Hans Vanhoe Katrien Strubbe Universiteit Gent SLO Chemie

Chemie in
druppels
Hans Vanhoe
Katrien Strubbe
Universiteit Gent
SLO Chemie
6. Complexvorming
6.1 Reacties met complexvorming
Transitiemetaalionen kunnen als lewiszuren interageren met zogenaamde "liganden" die dan als
lewisbasen optreden (NH3, Cl-, OH-, CN-, F-, S2O32- ...). Hierbij worden complexe verbindingen
gevormd.
Het begrip “ligand” is afgeleid van het Latijnse “ligare” en betekent “binden”. Een ligand is dan een
deeltje dat een elektronpaar kan afstaan aan een transitiemetaalion. Liganden zijn gewoonlijk
negatief geladen of neutrale deeltjes, in zeldzame gevallen zijn ze positief geladen.
Enkele voorbeelden van complexe verbindingen zijn:
[Ag(NH3)2]+Cl-
[Co(NH3)6]2+SO42-
K2[CuCl4]
De entiteiten tussen [] noemt men complexe ionen. Een opvallende eigenschap van complexe
verbindingen, is dat ze meestal een karakteristieke kleur aannemen en ook bijzondere magnetische
eigenschappen vertonen.
Bij oplossen van hun zouten in water, worden transitiemetaalionen gesolvateerd (gehydrateerd). Bij
dit proces vormen de kationen complexe verbindingen met watermoleculen. Alhoewel niet altijd als
dusdanig genoteerd zijn transitiemetaalionen in waterige oplossing dus in feite aqua-complexen.
Voor nikkel(2+) heeft men:
Ni2+ + 6 H2O  Ni(H2O)62+
of
Ni2+ (aq)
Wanneer een deeltje aan de oplossing wordt toegevoegd dat als ligand kan fungeren t.o.v. het
transitiemetaal, kan water uit het aqua-complex verdrongen worden wanneer het toegevoegde
ligand een sterkere binding (stabieler complex) vormt dan water. In veel gevallen kan dit proces
worden vastgesteld door een kleurverandering in de oplossing.
Complexvorming tussen een transitiemetaal en een geschikt ligand kan worden gebruikt om weinig
oplosbare verbindingen in oplossing te brengen. Voegt men bv. aan een oplossing van AgNO3 (aq)
stelselmatig NH3 toe, dan stelt zich het volgende evenwicht in:
Ag+ + 2 NH3
Ag(NH3)2+
Hierdoor kan het weinig oplosbare AgCl, door toevoegen van NH3, toch in oplossing gebracht
worden. De reacties zijn:
Ag+ + ClAg+ + 2 NH3
AgCl
Ag(NH3)2+
Door toevoegen van NH3 verschuift het tweede evenwicht naar rechts, waardoor het eerste
evenwicht naar links verschuift : AgCl lost op.
6.2 Proeven
6.2.1 Verschuiving van chemische evenwichten door gemeenschappelijk-ioneffect en
complexvormingsreacties
Hypothesetoetsend onderzoek.
Onderzoeksvaardigheden:
-formuleren onderzoeksvraag
-opstellen onderzoeksplan
-uitvoeren: ordelijk en overzichtelijk werken en noteren, observeren, rapporteren
-reflecteren: bruikbaarheid neerslag- en complexvormingsreacties voor kwalitatieve en kwantitatieve
detectie van ionen.
Situering
Een chemisch evenwicht kan verstoord worden door toevoegen van een reagens dat reageert met
één van de reagentia of reactieproducten. Op deze manier leidt het toevoegen van een anion of
kation van een zout aan een verzadigde oplossing van dit zout tot neerslagvorming, kunnen weinig
oplosbare zouten in oplossing gebracht worden via complexvorming en kunnen ionen selectief
worden opgeloste of neergeslagen uit een mengsel. In dit experiment worden enkele experimenten
uitgevoerd om dit te demonstreren.
In dit experiment ga je eerst een beperkte oplosbaarheidstabel opstellen. Je krijgt hiervoor
verschillende oplossingen van oplosbare zouten ter beschikking. Stel een plan op om de tabel op te
stellen, voer de proef uit en noteer je observaties. Maak een foto van je opstelling en integreer die in
je verslag. Vergelijk je resultaten met de tabel met oplosbaarheidsproducten.
Vervolgens krijg je een oplossing van een onbekend zout. De bedoeling is dat je, via neerslagreacties,
het kation van het zout identificeert. Voer hierbij zo weinig mogelijk experimenten uit.
Formuleer een onderzoeksvraag, voer de proef uit via druppelexperimenten. Maak op het einde van
je proef een foto van je opstelling en integreer die in je verslag. Geef een antwoord op de
onderzoeksvraag.
Beschikbaar materiaal
Druppelflesjes met volgende oplossingen:
-
0,01 mol/L AgNO3 (aq)
1 mol/L NH3 (aq)
5 mol/L NH3 (aq)
0,1 mol/L ZnSO4 (aq)
0,1 mol/L Al(NO3)3 (aq)
0,1 mol/L NaCl (aq)
0,5 mol/L CuSO4 (aq)
-
0,01 mol/L CuSO4 (aq)
- 0,1 mol/L FeCl3 (aq)
- 0,01 mol/L KSCN (aq)
- 0,5 mol/L FeSO4 (aq)
- 0,1 mol/L K3Fe(CN)6
- 3 mol/L HCl (aq)
- oplossing van onbekend zout.
Glazen roerstaaf
Papieren doekjes (om op te ruimen)
Inlegblad en plastieken hoesje
Inlegblad gemeenschappelijk-ioneffect en complexvormingsreacties
DINSDAG 14 FEBRUARI 2012
Blauwalg bestrijden met ijzerchloride
Chemische technologie
Proef van Waternet en RU Nijmegen
Blauwalg laat zich succesvol bestrijden met ijzerchloride. Dat
blijkt uit een proef van drinkwaterbedrijf Waternet in
samenwerking met de Radboud Universiteit Nijmegen en het
Nederlands Instituut voor Ecologie.
Sommige blauwalgen zijn schadelijk voor mensen en dieren.
Om deze reden worden er in de zomermaanden, wanneer de
algen het beste groeien, regelmatig zwemverboden
afgekondigd.
De organismen doen het vooral goed wanneer het water rijk
is aan fosfaten, die onder meer uit de bodem oplossen.
De techniek, die Waternet de laatste twee jaar op een plas nabij Loenen testte, richt zich op een verlaging
van het fosfaatgehalte. Het drinkwaterbedrijf gebruikt daarvoor ijzerchloride, dat zich aan fosfaat bindt
Voor de verspreiding van het ijzerchloride ontwikkelde Waternet een mobiel ponton met een kleine
windmolen. Deze drijft twee pompen aan. Het eerste exemplaar pompt oppervlaktewater op, terwijl het
tweede de hoeveelheid ijzerchlorideoplossing doseert. De stromen mengen zich in een speciale buis,
waarna het mengsel weer overboord gaat.
De proef is succesvol verlopen: de plas bij Loenen is na een behandeling van twee jaar helemaal helder.
Vervolgonderzoek moet uitwijzen of het effect ook blijvend is. Naar verwachting blijft het water zo’n tien jaar
vrij van blauwalgen. Na deze periode zou de behandeling moeten worden herhaald.
Bron: de technologiekrant