ НАЗВАНИЕ.
ВАРИАНТ 2.
Выберите один правильный вариант ответа
1. ЗАРЯД КОМПЛЕКСНОГО ИОНА В СОЕДИНЕНИИ Na3[Co(NO2)6]
2+
3+
3-
6-
2. МОЖЕТ ВЫСТУПАТЬ В КАЧЕСТВЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ
J-
NH3
Al3+
H2O
3. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО В СОЕДИНЕНИИ [Cu(NH3)4] SO4
3
4
12
2
4. СОЕДИНЕНИЕ С ЗАРЯДОМ КОМПЛЕКСНОГО ИОНА 2+
K4[Fe(CN)6]
[Ag(NH3)2]Cl
Na3[Co(NO2)6]
[Zn(NH3)4](OH)2
5. ЗАРЯД ИОНА – КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ 3+ В СОЕДИНЕНИИ
К3 [Fe(CN)6]
К4 [Fe(CN)6]
[Cu(NH3)4] SO4
Cu2[Fe(CN)6]
Закончите предложение:
6. ЗАРЯД ИОНА-КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ В СОЕДИНЕНИИ K3[Cr(OH)6] РАВЕН ______
7. СОЕДИНЕНИЕ С ФОРМУЛОЙ [Co(NH3)4Cl2]Cl НАЗЫВАЕТСЯ ___________________
8. ДАНО: комплексообразователь- Pb2+
лиганды – OH-
координационное число – 4
ионы внешней сферы – Na+
СОСТАВЬТЕ ФОРМУЛУ СОЕДИНЕНИЯ И ДАЙТЕ ЕМУ НАЗВАНИЕ.
ВАРИАНТ 3.
Выберите один правильный вариант ответа
1. ЛИГАНДАМИ В СОЕДИНЕНИИ Zn2[Fe(CN)6], ЯВЛЯЮТСЯ ИОНЫ
Zn2+
Fe2+
Fe(CN)6]4-
CN-
2. ЗАРЯД ИОНА-КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ 3+ В СОЕДИНЕНИИ
Na[Al(OH)4]
К4 [Fe(CN)6]
[Cu(NH3)4]SO4
K2[Pb(OH)4]
3. ЗАРЯД КОМПЛЕКСНОГО ИОНА 2- В СОЕДИНЕНИИ
Na3[Al(OH)6]
Na3[Co(NO2)6]
K2[Zn(OH)4]
[Аg(NH3)2]Cl
4. КООРДИНАЦИОННОЕ ЧИСЛО В СОЕДИНЕНИИ [Co(NH3)5Cl]Cl2
1
2
5
6
5. ФОРМУЛА ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТА (II) КАЛИЯ
К3 [Fe(CN)6]
К4 [Fe(CN)6]
F3 [Fe(CN)6]2
Fe4 [Fe(CN)6]3
Закончите предложение:
6. ЗАРЯД ИОНА-КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЯ В СОЕДИНЕНИИ Zn2[Fe(CN)6] РАВЕН ______
7. СОЕДИНЕНИЕ С ФОРМУЛОЙ K[Ag(CN)2] НАЗЫВАЕТСЯ ___________________
8. ДАНО: комплексообразователь- Hg2+
лиганды – I-
координационное число – 4
ионы внешней сферы – K+
СОСТАВЬТЕ ФОРМУЛУ СОЕДИНЕНИЯ И ДАЙТЕ ЕМУ НАЗВАНИЕ.
ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ

п/п ВАРИАНТ 1
ВАРИАНТ 2
ВАРИАНТ 3
1. 1 3 4
2. 1 3 1
3. 2 2 3
4. 1 4 4
5. 1 1 2
6. 2+ 3+ 2+
7. хлорид
гексааквохрома (III) хлорид дихлоротетраамин кобальта (III) дицианоаргентат калия
8.
2 балла [Cu(NH3)4]SO4
сульфат тетрааммин меди (II)
Na2[Pb(OH)4]
тетрагидроксоплюмбат (II) натрия
K2[HgI4]
тетраиодомеркурат (II) калия
мах - 9 баллов мах - 9 баллов мах - 9 баллов

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ
оценка 5 «отлично» - 9 БАЛЛОВ
оценка 4 «хорошо - 8 – 7 БАЛЛОВ
оценка 3 «удовлетворительно» - 6– 5 БАЛЛОВ
оценка 2 «неудовлетворительно» - менее 5 БАЛЛОВ

Приложенные файлы

  • docx file3
    Размер файла: 45 kB Загрузок: 13