Wykonał: Jacek Teresko Szczecin 20.01.99r.

POLITECHNIKA SZCZECIŃSKA

ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ

Laboratorium studenckie

Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia nr 16:

„Wyznaczanie składu stechiometrycznego związków kompleksowych.”

APARATURA: - spektrofotometr „Spekol”

• statyw z probówkami

• dwie pipety wielowymiarowe 10 cm³

ODCZYNNIKI: - 0.05m CuSO₄

• 0.05m roztwór 1,2 - diaminoetanu

WYKONANIE:

Teoria pola ligandów zakłada, że jon centralny - najczęściej kation - otoczony jest przez podstawniki tzw. ligandy, związane z nim wiązaniem koordynacyjnym. Przykładem związków kompleksowych mogą być połączenia miedzi. Zewnętrzną strukturę elektronową miedzi w stanie podstawowym można zapisać: 3d¹⁰ 4s¹, a jonu miedzi Cu²⁺: 3d⁹. Stosowana w ćwiczeniu etylenodiamina ma dwie grupy funkcyjne i tworzy z miedzią połączenia chelatowe, czyli takie, gdzie ligand zajmuje przy atomie centralnym dwa lub więcej miejsc.

Przy określaniu składu stechiometrycznego związków kompleksowych zakłada się, że z wyjściowych substancji M i L, przy różnych stosunkach molowych, powstaje kompleks ML_n zgodnie z reakcją:

M + nL = ML_n

Jedną z metod wyznaczania składu związków kompleksowych jest metoda zmian ciągłych Joba. W metodzie tej mierzy się ekstynkcję (lub inną wielkość fizykochemiczną) serii roztworów substancji M i L, w których całkowita suma stężeń obu składników jest stała, czyli c_M + c_L = c_K, przy czym stosunek stężeń zmienia się:

gdzie: x - ułamek molowy składnika M.

Jeżeli w roztworze tworzy się tylko jeden kompleks, stosunek
jest liczbą całkowitą i wartość
dla różnych długości fali nie zmienia się. Im kompleks trwalszy, tym maksimum jest ostrzejsze.

Zgodnie z powyższym przygotowano w probówkach, według podanej tabeli, dziesięć roztworów CuSO₄ i 1,2-diaminoetanu (DAE) o stałej objętości i zmiennych zawartościach obu składników. Dokonano pomiaru ekstynkcji wszystkich roztworów dla podanych długości fal. Wyniki pomiarów wpisano do tabeli i na ich podstawie sporządzono rodzinę krzywych z zależności:

dla każdej krzywej z osobna. Następnie należało znaleźć minimalną ekstynkcję dla roztworu CuSO₄. Ekstynkcja ta jest równa 0, przy długości fali λ = 550nm (pomiarów dokonano w zakresie 550 ÷ 610nm). Nierówność
gdzie
to ekstynkcje roztworów przy długości fali 550nm.

Korzystając ze wzoru:

gdzie:
- ułamek molowy CuSO₄ w roztworze

- minimalna ekstynkcja czystego roztworu CuSO₄ przy λ=550nm

obliczono ekstynkcję kompleksu
.

Następnie obliczono wszystkie
kompleksów dla tej samej długości fali λ i wykreślono zależność:

z, której odczytano stężenie w postaci ułamka molowego
, któremu odpowiada maksymalna ekstynkcja. Ostatnie obliczenie polegało na znalezieniu tzw. liczby cząstek diaminoetanu, czyli liczby ligandów otaczających jon miedzi. Korzystano tutaj ze wzoru:

Na podstawie znalezionych danych o tym kompleksie należało ustalić wzór związku kompleksowego.

TABELA POMIAROWA

Lp.	Objętość roztworu [ml]			Ekstynkcja roztworu
								Długość fali [nm]
		CuSO4	DAE		550	560	570	580	590	600	610
1.	1	9	0,1	0,52	0,54	0,51	0,50	0,47	0,42	0,38
2.	2	8	0,2	0,75	0,77	0,55	0,70	0,66	0,61	0,53
3.	3	7	0,3	1,40	1,45	1,30	1,10	0,96	0,88	0,77
4.	4	6	0,4	0,71	0,80	0,82	0,83	0,87	0,79	0,83
5.	5	5	0,5	0,38	0,49	0,56	0,64	0,72	0,79	0,82
6.	6	4	0,6	0,26	0,39	0,43	0,50	0,58	0,67	0,75
7.	7	3	0,7	0,16	0,26	0,32	0,39	0,45	0,52	0,56
8.	8	2	0,8	0,085	0,16	0,20	0,25	0,30	0,35	0,38
9.	9	1	0,9	0,025	0,09	0,11	0,14	0,16	0,19	0,22
10.	10	0	1,0	0,00	0,015	0,02	0,02	0,035	0,05	0,07

3