Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Химия / Конспекты / Поурочный план по химии на тему "Комплексные соединения" (11 класс)

Поурочный план по химии на тему "Комплексные соединения" (11 класс)

  • Химия

Поделитесь материалом с коллегами:



МБОУ «СОШ №3 г. Мамадыш»









Тема:






hello_html_m227a768.gif
























Учитель химии: Камалова М.И.




Тема урока:


hello_html_m71afbf72.gif

(Чудесный секрет мастера Турнбуля)


Цель:

Сформировать понятия о составе, строении и основах номенклатуры комплексных соединений;

Познакомить учащихся с их свойствами, способами получения и применения;

Стимулировать познавательный деятельность учащихся;


Оборудование и реактивы:

Таблицы и слайды: «Пространственные строения комплексных соединений», « Строение гемоглобина и хлорофилла», « Название лигандов», « Названия комплексных соединений», вытяжка хлорофилла, штатив с пробирками, стеклянные палочки, к. HCI, NH4OH, растворы CuSO4, Fe2(SO4)3 , CoCI2, NiCI2, желтая и красная кровяные соли, держатель, растворы KCNS, FeSO4, H2O, на столах учащихся карточка с алгоритмом. Костюмы мастера Турнбуля и подмастерья.

Плакаты с высказываниями: « Многие вещи нам непонятные не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сие вещи не входят в круг наших понятий»

Козьма Прутков

Только с появлением теории Вернера химия комплексного соединения утратила характер лабиринта или темного леса, в котором исследователь рисковал заблудиться… ныне в этом лесу проложены широкие дороги.



Ход урока


Учитель: Сегодня нам предстоит расследовать чудесный секрет мастера Турнбуля, который сумел в такой степени усовершенствовать применение одного из веществ, что оно получило огромную ценность и увековечило имя этого мастера

Учитель: В 1780-1790 г.г. дед английского физика и химика У. Рамзая, носивший фамилию Турнбуль, владея заводом, на котором производились вещества, применяемые для крашения тканей.

В класс входят мастер Турнбуль и его ученик – подмастерья

( в соответствующей одежде)

Подмастерье: Великий мастер! Как прекрасны ткани, окрашенные краской, созданной на вашем заводе! Этот неповторимый цвет лазури пользуется большим успехом. Вы слышали, что Вашу синюю краску уже называют Вашим именем –

« Турнбулева синь или турнбулева лазурь». Великий мастер, объясните мне, какое же вещество является причиной столь чудесной окраски ткани. Неужели Вы никогда не раскроете свой секрет?

Турнбуль: Да, я немало потрудился для создания этого чуда

( показывет окрашенный образец ткани). А технология окраски тканей по моему методу очень проста: она заключается в протравливании ткани раствором сульфата железа ( II) и последующей обработке и раствором… А вот тут- то весь секрет! Что это за чудесное соединение, тебе придется узнать самому. Постарайся, попробуй!

Уходя, Турнбуль вручает своему ученику баночку с кристаллами вещества и лист бумаги, на котором написано: « Красная кровяная соль: М = 329 г/моль, W(K) = 35, 56%, W (Fe) = 17, 02%, W(C) = 21,88%, остальное азот.

( расположите элементы по мере возрастания электроотрицательности)

Подмастерье: Да… Вот загадка так загадка ( обращается классу). Может вы мне поможете

( прикрепляет лист бумаги к доске и уходит)

Учитель: Вот он секрет мастера, сделавший его знаменитым, а имя его бессмертный. Какое же это соединение? Как оно построено, какое значение подобные вещества, имеет в жизни человека, в природе, технике. Как их можно получить? На все эти вопросы нам и предстоит сегодня ответить.

Предлагайте пути решения задачи

Решают задачу на местах.

Формула: K3FeC6N6

Учитель: К какому классу соединений может принадлежать вещество такого состава?. После обсуждения учащихся делают вывод, что это соль, но соль сложная относящаяся к комплексным соединением.

