Добрый день, уважаемые читатели. Сегодня мы поговорим с вами о некоторых сложных аммиакатах различных металлов, их свойствах, а также возможном применении.
Итак, что же такое аммиакаты вообще?
Аммиакаты (амминокомплексы) — это комплексные соединения — продукты взаимодействия солей с аммиаком. Аммиак в таких соединениях выступает в качестве лиганда. В зависимости от количества аммиачных лигандов выделяют несколько типов аммиакатов: моноаммины (1 лиганд), диаммины (2 лиганда), триаммины (3 лиганда), тетраммины (4 лиганда), пентаммины (5 лигандов), гексаммины (6 лигандов) и пр.
Про некоторые аммиакаты мы уже упоминали в других наших статьях (например, про сульфат тетраамминмеди). Сегодня же мы поговорим про соединения более сложного состава — аммиакаты ферроцианидов (и феррицианидов). Получить подобные аммиакаты можно двумя основными способами:
I. Осаждением соответствующей соли в аммиачной среде;
II. Действием газообразного аммиака на уже сформированный ферроцианид (феррицианид).
Вообще способность ферроцианидов обратимо сорбировать аммиак была замечена достаточно давно. В наибольшей степени к образованию аммиакатов при этом склонны ферроцианиды переходных металлов. При этом «степень насыщенности» аммиаком получившихся аммиакатов зависит от его концентрации в исходном растворе либо газовой фазе. Достаточно богатый аммиаком продукт кристаллизуется при осаждении солей никеля из концентрированных аммиачных растворов.
1. Для проведения первого опыта необходимо в правом стакане растворить 1-2г красной кровяной соли в 80-100 мл воды, а в левом стакане 1-2г жёлтой кровяной соли в 80-100 мл воды. Если к полученным растворам прилить 3-5% раствор сульфата никеля, то в правом стакане выпадет коричневый осадок гексацианоферрата(III) никеля, а в левом стакане — серо-зелёный осадок гексацианоферрата(II) никеля.
Теперь к полученным осадкам необходимо прилить избыток 10-25% раствора аммиака — образовавшиеся осадки в обоих стаканах растворятся — в растворах образуются соответствующие аммиакаты, которые следом начнут кристаллизоваться из растворов. При этом в правом стакане раствор станет более темным, но его цвет в целом останется тёмно-коричневым. В левом же стакане в зависимости от соотношения реагентов и количества прилитого аммиака цвет раствора может быть от слабо-фиолетового, до зелёного.
Вживую это выглядит вот так:
Судя по всему концентрации аммиака в левом стакане было недостаточно для получения аммиаката с максимальной «степенью насыщения» т.к. по литературным данным он имеет фиолетовый цвет. Поэтому повторим опыт несколько иначе.
2. Для проведения второго опыта необходимо в стакане смешать 3-5г жёлтой кровяной соли и 1-2г сульфата никеля. Далее необходимо полученную смесь растворить в большом избытке 10-25% раствора аммиака. В растворе выпадет фиолетовый осадок аммиаката гексацианоферрата(II) никеля: Ni₂[Fe(CN)₆]*12NH₃*9H₂O. Вот это то что нужно.
Вживую это выглядит вот так:
Если к небольшому количеству полученного осадка приливать порциями дистиллированную воду и тщательно перемешивать, то изначально цвет раствора измерится на синий, а потом на зелёный. Суть в том, что по мере добавления воды падает концентрация аммиака в растворе и от комплексного аммиаката отщепляется часть молекул аммиака.
Синий цвет раствора обусловлен образованием Ni₂[Fe(CN)₆]*8NH₃*4H₂O, а зелёный — Ni₂[Fe(CN)₆]*2NH₃*9H₂O. Кроме того из разбавленных растворов аммиака возможна кристаллизация аммиакатов следующего состава: Ni₂[Fe(CN)₆]*10NH₃*4H₂O и Ni₂[Fe(CN)₆]*4NH₃*H₂O.
При осаждении солей меди из крепких аммиачных растворов выпадает чёрный, имеющий в проходящем свете изумрудно-зелёный цвет аммиакат Cu₂[Fe(CN)₆]*8NH₃*H₂O. Для демонстрации данного явления проведём несложный опыт.
3. Для проведения третьего опыта необходимо в правом стакане растворить 1-2г красной кровяной соли в 80-100 мл воды, а в левом стакане 1-2г жёлтой кровяной соли в 80-100 мл воды. Если к полученным растворам прилить 3-5% раствор сульфата меди, то в правом стакане выпадет жёлто-коричневый осадок гексацианоферрата(III) меди, а в левом стакане — коричневый осадок гексацианоферрата(II) меди.
Если к полученным осадкам прилить избыток 10-25% раствора аммиака, то образовавшиеся осадки в обоих стаканах частично растворятся — в растворах образуются аммиакаты гексацианоферрата меди. При этом в правом стакане раствор станет изумрудно-зелёного цвета. В левом же стакане цвет раствора становится практически чёрным с небольшим изумрудно-зелёным оттенком. Для полного перевода изначального осадка в аммиакат необходимо использовать концентрированный раствор аммиака.
Вживую это выглядит вот так:
При этом полученный аммиакат достаточно легко теряет 4 молекулы аммиака переходя в Cu₂[Fe(CN)₆]*4NH₃*4H₂O. Предположительно из разбавленных аммиачных растворов выделяется аммиакат такого же состава.
Сухой ферроцианид меди также способен активно поглощать газообразный аммиак давая продукт присоединения Cu₂[Fe(CN)₆]*8NH₃. При этом цвет продукта будет изменяться от красно-коричневого до тёмно-зелёного.
Если же мы будем осаждать ферроцианид кадмия из крепких аммиачных растворов, то в осадок выпадет белый Cd₂[Fe(CN)₆]*6NH₃*xH₂O. При этом из разбавленных растворов выпадает более бедный аммиакат Cd₂[Fe(CN)₆]*4NH₃*xH₂O. Для демонстрации данного явления проведём ещё один простой опыт.
4. Для проведения четвёртого опыта необходимо в правом стакане растворить 1-2г красной кровяной соли в 80-100 мл воды, а в левом стакане 1-2г жёлтой кровяной соли в 80-100 мл воды. Если к полученным растворам прилить 3-5% раствор нитрата кадмия, то в правом стакане выпадет жёлто-коричневый осадок гексацианоферрата(III) кадмия, а в левом стакане — белый осадок гексацианоферрата(II) кадмия.
Далее к полученным осадкам необходимо прилить избыток 10-25% раствора аммиака — в правом стакане образовавшийся осадок практически полностью растворится с образованием жёлто-коричневого раствора. В левом стакане выпадет описанный выше аммиакат.
Вживую это выглядит вот так:
Если к небольшому количеству полученного в правом стакане раствора прилить большой избыток дистиллированной воды и тщательно перемешать, то в растворе начнёт выпадать жёлто-коричневый осадок гексацианоферрата(III) кадмия. Дело в том, что данное комплексное соединение устойчиво только в насыщенных аммиачных растворах, а в сильно разбавленных разрушается.
Вживую это выглядит вот так:
Таким образом наша статья подходит к концу. Думаю очевидно, что основной областью применения рассмотренных аммиакатов может стать применение в качестве химических сенсоров концентрации аммиака и ограниченно сорбентов аммиака.
А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!
Список использованной литературы:
2. Тананаев И. В. Химия ферроцианидов. — М.: Наука, 1971. — 320 с.