Übung 09./16.12.13 – Komplexe

Übung 09./16.12.13 – Komplexe
1. Gezeigt sind die Ordnungszahlen und die Symbole der folgenden Elemente:
Element
Symbol
Ordnungszahl
Chrom
Cr
24
Mangan Eisen
Mn
Fe
25
26
Kobalt Nickel Kupfer Zink
Co
Ni
Cu
Zn
27
28
29
30
Krypton
Kr
36
Mit diesen Elementen sollen die Formeln für verschiedene Komplexe formuliert werden. In allen
Komplexen soll die Edelgaskonfiguration des Kryptons vorliegen und die Komplexe sollen die
jeweils genannten Bedingungen erfüllen.
a) Art des Liganden: Kohlenmonoxid
Koordinationszahl: 5
Ladung des Komplexes: 0 (Null)
b) Art des Liganden: zweizähniger Chelatligand 1,2-Diaminoethan (Abkürzung: en)
Koordinationszahl: 6
Oxidationszahl des Zentralteilchens: + 3
c) Art des Liganden: sechszähniger Chelatligand EDTA4−
Koordinationszahl: 6
Oxidationszahl des Zentralteilchens: +3
d) Art der Liganden: Cyanid
Koordinationszahl: nicht größer als 6
Oxidationszahl des Zentralteilchens: +2
2. Der Komplex [Ti(H2O)6]3+ absorbiert Licht der Wellenlänge 510 nm.
a) Ist dieser Komplex paramagnetisch oder diamagnetisch?
b) Berechnen Sie den Wert für die Ligandenfeldaufspaltung für diesen Komplex (in kJ/mol).
2. Bei einer Routine-Untersuchung bei Ihrem Hausarzt fällt eine ungewöhnlich niedrige
Hämoglobin-Konzentration im Blut auf. Es scheint sich um eine Eisenmangelanämie zu handeln,
so dass er Ihnen ein Eisenpräparat empfiehlt. Sie erinnern sich dunkel an eine Chemie-Vorlesung ,
wo man Ihnen versucht hat, zu erklären, warum Sie Eisenpräparate nicht zusammen mit Ihrem
Lieblings-5-Uhr-Tee einnehmen sollten und wollen der Sache auf den Grund gehen.
Die Tablette wiegt 3,00 g und enthält laut Hersteller 450 mg EisengluconatDihydrat (C12H22FeO14 * 2 H2O; M = 482 g/mol; M (Fe) = 55,85 g/mol)).
Sie zermörsern das Ding und lösen 0,050 g davon in Wasser, geben einen
passenden Puffer zu sowie eine Lösung von Phenanthrolin als Liganden und
füllen auf ein Volumen von 200 mL auf. Die orange Lösung liefert Ihnen
eine Absorbanz A1 von 0,80.
N
N
Dann opfern Sie 20 mL Ihres Lieblingstees und lösen darin analog
0,050 g der Tablette. Die Lösung färbt sich grau-braun, was auf eine
Komplexbildungreaktion der im Tee enthaltenen Polyphenole (u.a.
Epigallocatechingallat; M = 458 g/mol; fungiert als zweizähniger
Ligand) mit den Fe2+-Ionen hinweist. Sie fügen erneut Puffer und
Phenanthrolin-Lösung hinzu, füllen auf ein Volumen von 200 mL auf
und messen die Absorbanz A2 = 0,20.
Wir nehmen an, dass bei der Messwellenlänge nur der FePhenantholin-Komplex, nicht aber der EpigallocatechingallatKomplex absorbiert.
a) Formulieren Sie die Bildung des Eisen-Phenantholin-Komplexes. Welchen pH-Bereich sollten
Sie in etwa einstellen?
b) Welche Masse an Epigallocatechingallat ist in einem Liter Ihres Lieblingstee enthalten?
c) Wie viel müssten Sie davon trinken, um die Wirkung der Eisentablette komplett aufzuheben?
Heimübung:
Obwohl Cyanidkomplexe meist farblos sind, lassen sie sich auf indirektem Weg im Prinzip zur
Konzentrationsbestimmung einer Cyanid-Lösung benutzen. Co3+-Ionen bilden mit Cyanid-Ionen
einen sehr stabilen Cyano-Komplex, der deutlich stabiler als der intensiv orange gefärbte
Amminkomplex von Co3+ ist.
20,0 mL einer Co3+-Lösung der Konzentration 5,00 mmol/L werden mit 200 mL dest. Wasser und
30,0 mL einer Ammoniak-Lösung (c = 0,50 mol/L) versetzt. Die entstandene Lösung liefert bei der
photometrischen Bestimmung in einer Küvette der Schichtdicke d = 1,0 cm eine Absorbanz von
1,25. Wird die gleiche Menge an Co3+-Lösung zu 200 mL der Cyanid-Lösung unbekannter
Konzentration gegeben und anschließend wieder mit 30 mL der Ammoniak-Lösung versetzt, misst
man nur eine Absorbanz von 0,25. Nehmen Sie an, dass die Komplexbildungsgleichgewichte
jeweils weit auf der Seite der Komplexe liegen.
a) Formulieren Sie die beiden Komplexbildungsgleichgewichte.
Wie groß ist der Absorptionskoeffizient des gebildeten Ammin-Komplexes?
b) Berechnen Sie die Masse an Cyanid, die in einem Liter der gegebenen Cyanid-Lösung vorlag.
[Lösung:
a) ε = = 3,13 ⋅ 103 L mol−1 cm −1
b) m(CN–) = 62,4 mg]