Kompleks birikmalar eritmalari analizi topshirdi: K. Rimboyeva Qabul qildi: D. A. Dushamov Urganch-2021

Kurs ishining maqsadi. Analitik kimyo kimyoviy tahlilning nazariy asoslari va uslublarini o’rgatadi. Mazkur fanning maqsadi va vazifasi talabalarga hozirgi zamon analitik kimyosining nazariy asoslari uning turli tuman aralashmadagi ionlarni ochish murakkab aralashmaning tarkibiy qismlarini bir biridan ajratish usullarini o’ziga xos imkoniyatlarini ko’rsatisgdan iborat.
Kurs ishi loyixasini dolzarbliligi kompleks birikmalari eritmalarini analiz qilish bugungi kunda rivojlanib bormoqda . kimyoviy xossalari rangli xususiyatlari analitikaning ajoyib tajribalardan iborat. Kompleks birikmalarni olishda ferrosianodometriya usulidan keng foydalanamiz.
Kurs ishining hajmi Kurs ishi komputerda terilgan ta varoqdan iborat. Uning tuzilishi qator intervallida 1.15, 14 shriftda, kirish asosiy, qism tajriba qism, xulosalardan iborat bo’lib 5 ta foydalanilgan adabiyotlarni va 2 ta internet sahifasini o’z ichiga oladi

II. ASOSIY QISM

2.1. Metallarni kompleks (koordinatsion) birikmalarining umumiy tavsifi Juda ko'p urinishlar, harakatlar bo'lganiga qaramasdan, bugungi kunda ham kompleks birikma uchun benuqson va mukammal ta rif keltirish qiyin. Koordinatsion kimyo sohasidagi ishlari bilan mashhur bo'lgan rus olimi Yu. N. Kukushkin ta'rifiga ko'ra, kompleks (koordinatsion) birikmalami serqirra xususiyatlarini mukammal qamray olmasada, eng ixcham ta'rif "Mustaqil ravishda mavjud bo'la oladigan moddalardan hosil bo'lgan birikmalar" kompleks birikmalar deyiladi.
Kompleks birikmalar (qisqacha komplekslar) kompleks hosil qiluvchi metall M va unga bog'langan ligand (avvalgi nomi addend)lardan L tarkib topgan. Metall atomi M va ligand L kompleksning ichki sferasini (yoki ichki koordinatsion sferasini) tashkil qiladi. Kompleks birikmaning formulasi yozilganda kompleksning ichki sferasi kvadrat qavsga olinadi. Ligand sifatida neytral molekula (odatda, asos xossali) yoki manfiy zaryadlangan anionlar (asidoguruhlar) bo'lishi mumkin. Oddiy musbat zaryadli kationlar ligandlik xususiyatini namoyon etmaydi. Agar kompleksning ichki sferasining musbat yoki manfiy zaryadi bo'lsa, ana shu zaryadni neytrallash uchun, (oddiy sharoitda barcha sof birikmalar elektroneytral bo ladi) tashqi sferani hosil qiluvchi ionlar kerak bo'ladi. Tashqi sferada faqatgina ionlar emas, balki neytral molekulalar ham, ko'pincha suv molekulalari (jumladan, kristallizatsion suv) bo'lishi mumkin.
a) K₄[Fe(CN)₆,J-3H₂O tarkibli kompleksni ko'rib chiqaylik. Uning nomi kaliy geksasianoferrat (II) uchgidrati (kaliy ferrosianid, sariq qon tuzi) bo'lib, unda kompleks hosil qiluvchi metall temir (II), ligandlari esa sianid anionlari CN Temir (II) va oltita sianid guruhlari komleksning ichki koordinatsionsferasini tashkil etadi. U yuqorida berilgan formulada, kvadrat qavs bilan ajratib qo'yilgan. Mazkur kompleksning tashqi sferasida (ichki sferani [Fe(CN),] neytrallovchi) to'rtta kaliy kationi K va yana uchta suv molekulasi bor.
b) Platina (II) komplekslaridan: trans [PI(NH₃)₂,CI], K₂[PICI₂] va [Pt(NH₃)₄.CI, birinchisida ichki sfera elektroneytral bo'lgani uchun tashqi sfera ionlari yo'q. Ikkinchi kompleksda ichki sferaning [PtCl ikkita manfiy zaryadi bo'lgani uchun tashqi sferasida ikkita kaliy kationi K bor. Uchinchi kompleksda ichki sferaning [Pt(NH)4] zaryadi musbat ikki bo'lgani uchun tashqi sferasida ikkita xlond ioni CI-bor.