K3[Fe(CN)6] – это красная кровяная соль.

K3[Fe(CN)6] = 3К+ +[Fe(CN)6]3-

Ученик: В середине 19 в. в химии господствовало классическое учение о валентности, разработанное Э. Франклендом, А. Кекуле и другими учеными. Оно объясняло структуру лишь бинарных веществ, таких как H2O, HCI, NH3, CH4 и другие. По мере развития химии ученые все чаще стали сталкиваться с необычными соединениями.

Оказалось, что простейшие бинарные соединения, в которых валентные возможности атомов уже насыщены, способны соединяться друг с другом, образуя более сложные вещества

Например:

NH3 + H CI NH4CI Опыт учителя

Подобные вещества сложного состава назвали комплексными соединениями. Комплексные соединения получается, например, в результате взаимодействия сульфата меди ( II) с раствором аммиака:

Опыт: CuSO4 + 4NH3 = [Cu(NH3)4] SO4

Комплексное соединение ярко- синего цвета

Неясна была причина многообразия комплексных соединений, объяснение их состава и строения не укладывалась в рамки классической теории валентности.

Учитель: Все это привело к созданию новой координационной теории – теории строения комплексных соединений.

Хотя комплексные соединения были известны более двух столетий, причина их образования долгое время оставалось загадкой.

В 1893 г. швейцарский химик Альфред Вернер систематизировал и обобщил экспериментальный материал об этих веществах и разработал координационную теорию.

В основу этой теории легли предложения о пространственном строении веществ и теория электролитической диссоциации. Большой вклад внесли в разработку этой теории ученые Л.А. Чугаев, А.А. Гринберг, И.И. Черняев.

Координационная теория использует понятия:

- комплексные соединения, атом – комплексообразователь ( центральный атом);

-лиганды ( атомы, ионы, полярные и неполярные молекулы, связь с центральным атомом)

- координационное число атома – комплексообразования ( число лиганд)

В соответствии с координационной теорией Вернера атомы большинства химических элементов наряду с обычной валентностью, названной главной, проявляют побочную валентность. Атомы каждого элемента стремятся насытить как главную, так и побочную

[Со(NH3)6]CI3

NH3 CI NH3

hello_html_m5ee0d1.gif

hello_html_m2724433d.gifhello_html_m73a19f0.gif


hello_html_438e1b6b.gifhello_html_m8dab612.gifhello_html_809f945.gifhello_html_m2bddf96.gifhello_html_m2bddf96.gifNH3Co NH3

hello_html_32a8a2bc.gif

CI


CI NH3

NH3


Co – комплексообразователь ( центральный атом)

NH3 – лиганда ( нейтральная молекула, который насыщет побочную валентность комплексообразователя

[Со(NH3)6] – координационная внутренняя сфера комплексного соединения

[Со(NH3)6]3+ - заряд комплексного иона – это алгебраическая

сумма зарядов иона – комплексообразователя и лигандов

- ионы или молекулы не входящие в состав внутренней координационной сферы составляет внешнюю координационную сферу.

- координационное число – от 1 до 14, чаще 2,4,6,8

кhello_html_7575f7b6.gifhello_html_mf9a133e.gifhello_html_32a8a2bc.gifhello_html_m64d875ce.gif.ч. = 6 к.ч. = 4



hello_html_1bb35cbd.gifhello_html_5e952daa.gifhello_html_m536ccbd5.gif

hello_html_40862967.gifhello_html_40862967.gifhello_html_40ce3d4c.gifhello_html_40862967.gifhello_html_1bb35cbd.gifhello_html_m79dc8748.gifhello_html_m20db2e00.gif

hello_html_m559f2f12.gifhello_html_m978cad5.gif

hello_html_7e373e1f.gifhello_html_mebda11b.gif

hello_html_40ce3d4c.gifhello_html_m291cb7e.gifhello_html_466d0b94.gif

hello_html_m1c3bb5d2.gifhello_html_25830eeb.gif



октаэдрическое тетраэдрическое квадрат


На слайде схема

внешняя к. сфера

hello_html_353dff75.gifhello_html_353dff75.gifhello_html_353dff75.gifВнутр. к. сфера

hello_html_m2fd3af.gifhello_html_m294b5e27.gifo (NH3)6] CI3

hello_html_3e2e2dd9.gif лиганды


координационное число

Ион-ком-ль



Задание учащимся

Вариант 1. [Cu(NH3)4] SO4

Вариант 2 K3 [Fe(CN) 6]

- укажите ион комплексообразователь, лиганды, координационное число, внешние и внутреннее сферы.

Рассчитайте заряды комплексного иона, иона комплексообразователя и лигандов. Предскажите возможное пространственное строение комплексного иона.


Комплексные соединения образуется d элементами. d элементы иначе называют переходными элементами. Наличие вакантными. D- орбиталей наделяет переходные элементы способностью к комплексообразователю. Недаром химию комплексного соединения иногда называют химией переходных элементов.


Номенклатура

Название комплексного соединения состоит из названия комплексного иона и названия внешней сферы. Сначала указывают название аниона, затем катиона.

Название комплексного иона начинается перечисления названии лигандов

( таблица №1), их число указывают? Приставками. Вслед за названием центрального атома указывают его степень окисления.


Таблица №2.

u(NH3)4] SO4 – сульфат тетрааммин меди ( II)

комплексный катион

Таблица №3

K3 [Fe(CN) 6] – гексацианоферрат (III) калия

Комплексный анион


Закрепление изученного

1) Используя таблицы 1-3 дайте названия следующим названиям:

1) Вариант №1 [AI(H2O] CI3, Na3[Ag(S2O3)2]

Вариант №2. Na3[AI(OH)6] [Co(NH3)6]

2) Составьте формулу комплексного соединения по его названию, напишите уравнение электролитической диссоциации этого соединения:

Вариант №1 тетрагидрооксокупрат (II) натрия Na2[Cu2+(OH)4]2-

Вариант №2. гексанитрокобальтат (III) калия K3[Co3+(NO2-)6]3-

После выполнения проверяется

Учитель: Комплексные соединения очень много, чрезвычайно распространены в природе. Их больше, чем всех остальных неорганических веществ. Такие природные соединения, как гемоглобин крови и хлорофилл зеленых растений – тоже комплексные соединения.

- демонстрация таблиц или слайдов со строением гемоглобина и хлорофилла

- показывает вытяжку хлорофилла


Применение комплексных соединений

Как катализаторы , при получении

  1. полимеров

  2. переработка нефти

  3. производства кислот

  4. синтетических моющих средств

  5. лаков

- в борьбе с коррозией

- для устранения жесткости воды, очистка воды

-для получения особо чистых металлов ( Cu, W, Ag, AI, Pt, Fe, Au)

- в аналитической химии для определения многих ионов, а кроме того для получения красителей.

Именно эти стороны их применения позволят нам разгадать секреты Турнбуля.

Сообщение ученика:

Комплексные соединения используют как пигменты масляных красок, т.к. они имеют разнообразную яркую окраску. Самым первым искусственно полученным пигментом была берлинская лазурь интенсивно синего цвета. Берлинская лазурь была случайно получена в 1704 г. немецким мастером Дисбахом, готовившим краски для художников. В России её применяли с давних пор для окраски тканей, бумаги в иконописи и при создании фресок.

М.В. Ломоносов в своем рапорте президенту А.Н. К. Разумовскому в январе 1750 г. писал: « В конце прошлого лета и по осени искал я способов как делать лазурь берлинскую, которой два сорта при селе прилагаю». Ломоносов синтезировал берлинскую лазурь из …

2 Fe(SO4)3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 6K2SO4

Эту реакцию применяют до сих пор в промышленности и в лабораторной практике.


