Komplexe (PDF | 36 KB)

Prof. Dr. Feller
Anorganische Chemie
HTW Dresden
Übungsaufgaben – Komplexe I
1) Geben Sie den Namen, die Oxidationszahlen und die Strukturformel folgender Verbindungen an: Na3[Ag(S2O3)2]; K3[Co(NO2)6]; [Co(NH3)5NO2]Cl2;
[Pt(NH3)4][CuCl4]; Zn2[PtCl6]; K4[Ni(CN)4]; Mg3[ReO2(CN)4]2!
2) Geben Sie die Formeln folgender Komplexe an: Hexaaquaeisen(III)-nitrat; Pentaaminchlorocobalt(III)-chlorid; Dichlorodiethylendiaminruthenium(II); Aquadichloroethylendiamin-diamin-cobalt(III)-chlorid; Natrium-aqua-pentachlorocobaltat(III)!
3) Zeichnen Sie die Strukturformeln folgender Liganden: en, ox2-; dipy; edta4-. Durch
welche Eigenschaften zeichnen sich diese Liganden aus?
4) Die oktaedrischen Komplexe K3[Fe(CN)6] und K3[FeF6] unterscheiden sich im magnetischen Verhalten. Erklären Sie mit Hilfe der Ligandenfeldtheorie das unterschiedliche magnetische Verhalten!
5) Zeichnen Sie Energiediagramme für die Besetzungsmöglichkeiten von Elektronen in
den d-Orbitale im oktaedrischen Ligandenfeld für folgende Zentralionen: Cr2+; Cr3+;
Co2+; Co3+; Cu+; Cu2+!
6) Bestimmen Sie die Elektronenkonfiguration (t2geg) und die Ligandenfeldstabilisierungsenergie für die Komplexe Na3[CoCl6] und Na3[Co(CN)6]!
7) Die Spinpaarungsenergie für Fe2+ beträgt 210 kJ/mol. Welche Elektronenkonfigurationen sind für die Zentralionen in [Fe(H2O)6]Cl2 bzw. K4[Fe(CN)6] zu erwarten, wenn
die Aufspaltungsenergien im oktaedrischen Ligandenfeld 120 kJ/mol bzw 390 kJ/mol
betragen?
8) Der Komplex K2[Ni(CN)4] weist eine quadratisch planare Geometrie auf im Gegensatz zu tetraedrisch gebautem K2[NiCl4]. Erklären Sie mit Hilfe der Ligandenfeldtheorie die Komplexgeometrie und die magnetischen Eigenschaften der Komplexe!
9) Wird eine wässrige NiCl2-Lösung mit Ammoniak und Ammoniumchlorid versetzt,
fällt ein violetter Komplex aus. Nach einiger Zeit an der Luft verändert der Komplex
die Farbe nach grün. Erklären Sie anhand von Reaktionsgleichungen den beschriebenen Vorgang!
10) AgCl ist ein schwerlösliches Salz. Wie verhält sich die Löslichkeit von AgCl in einer
konzentrierten Salzsäure gegenüber reinem Wasser? Begründen Sie anhand von Reaktionsgleichungen!
11) Wieso fällt aus einer mit Weinsäure versetzten Lösung von FeCl3 beim Neutralisieren
mit NaOH kein Fe(OH)3? Fügt man der Lösung H2O2 zu, so tritt eine Gasentwicklung
ein und es fällt ein brauner Niederschlag. Erklären Sie mit Hilfe von Reaktionsgleichungen diesen Vorgang!
12) Geben Sie die Zusammensetzung der Fehlingschen Lösung und von Benedict-Reagenz
an und erläutern Sie deren Reaktionsverhalten mit reduzierenden Zuckern wie Glucose
anhand von Reaktionsgleichungen!
13) Durch Luftoxidation von CoCO3 in wässriger NH4Cl-Lösung erhält man ein rosafarbenes Chlorid mit dem molaren Verhältnis NH3 : Co = 4 : 1. Bei Zusatz von Salzsäure
zu einer Lösung dieses Stoffs tritt rasch Gasentwicklung auf und beim Erwärmen wird
die Lösung langsam violett. Durch Eindampfen der violetten Lösung bis zur Trockne
erhält man CoCl3 * 4 NH3. Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen für alle Umsetzungen!
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Anorganische Chemie
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Übungsaufgaben - Komplexe II
14) Erhitzt man eine Probe der Verbindung CoCl3*5NH3*H2O im Trockenschrank, so
nimmt die Masse um 6,7% ab. Eine Lösung des getrockneten Produkts zeigt bei gleicher Konzentration wie die Ausgangssubstanz eine um etwa 40% verminderte elektrische Leitfähigkeit. Geben Sie Strukturvorschläge für die Ausgangssubstanz und das
getrocknete Produkt an!
15) Ziehen Sie aus den relativen Angaben zur elektrischen Leitfähigkeit folgender Komplexlösungen Rückschlüsse auf die Struktur der Komplexe! Das Zentralion Platin liegt
in jedem Komplex vierwertig vor.
Komplex
Leitfähigkeit
Pt(NH3)6Cl4
sehr groß
Pt(NH3)4Cl4
groß
Pt(NH3)3Cl4
mittel
KPt(NH3)Cl5
mittel
Pt(NH3)2Cl4
keine
16) Gibt man ausreichend viel Ethylendiamin zu einer wässrigen Lösung eines Kupfer(II)salzes, so bildet sich das komplexe Ion [Cu(en)2]2+. Diskutieren Sie Geometrie und
Bindungsverhältnisse im erhaltenen komplexen Ion! Zur Bestimmung der Komplexstabilitätskonstanten KB wurde ein galvanisches Element aus einer Cu/Cuaq2+Elektrode mit einer Elektrolytkonzentration von 0,01 M Cuaq2+-Ionen (1. Halbzelle)
und einer Cu/[Cu(en)2]2+-Elektrode gleicher Elektrolytkonzentration mit einem Ethylendiaminüberschuß (c(en) = 0,1 M) konstruiert. Unter Normalbedingungen wurde
eine Spannung von 549 mV gemessen. Berechnen Sie die Konzentration an Cuaq2+Ionen in der 2. Halbzelle! Berechnen Sie die Stabilitätskonstante!
17) Berechnen Sie die Komplexbildungskonstante für das komplexe Ion [Au(CN)2]--Ion
gemäß: Au+ + 2 CN- [Au(CN)2]- aus den Standardpotentialen E°(Au/Au+) = +1,69
V und E°(Au/[Au(CN)2]-) = -0,6 V!
18) Beschreiben Sie die Geometrie und die Bindungsverhältnisse in den komplexen Ionen
[Ni(H2O)6]2+ und [Ni(NH3)6]2+!
a) Von diesen Ionen ist die Aufspaltungsenergie im oktaedrischen Ligandenfeld
mit 102 kJ/mol bzw. 129 kJ/mol bekannt. Berechnen Sie die Lage der zu erwartenden Absorbtionsbanden als Wellenlänge λ in der Einheit nm!
b) Die Lage der Absorbtionsbanden kann auch empirisch ermittelt werden, indem
für unkoordinierte Metallionen ein Faktor f (f(Ni2+) = 8900 cm-1) und für die
Liganden im oktaedrischen Feld Faktoren g (g(H2O) = 1,0; g(NH3) = 1,25) zu
einem Produkt ῡ = f ·g (ῡ: Wellenzahl) verknüpft werden. Berechnen Sie die
Lage der Absorbtionsbanden als Wellenlänge in der Einheit nm (Hinweis: ῡ =
1/λ)!
19) Für oktaedrisch koordinierte Cobalt(III)-Komplexe seien zur Ermittlung der Absorbtionsbanden ein f-Faktor f(Co3+) = 19000 cm-1 und g-Faktoren mit g(NH3) = 1,25;
g(CN-) = 1,70; g(Cl-) = 0,8 und g(H2O) = 1,0 gegeben. Berechnen Sie analog Aufgabe
18.b) die Lage der Banden als Wellenlänge in der Einheit nm sowie die Aufspaltungsenergie!