Ba'zan bir kompleksning tashqi sferasi o'rnida, boshqa kompleksning ichki sferasi kelishi mumkin, masalan, tarkibi quyidagicha bo'lgan komplekslarda
(Pt" (NH₃)₄][ PtCI₄: [Co_III(NH₃)₆ [Cr"^I (CN)₆:
Tashqi sferadagi neytral molekulalar (ionlar emas!), suv va boshqa erituvchi molekulalari bundan mustasno, klatrat molekulalar, bunday birikmalar esa klatrat birikmalar deyiladi. Masalan, NiJ-10A, tarkibli nikel (II) kompleksida bunda A karbamid OC(NH): molekulasi, 10 ta karbamid molekulasi bo'lib, ulardan faqat oltitasi ichki sferada joylashgan. Qolgan 4 ta karbamid molekulasi va ikki yodid ioni tashqi sferada o'rin olgan. Ana shu tashqi sferadagi 4 ta karbamid molekulasi klatrat molekulalar deyiladi. Kompleksning tarkibini quyidagicha tasvirlash mumkin:
[NIA 4A. Mazkur kompleks klatrat birikmalar turkumiga kiradi. Aytish lozimki, ba'zan klatrat birikmalar boshqacha talqin qilinadi. L ligand kompleks hosil qiluvchi metall M bilan tabiatiga ko'ra turlicha (ion, kovalent, qutbli; kelib chiqishiga ko'ra donor-akseptor, dativ) kimyoviy bog hosil qilishi mumkin. Koordinatsion bog bir, qo'sh yoki uch bog' ko'rinishida
bo'lishi mumkin.Bundan buyon metalining neytral ligand bilan hosil qilgan koordinatsion bog'ini liganddan metallga yo'nalgan strelka bilan belgilaymiz: Masalan, Fe CNAg-S₂O₃ Sb-CI va hokazo. Aytish lozimki, ba'zan koordinatsion bog deganda faqat donor akseptor bog' anglanadi: M L. Bunday atamaviy rang baranglik odatiy hol bo'lib, mohiyati ma'lum bo'lgach hech bir anglashilmovchilikni keltirib chiqarmaydi.
Kompleks hosil qiluvchi metall atomini ligandlar bilan hosil qilgan koordinatsion bog'lar soni markaziy metall atomining koordinatsion soni deb ataladi. Koordinatsion son 2, 3, 4, 5, 6 va hokazo, ba zi nodir metallarda 12 gacha bo’lishi mumkin. Ko'pchilik hollarda koordinatsion son 2, 4, 6 bo'lib, 8 dan ortiq koordinatsion bog 'lar kam uchraydi.
Odatda, metallning koordinatsion soni uning oksidlanish darajasiga mos kelmaydi, balki metallning koordinatsion bog'lar soni oksidlanish darajasidan katta bo'ladi.Turli koordinatsion sonli metall komplekslaridan namunalar:
a) kordinatsion soni 2 bo'lgan:
H ₃N—Ag- –NH₃]

b) kordinatsion soni 3 bo'lgan:

[HgJ₃]
c) kordinatsion soni 4 bo'lgan:
NH CI-Pt-Cl NH .
