Bài 29: Một số tính chất và ứng dụng của phức chất

I. Một số dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất và phản ứng thay thế phối tử của phức chất trong dung dịch

1. Một số dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất trong dung dịch

- Phản ứng tạo phức chất trong dung dịch có thể được nhận biết dựa vào một số dấu hiệu như:

+ Xuất hiện kết tủa.

Ví dụ: Nhỏ vài giọt dung dịch NaOH vào ống nghiệm chứa dung dịch AlCl₃, thấy xuất hiện kết tủa, chứng tỏ phức chất [Al(OH)₃(H₂O)₃] đã được tạo thành.

 + Hòa tan kết tủa.

Ví dụ: Nhỏ vài giọt dung dịch NaCl vào ống nghiệm chứa dung dịch AgNO₃, thu được kết tủa trắng AgCl. Tiếp tục nhỏ vào ống nghiệm dung dịch NH₃ đến dư thấy kết tủa tan, chứng tỏ phức chất [Ag(NH₃)₂]⁺ đã được tạo thành.

+ Thay đổi màu sắc.

Ví dụ: Nhỏ vài giọt dung dịch HCl đặc vào ống nghiệm chứa dung dịch CuSO₄ loãng thấy dung dịch từ màu xanh chuyển sang màu vàng, chứng tỏ phức chất [CuCl₄]^2- đã được tạo thành.

2. Sự tạo thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp và phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch

a) Sự tạo thành phức chất của Cu²⁺ trong dung dịch

Thí nghiệm: Sự tạo thành phức chất của Cu²⁺

- Chuẩn bị:

+ Hóa chất: Các dung dịch CuSO₄ 5%, NaOH 10%, NH₃ 10%, HCl đặc.

+ Dụng cụ: Ống nghiệm.

- Tiến hành:

+ Cho khoảng 1 mL dung dịch CuSO₄ 5% vào ống nghiệm 1. Cho tiếp 3 giọt dung dịch NaOH 10%, lắc đều thấy xuất hiện kết tủa màu xanh là phức [Cu(OH)₂(H₂O)₄]. Nhỏ từ từ dung dịch NH₃ 10% vào ống nghiệm, vừa nhỏ vừa lắc đều đến khi kết tủa tan hoàn toàn thấy dung dịch có màu xanh lam, phức [Cu(NH₃)₂(H₂O)₄]²⁺ đã được tạo thành.

+ Cho khoảng 1 mL dung dịch CuSO₄ 5% vào ống nghiệm 2. Nhỏ từ từ dung dịch HCl đặc vào ống nghiệm vừa nhỏ vừa lắc đều đến khi dung dịch chuyển màu hoàn toàn, thấy dung dịch từ màu xanh nhạt chuyển dần sang màu lục và cuối cùng là màu vàng, phức [CuCl₄]^2- đã được tạo thành.

b) Phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch

- Phản ứng thế phối tử của phức chất là quá trình xảy ra sự thế phối tử này bởi phối tử khác.

- Phản ứng xảy ra thuận lợi khi phức chất mới được hình thành bền hơn phức chất ban đầu.

Ví dụ:

+ Một phối tử Cl^- trong phức chất [PtCl₄]^2- bị thế bởi một phối tử NH₃ tạo ra phức chất [PtCl₃(NH₃)]^-

[PtCl₄]^-(aq) + NH₃(aq) → [PtCl₃(NH₃)]^-(aq) + Cl^-(aq)

+ Các phối tử H₂O trong phức chất [Fe(H₂O)₆]²⁺ bị thế bởi phối tử CN^-, tạo ra phức chất [Fe(CN)₆]^4-.

[Fe(H₂O)₆]²⁺(aq) + 6CN^-(aq) → [Fe(CN)₆]^4- + 6H₂O(l)

+ Các phối tử H₂O trong phức chất [Cu(H₂O)₆]²⁺ bị thế bởi phối tử Cl^-, tạo ra phức chất [CuCl₄]^2-.

[Cu(H₂O)₆]²⁺(aq) + 4Cl^-(aq) → [CuCl₄]^2-(aq) + 6H₂O(l)

II. Một số ứng dụng của phức chất

- Trong y học, nhiều phức chất có khả năng chữa trị hoặc kiểm soát bệnh.

Ví dụ: Cisplatin được dùng làm thuốc chữa bệnh ung thư.

- Trong công nghiệp hóa chất, nhiều hợp chất hóa học được điều chế khi có mặt chất xúc tác là phức chất.

Ví dụ: Phản ứng ghép mạch carbon sử dụng xúc tác là phức chất [Pd(P(C₆H₅)₃)₄]

 - Trong hóa học, phức chất được dùng để nhận biết và xác định hàm lượng các ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch.

Ví dụ: Phức chất [Ag(NH₃)₂]⁺ để phân biệt aldehyde với ketone.