Khi cho dung dịch ammonia dư vào dung dịch chứa phức [Ni(H2O)6]2+ và ion Cl- thì có phản ứng sau:

[Ni(H2O)6]2+ (aq) + NH3(aq) → [Ni(NH3)6]2+ (aq) + 6H2O (l) (*).

Phát biểu nào dưới đây là sai?

Phản ứng (*) là phản ứng thế phối tử. Dung dịch sau phản ứng có pH > 7. Trong phản ứng không có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố. Sai vì phản ứng hoàn toàn, 1 chiều, nên phức chất [Ni(NH3)6]2+ bền hơn phức chất [Ni(H2O)6]2+. Hướng dẫn giải:

A. Phản ứng thế phối tử: Phản ứng này là phản ứng thế phối tử vì các phối tử H2O trong phức ban đầu được thay thế bằng phối tử NH3. Phát biểu này đúng.

B. Dung dịch sau phản ứng có pH > 7: Phản ứng giữa nước và amoniac tạo ra ion OH-. Nồng độ ion OH- tăng lên làm cho dung dịch có tính bazơ, tức là pH > 7. Phát biểu này đúng.

C. Trong phản ứng không có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố: Số oxi hóa của Ni trong cả hai phức là +2. Số oxi hóa của O trong H2O là -2. Số oxi hóa của H trong H2O là +1. Số oxi hóa của N trong NH3 là -3. Số oxi hóa của H trong NH3 là +1. Do đó, không có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố. Phát biểu này đúng.

D. Sai vì phản ứng hoàn toàn, 1 chiều, nên phức chất [Ni(NH3)6]2+ bền hơn phức chất [Ni(H2O)6]2+: Phản ứng này là phản ứng thế phối tử theo một chiều thuận lợi hơn, nghĩa là phức chất được tạo thành bền hơn phức chất ban đầu. Tuy nhiên, phát biểu này khẳng định phản ứng hoàn toàn, một chiều. Trong thực tế, nhiều phản ứng thế phối tử là phản ứng cân bằng. Nhưng dựa trên độ bền của phức chất, phức amoniac của Ni thường bền hơn phức aqua của nó. Tuy nhiên, việc khẳng định phản ứng hoàn toàn và một chiều là chưa chắc chắn nếu không có dữ liệu cụ thể về hằng số cân bằng. Xét các lựa chọn khác, A, B, C đều đúng. Do đó, phát biểu D là sai nếu có yếu tố sai trong đó.

Nhìn vào các đáp án đã hiển thị là A, B, C đều đúng. Vậy phát biểu D là sai.

Phân tích sâu hơn về độ bền của phức chất: Phức [Ni(NH3)6]2+ bền hơn phức [Ni(H2O)6]2+ là đúng do NH3 là phối tử mạnh hơn H2O. Tuy nhiên, phát biểu D còn kèm theo "phản ứng hoàn toàn, 1 chiều". Nếu phản ứng chỉ diễn ra một chiều và hoàn toàn, thì điều đó có nghĩa là tất cả các chất phản ứng đã chuyển hóa hết thành sản phẩm. Thông thường, các phản ứng thế phối tử là phản ứng cân bằng. Việc khẳng định "hoàn toàn, 1 chiều" có thể là điểm sai trong phát biểu. Vì A, B, C đều đúng, nên D phải là phát biểu sai.