Лабораторный опыт

( учащиеся делают опыт получение берлинской лазури)


Сообщение ученика:

Где же брали фабриканты желтую кровяную соль для изготовления красок? Желтая кровяная соль или синильно- кислый поташ или синьками комплект состава K4[Fe(CN)6] называемый в наше время гексацианоферратом (II) калия, вещество ядовитое. В одном из законов Российского государства, изданном 1830 г было сказано, что покупка синьками разрешается только по свидетельству земской полиции. Это соединение получали из животных отбросов ( кровь, копыта, шкуры, сухая рыба, кожа, мясо, щетина, шерсть и другие).

В 1749 г. Правительственный сенат постановил отпускать Московским купцам П. Сухареву и И. Беляеву бычью кровь « с богом безнадежно…ибо она стекает на землю и пропадает туне, от которой в летнее время бывает… пребезмерная духота и вонь смрадная». Отходы нагревали вместе с карбонатом калия и железными опилками. Животные отбросы содержат серу и азот. При их прокаливании с карбонатом калия и железом образуются цианид калия и сульфид железа. Затем спек обрабатывают горячей водой.

6KCN + FeS = K4[Fe(CN)6] + K2S

K4[Fe(CN)6] употребляли в больших количествах для окраски хлопчатобумажных тканей и шелка в синий цвет, для производства синей краски – берлинской лазури.

Учитель: Наряду с желтой кровяной солью широко используется для получения красителя и красная кровяная соль – K3[Fe(CN)6] которая получается при обработке желтой кровяной соли газообразным хлором.

Красную кровяную соль образует вещество при взаимодействии с ионами Fe2+ На этом свойстве основано её использование при копировании чертежей на синьках.

Лабораторный опыт

Учитель: Из желтой кровяной и красной кровяной солей должно получить пигменты разнообразной окраски.

На доске уравнения химических реакций:

hello_html_57aed7ff.gif

2CoCI2 + K4[Fe(CN)6] = Co2[Fe(CN)6] + 4KCI

hello_html_57aed7ff.gifкоричневый

2 NiCI2 + K4[Fe(CN)6] = Ni2[Fe(CN)6] + 4KCI

hello_html_57aed7ff.gifзеленый

oCI2 + 2 K3[Fe(CN)6] = Co3[Fe(CN)6] 2 + 6KCI

красный

3hello_html_57aed7ff.gifNiCI2 + 2K3[Fe(CN)6] = Ni3[Fe(CN)6] 2 + 6KCI

Желтый

В аналитической химии для определения ионов Fe2+ иFe3+ используют реакции:

3FeCI3 + 2K3[Fe(CN)6] = Fe3[Fe(CN)6]2 + 6KCI турнбулева синь

4FeCI3 + 3K4[Fe(CN)6] = Fe4[Fe(CN)6]3 + 12KCI берлинская лазурь

Учитель: Я думаю, теперь вы можете раскрыть секрет мастера Турнбуля

Подмастерье: Ребята! Какое вещество находится в баночке, которую вручил мне мастер Турнбуль. Как Турнбуль использовал это вещество при окраске ткани?. Как называют соединения, к которым относятся красная кровяная соль и турнбулева синь? Кем и когда создана теория объясняющая их строение?

Подмастерье: Спасибо вам за помощь. Теперь я во всем разобрался.

Поспешу к мастеру, я уверен, что у великого Турнбуля есть в запасе ещё немного секретов

Учитель: Сегодня вы не только разгадали чудесный секрет мастера Турнбуля, но и узнали ещё много секретов о комплексных соединениях.

Поистине мир веществ богат и разнообразен и открывает он свои тайны только тому, кто настойчиво добивается этого.

Домашнее задание : Записи в тетради.


































Автор
Дата добавления 29.09.2015
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров282
Номер материала ДВ-018106
Получить свидетельство о публикации

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх