Lớp 12 · Hoá Học
Bài 29
Một số tính chất và ứng dụng của phức chất
Ba dấu hiệu nhận biết phản ứng tạo phức chất trong dung dịch; sự tạo phức của ion kim loại chuyển tiếp (với $\text{NH}_3$, $\text{Cl}^-$); phản ứng thế phối tử (thế một phần và thế toàn bộ); cùng các ứng dụng quan trọng của phức chất trong y học, công nghiệp, hoá phân tích, kĩ thuật và sinh học.
1
Ba dấu hiệu nhận biết phản ứng tạo phức chất
▼
3 DẤU HIỆU — "KẾT · TAN · MÀU"
Phản ứng tạo phức chất trong dung dịch nhận biết qua: xuất hiện kết tủa, hoà tan kết tủa, hoặc thay đổi màu sắc.
⬇️
Kết tủa
Phức tạo thành ít tan
💧
Hoà tan kết tủa
Phức mới bền/tan hơn
🎨
Đổi màu
Phức mới có màu khác
| Dấu hiệu | Ví dụ minh hoạ |
|---|---|
| Xuất hiện kết tủa | $[\text{Al(H}_2\text{O)}_6]^{3+} + 3\text{OH}^- \rightarrow [\text{Al(OH)}_3(\text{H}_2\text{O)}_3]\downarrow + 3\text{H}_2\text{O}$ (keo trắng) |
| Hoà tan kết tủa | $\text{AgCl} + 2\text{NH}_3 \rightarrow [\text{Ag(NH}_3)_2]^+ + \text{Cl}^-$ |
| Đổi màu dung dịch | $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ (xanh) $\rightarrow [\text{CuCl}_4]^{2-}$ (vàng) |
2
Sự tạo phức của Cu(2+) với ammonia
▼
🧪
Nhỏ từ từ $\text{NH}_3$ vào dung dịch $\text{CuSO}_4$. Vì $\text{NH}_3$ là base yếu: $\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{NH}_4^+ + \text{OH}^-$, nên $\text{OH}^-$ sinh ra phản ứng trước.
Giai đoạn 1 — Tạo kết tủa xanh nhạt
$[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 2\text{OH}^- \rightarrow [\text{Cu(OH)}_2(\text{H}_2\text{O)}_4]\downarrow + 2\text{H}_2\text{O}$
Giai đoạn 2 — $\text{NH}_3$ dư hoà tan kết tủa, dung dịch xanh lam
$[\text{Cu(OH)}_2(\text{H}_2\text{O)}_4] + 4\text{NH}_3 \rightarrow [\text{Cu(NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O)}_2]^{2+} + 2\text{OH}^- + 2\text{H}_2\text{O}$
👀
Hiện tượng: ban đầu xuất hiện kết tủa xanh nhạt (xanh lơ), sau đó khi $\text{NH}_3$ dư thì kết tủa tan, dung dịch chuyển sang màu xanh lam đặc trưng.
3
Sự tạo phức của Cu(2+) với chloride và bảng màu phức chất
▼
$\text{Cu}^{2+}$ tác dụng với HCl đặc ($\text{Cl}^-$)
$[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 4\text{Cl}^- \rightarrow [\text{CuCl}_4]^{2-} + 6\text{H}_2\text{O}$
🟡
Hiện tượng: dung dịch chuyển từ màu xanh ($[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$) sang màu vàng ($[\text{CuCl}_4]^{2-}$). Mẹo nhớ màu của $\text{Cu}^{2+}$: "XANH aqua – VÀNG clo – LAM ammonia".
$[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$
Xanh
$[\text{CuCl}_4]^{2-}$
Vàng
$[\text{Cu(NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O)}_2]^{2+}$
Xanh lam
$[\text{Fe(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$
Lục nhạt
$[\text{Co(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$
Hồng đỏ
$[\text{Cr(H}_2\text{O)}_6]^{3+}$
Xanh tím
| Phức chất | Màu | Phức chất | Màu |
|---|---|---|---|
| $[\text{Fe(H}_2\text{O)}_6]^{3+}$ | Vàng nhạt | $[\text{Co(NH}_3)_6]^{2+}$ | Vàng nâu |
| $[\text{Ni(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ | Xanh lục | $[\text{Cr(OH)}_6]^{3-}$ | Xanh rêu |
| $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$ | Không màu | $[\text{Zn(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ | Không màu |
4
Phản ứng thế phối tử — khái niệm và điều kiện
▼
PHẢN ