شیمی

 هدف : هدف از انجام این آزمایش تهیه ی نمک مضاعف سولفات آمونیوم مس II و کمپلکس تتراآمین مس II سولفات منوهیدرات و مقایسه ی بعضی از خواص آن ها.

وسایل مورد نیاز : بشر250 میلی لیتر – قیف – پیپت – کاغذ صافی-  کاغذ تورنسل – لوله ی آزمایش – سولفات مس – سولفات آمونیوم – محلول آمونیاک – اتانول – آمونیاک 6 نرمال – سولفات مس متبلور   – همزن – هیتر – ترازو

تئوری ازمایش :نمک های مضاعف مس II آمونیوم سولفات هگزا هیدرات  که نسبت مولی یون های تشکیل دهنده ی آن ها ثابت است. نمک های مضاعف را می توان یک سیستم 3 جزئی به حساب آورد که یک جزء آن آب و دو جزء دیگر دو نمک ساده می باشند. که اولاً باید شعاع کاتیون ها، ثانیاً نسبت مولی ساده یکسان و ثالثاً شکل و سیستم بلوری یک یباشند. بنابراین یک نمک مضاعف با شبکه ی بلوری مشابه نمک های ساده به کار رفته تشکیل می شود. نمک های مضاعف از نظر شکل ظاهری دارای انواع گوناگون از جمله ارتومِبیک و منوکینیک و غیره می باشند که هر یک دارای خصوصیات منحصر به فرد هستند. این خصوصیات که شامل طول یال شبکه ی بلور، شعاع کاتیون و اندازه ی زوایای وجوه می باشد که توسط پراش اشعه ی X تعیین می گردند. تشکیل یک نمک مضاعف باعث بوجود آمدن ساختمان پایدارتری خواهد شد. بطوری که انرژی ازاد تشکیل یک نمک مضاعف متبلور٫ از مجموع انرژی های ازاد تشکیل نمک های اجزاء سازنده بزرگتر است.

چند نمونه از نمک های مضاعف عبارتند از :

الف) زاج ها : با فرمول عمومی ، سولفات مضاعف آمونیوم آهن II با شش مولکول اب ،

ب) کلرید مضاعف پتاسیم منیزیم با شش مولکول اب تبلور  

مشخصات بلور منوکینیک   سولفات مضاعف مس آمونیوم

کمپلکس : در کمپلکس ها پیوند فلز و گروه های غیر فلزی دهنده ی الکترون لیگاند از نوع پیوند در کئوردیناسیون می باشد. لیگاندها را وابسته به تعداد اتم کئودینانس شونده به لیگاندهای یک دانه، دو دانه و ... تقسیم می کنند. لیگاندهای کی لیت دهنده می توانند، همزمان از بیش از یک موقعیت به فلز متصل شوند. کی لیت کمپلکس های پایدارند و حلقهی 5 و 6 عضو آن ها پایدارترند. کمپلکس هایی که اتم مرکزی آن ها شعاع یونی کوچک دارند، آهسته تر از آن هایی که یون های مرکزی بزرگتری دارند در واکنش شرکت می کنند. یون های کوچک پربار پایدارترین کمپلکس ها را تشکیل می دهند. کمپلکس ها را به انواع کمپلکس های ورنر (که خصوصیت یونی بیش تر دارند) و کمپلکس های کربونیل فلز آلی فلزی (پیوند فلز – کربن) (بیش تر خصلت کوالانسی دارند) دسته بندی کرده اند. کمپلکس ها دارای ساختمان های گوناگون هستند. ساختمان مربع مسطح که هیبریداسیون آن  و ساختمان چهاروجهی که هیبریداسیون   و ساختمان هشت وجهی که هیبریداسیون   می باشند.

تفاوت نمک مضاعف و نمک کمپلکس :

1-   نمك هاي مضاعف در اثر انحلال در آب به يون هاي تشكيل دهنده خود تبديل مي شوند. در صورتي كه كمپلكس ها چنين نيستند. مانند پتاسيم هگزا سيانو فرات II در آب حل شده و محلولي را مي دهد كه هيچنوع واكنش مشخص كننده ي يون   ندارد. زيرا اين يون در محيط آزاد نيست. و بصورت   وجود دارد. اين يون يك يون كمپلكس است.

2- در بقيه ي كمپلكس اگر مقدار ليگاند بيش از مقدار استوكيومتري باشد مشكلي ايجاد نمي شود. در صورتي كه در تهيه ي نمك مضاعف اگر مقدار يكي از دو نمك بيش از نسبت استوكيومتري باشد، محلول ناخالص بدست مي آيد.

1- روش آزمايش :

تهيه ي كمپلكس تتراآمين مس II سولفات منوهيدرات   يگرم سولفات مس بصورت پودر بسيار ريز را در داخل بشر پلاستيكي كه قبلاً كاغذ صافي خشك كرده بوديم مي ريزيم. سپس 5/12 ميلي ليتر محلول آمونياك %15 بر روي آن اضافه كرديم تا حل شود. آن گاه روي محلول بدست آمده 5/7 ميلي ليتر اتانول را از جدار بشر طوري اضافه كرديم كه اختلاط بين كمپلكس و الكل رخ ندهد. (وفاز تشكيل گرديد. بعد محصول را در محيط آزمايشگاه قرار داديم تا كريستال ها تشكيل گرديد و آن را با قيف بوفنر صاف كرديم. بعد با 5 ميلي ليتر آمونياك غليظ و همراه با 5 ميلي ليتر اتانول، كريستال ها را شستشو داديم و بعد در دستگاه تهويه قرار داده تا خشك گردد.

2-    روش آزمايش : تهيه ي سولفات مضاعف مس آمونيوم  

در يك بشر مقدار 5 گرم سولفات مس متبلور سولفات آمونيوم را به صورت پودر ريز مي باشد ميريزيم. بعد 13 ميلي ليتر آب مقطر به آن اضافه كرده حل مي نمائيم. بطور ملايم محلول را گرم كرده و بهم مي زنيم تا كاملاً حل گردد. دوباره داخل بشر 30 ميلي ليتر آب مقطر اضافه كرديم و سپس از جوشاندن محصول حاصل را توسط كاغذ صافي روي قيف صاف كرديم. و در آزمايشگاه نگه داشته تا بلورها به آرامي تشكيل گردد. بلورها يصورت منو كينيك متبلور مي شوند.

عمليات تكميلي :

1- 5/0 گرم مس سولفات پنج آبه متبلور را در يك لوله ي آزمايش پريكس حرارت دهيد. (با كمك گيره) تا بصورت   بي آب درآيد. حال 3-2 سي سي آب مقطر به آن اضافه نمائيد. تغيير رنگ را مشاهده مي كنيد يادداشت نمائيد. سپس 5 ميلي ليتر آمونياك 6 مولار را قطره قطره به آن اضافه نمائيد. مشاهدات خود را توضيح دهيد.

ج(جواب) الف : وقتي سولفات مس پنج آبه (آبي تيره) متبلور را حرارت داديم آب خود را در اثر حرارت از دست داده، رنگ سولفات مس بي آب سفيدرنگ شد.

ب: 2 تا 3 سيسي آب كه اضافه كرديم در نتيجه سولفات مس در آب حل شده و هيدروكسيد مس   تشكيل گرديد.

ج : بعد از اضافه كردن آمونياك 6 مولار رسوب   را حل كرده و نمك مضاعف تتراآمين مس ii سولفات   و   كه رنگ سبز آبي كم رنگ مايل به فيروزه اي تشكيل گرديد.

3-  مقدار كمي از نمك مضاعف مس آمونيوم را در لوله ي آزمايش پيركس قرار دهيد. و به ملايمت حرارت دهيد. تغييرات رنگ را در ضمن حرارت ملايم يادداشت نمائيد. و گازي را كه از لوله خارج مي شود، به كمك كاغذ  PH شناسايي كنيد. حجم سياهرنگي در ته لوله ايجاد مي شود كه در اثر حرارت بيش تر به اكسيد قرمز رنگ تبديل مي شود. واكنش هاي انجام شده را بنويسيد.

جواب : از لوله آمونياك، آب، تري اكسيد گوگرد خارج مي شود و اكسيد مس II سياهرنگ بوجود مي آيد. و در نهايت به اكسيد مس I قرمزرنگ تبديل مي شود.

رنگ كاغذ تورنسل توسط   به رنگ آبي در مي آيد.