va hokozolar kordinatsion soni 8 tagacha bo'lishi mumkin. koordinatsion bog’ lar soni ligandning dentatligi (eski atama bo'yicha
koordinatsion siqm) deb ataladi. Lagandlar mono yoki poli (bi, tri, tetro, penta, geksa) dentatli bo'lishi mumkin
Monodentatli ligandlarga F ^{– CI}- Br- J- H-. CN- NO2- SCN- va hokazo. faqat bitta donor atomi bo'lgan neytral Molekulalar: ammiak NH,, aminlar, masalan, birlamchi aminlar RNH, (R organik radikal) suv molekulasi va hokazo. Ular. odatda, (ikkita metall atomi orasida ko prikli bog' hosil qila olishini hisobga olmaganda) faqat bitta koordinatsion bog' hosil qiladi. Kvadrat tuzilishdagi quyidagi kompleks ionlarda monodentat ligandlar quyidagicha bog'langan:
[PtBr₄]
Kvadrat shaklida tuzilgan [Pt(C2O4)2)]^2-: platina (II) komplekslarida ligandlar
Bidentat [O=C-O O-C=O]
Pt
[O=C-O O-C=O]
Etilendiamin NH₂ CH₂ CH₂.NH₂, molekulasi tasvirda yoy shaklida ko'rsatilgan. Bu tasvirda ikkita etilendiamin molekulasidan har biri metallik halqada bidentatlikninamoyon etadi:
Dietilentriamin NH₂ CH₂ CH₂ NH CH₂ CH₂ NH₂, (uchta donor azot atomi orqali) iminodisirka kislotasi anioni OOCCN₂, NH-CH₂-COO (azot atomi va har bir karboksil guruhdagi manfiy zaryadli kislorod atomlari orqali) tridentatlikni namoyonetadi.
Trietilentetramin NH (CH₂)2NH(CH₂)2NH(CH₂) NH (barcha azot atomlari orqali koordinatlanadi) nitrilotrisirka kislotasining anioni N(CH₂COO) (azot atomi va har bir karboksil guruhdagi bittadan ja mi uchta manfiy zaryadli kislorod atomlari bilan koordinatlanadi), triaminotrietilamin N(CH₂CH-NH), (barcha azot atomlari orqali koordinatlanadi) va boshqa organik molekula yoki anionlar tetra dentatlikni namoyon etadi. Etilendiamin trisirka kislota OOCCH NHCH.CH; N(CH,COO)₂ pentadentatlik koordirtasiyani ikkita azot va uchta karboksil guruhining manfiy zaryadlı kislorod atomlari hisobiga namoyon etadi. Geksadentatlik ligand sifatida etilendiamintetrasirka kislotani misol tariqasida keltirish mumkin.
Bu ligand, (EDTA etilendiamintetr aasetat) (-OOCCH₂)₂, NCH ₂CH ₂, N(CH₂COO-)₂ ikkita azot atomi va to'rtta karboksil guruhidagi manfiy zaryadli kislorod atomlari orqali koordinatlanadi.
Polidentat ligand o'zining yuqori dentatligini amalga oshirmasdan undan kamroq koordinatsiona i egallashi ham mumkin,
Ba'zan markaziy metall atomining M koordinatsion soni yoki ligandning dentatligi rasman noaniq bo'lib qoladi, masalan, ferrosen Fe(C₅ H₅)₂-temir-di
siklopentadiyenil (C ₅H₅ siklopentadiyenil, ya'ni siklopentadiyenning C ₅H₆ bitta protoni ajralgan radikali) yoki dibenzolxromda Cr(C ₆H₆)_{2
C5 H 5–Fe –C5 H5 C6 H 6–Cr –C6 H6}
metall atomlari (temir yoki xrom) ligandning birorta donor atomi bilan emas, balki ligandning butun molekulasi, siklopentadiyenil Call, yoki benzol bilan bog'langan. Komplekslarning bunday turini sendvich birikma yoki metallarning aromatikkomplekslari (ligand-aromatik birikma bo'lgani uchun) deyiladi.
Ular _{ }komplekslarning xususiy holidir. Metallarning donor vazifasini bajaruvchi to'yinmagan qo'sh va uch bog'li bo'lgan ligandlar bilan hosil qilgan komplekslari -komplekslar deyiladi. Mumtoz misol sifatida K[Pt(CH)Cl]-H₂O
tarkibli TSeyze tuzini keltirish mumkin. Uning ichki sferasida to'yinmagan qo'shbog'li etilen C.H. molekulasi platina (II) ioni bilan C-C qo'sh bog'ining a elektron buluti hisobiga (1) formulada ko'rsatilganidek bog'langan (a-kompleks):
II) formula qo'sh yadroli t-kompleksga misol bo'ladi
Kompleks birikmalami kation, anion va noelektrolit (aniqrog'i kuchsiz elektrolit) turlari mavjud. Kation komplekslarining ichki sferasining zaryadi musbat bo'ladi.
Masalan, (Ag(NH₃) ₂]+ [Cu(NH₃)]²⁺ | [PtEn₂]^{2 +} [CO(NCS)₂En₂]⁺
Anion turidagi komplekslar ichki sferasining zaryadi manfiy bo'ladi.
Masalan [Ag(S₂03)], [Sb(OH)], va hokazo.
Noelektrolit komplekslarning ichki sferasida hech qanday elektrik zaryad bo'lmaydi. Masalan, [Pt(NH3) Cl], [Ni(DMG)], bunda NDMG-dimetilglioksim molekulasi (H,C-C-NOH)2. [ZnL2], bu yerda HL -8-oksixinolin molekulasi va hokazo.
Agar kompleksda faqat bitta kompleks hosil qiluvchi metall bo'lsa, bunday kompleks bir yadrolik (monoyadrolik) kompleks deyiladi. Masalan, tarkibida faqat bitta palladiy (II) atomi bo'lgan [PdCl] kompleksi bir yadrolik, ikkita platina (II) atomi bo'lgan [Pt₂(NH) Cl]-ikki yadrolik (biyadrolik) kompleks deyiladi. Ko'p yadrolik (poliyadrolik) komplekslar ham mavjud.
Poliyadrolik kompleksda bir vaqtning o'zida ikki yoki uchta metall atomlari bilan bog'langan ligand ko prikli ligand deyiladi. Masalan, yuqoridagi misollarda ko'rsatilganidek, ikkita xlorolig-and va ikkita bromoligandlar ko prik vazifasini o'tamoqda. Ko'p yadrolik komplekslarda ham metallmetall bog'lanish mavjud bo'la oladi.Metall metall bog'lar, odatda, uchtadan ortiq bo'lgan hollarda ularni klasterli birikmalar yoki klasterlar ("klaster" o'zbekcha shingil, gujum ma'nosini anglatadi)deyiladi. Metall-ligand bog'i, ta'kidlab o'tilganidek, bir, qo'sh, uch (ba'zi komplekslarda metall-metall bog'lanishi hatto to'rt) bog'li bo'lishi mumkin.
Masalan, mis (1)ning tetraaminlik kompleksida [Cu(NH) to'rtta oddiy qutbli kovalent koordinatsion, donor akseptor bog'lanish CuNH, bor. Cu(II)-ammiak koordinatsion bog'larining har biri ammiak molekulasidagi "erkin" elektron jufitini ammiak molekulasidan mis (11)ning bosh orbitallariga tortilishi
hisobiga hosil bo'ladi va yozuvda donordan akseptorga yo'nalgan strelka bilan
belgilanadi. Shunday qilib, elektron juft (beruvchi) donor ammiak molekulasi, elektron juftining (qabul qilib oluvchi) akseptor-mis (II) ionidir. Elektron
juftlami umumlashuvi hisobiga to'rtta (mis (II) ammiak) koordinatsion bog' hosil bo'ladi.
Ferrosianid kompleks ionida [Fe(CN) oltita temir (II) sianoguruh, koordinatsion bog'i mavjud bo'lib, ulami shartli ravishda quyidagicha tasvirlash mumkin:
Bu kovalent bog'lar go'sh kovalent (qutbli) bog'lardan iborat bo'lib, biri donor akseptor o-tabiatli, ikkinchisi dativ a tabiatga ega. Dativ bog'lanish mexanizmini taqriban quyidagicha tasvirlash mumkin.
Sianid ionida CN "erkin"elektron jufti bo'lib, kompleks hosil bo'lish jarayonida u temir (II) atomiga tortiladi, natijada liganddan metallga yo'nalgan o donor-akseptor bog'i hosil bo'ladi. Bundan tashqari, 3d elektron konfiguratsiyali temir (II) atomi o'z d-elektronlarini sianoguruhning bo'sh (kovaklashtiruvchi) molekulyar orbitaliga o'tkazishi mumkin, natijada 8 dativ (metalldan ligandga yo'nalgan) koordinatsion bog hosil bo'ladi. Ligand (sianoguruh)ni ham metall (temir (II)) atomining elektronlarini umumlashuvi hisobiga temir (II)-sianogumh kovalent (qutbli) koordinatsion qo'sh bog i hosil bo'ladi. Elektron bulutini oltita koordinatsion bog bo'ylab ana shunday bir tekis taqsimoti natijasida temir atomidagi musbat zaryad ikiriga va sianoguruh zaryadi manfiy birga teng bo'lmay qoladi. Boshqacha aytganda, ferrosianid ioni [Fe(CN)] tarkibida haqiqiy Fe² kationi va CN anionlari mavjud bo'lmay kompleks hosil qiluvchi metallning ligandlar bilan hosil qilgan mustahkam kompleks ion mavjud bo'ladi.
Ana shunday manzara boshqa metall komplekslariga ham xos bo'lib, ularda ko'p zaryadli metall kationlari aslida mavjud emas, chunki kompleks "alohida" ionlardan emas, balki markaziy metall atomi va elektronlarini umumlashtirib yuborgan ligandlami mustahkam birikmasidan iborat. Shuning uchun metallaming koordinatsion birikmalari haqida so'z yuritilganda, kompleks hosil qiluvchi metalini ion deb atash joiz emas, balki uning holatini (oksidlanish darajasini) ko'rsatish to'g'ri bo'ladi, masalan, temir (II), lekin Fe² ioni emas; kumush (I), lekin Ag" kationi emas; qalay (IV), lekin Sn" ioni emas va hokazo
Shuningdek, kompleksning ichki sferasidagi rasman manfiy zaryadli ligandlami anion deb atash noto'g'ri bo'ladi, masalan, sianoguruh, sianid ioni CN emas nitroguruh, nitrit ioni NO emas; xloroligand xlorid ioni emas va hokazo.
Umuman olganda, kompleks hosil qiluvchi markaziy metall atomidagi samarali musbat zaryad uning oksidlanish darajasining qiymatidan kichikroq
bo'ladi.
Koordinatsion bog tabiatini yuqorida keltirilgan bayoni qisqa va soddalashtirilgan bo'lib, unda haqiqiy manzarani faqat sifatiy shakli ochilgan holos. Metallarning koordinatsion birikmalaridagi kimyoviy bog' tabiati uch xil yondashuv: kristallik maydon nazariyasi, valent bog'lar usuli va molekular orbitallar nazariyalari asosida tushuntiriladi.
Metall komplekslarida markaziy metallni "oddiy" birikmalarida kuzatilmaydigan g'ayri oddiy valent holatlar kuzatiladi: nol, yuqori, past, musbat oksidlanish darajalari va hatto manfiy oksidlanish darajasi ( mumkin. metall anioni) bo'lishi
Metallarning g'ayri oddiy valent holatlari karbonillik (liganduglerod oksidi CO), sianidlik (ligand sianoguruh), ftoroguruhli (ligand-F) anioni va ba'zi boshqa, elektron bulutini beruvchi va ayni holda o'ziga tortuvchi ligandlari bo'lgan komplekslarda kuzatiladi. Masalan, [Cr(CO)s], [Mo(CO)], [W(CO), [Fe(CO)4], [Co(CO)] karbonil komplekslarda markaziy metallining valent holati mos ravshda xrom (2-), molibden (2-), volfram (2-), temir (2-), kobalt (1-). [PtF], [NIF. [Ni(CN)], komplekslarida ham g'ayri oddiy oksidlanish darajalar:
platina (V). nikel (IV), nikel (1), nikel (0), mis (III), kumush (III) namoyon bo'lmoqda. Ba'zi kristall kompleks birikmalarda, masalan, ishqoriy metallaming kraun efirii komplekslarda ishqoriy metall aniaonlari, masalan, natriy anioni Na topilgan.
Markaziy metall atomi g'ayri oddiy oksidlanish holatida bo'lgan boshqa komplekslar misollarini ko'plab keltirish mumkin. Bunday komplekslarda markaziy metall atomini g'ayri oddiy oksidlanish darajasi va barqarorlik sababini molekular orbitallar nuqtayi nazaridan tushuntiriladi.
Komplekslarning ichki sferasining geometrik konfiguratsiyasi (fazoviy tuzilishi) markaziy metall atomi, ligand tabiati hamda tashqi sferasiga ko'ra turlicha: chiziqli, uchburchak, kvadrat, tetraedr, oktaedr, piramida, bipiramida va hokazo shakllarda bo'lishi mumkin. Kompleks strukturasi (tuzilishi) rentgenostruktura va spektral usullar vositasida aniqlanadi.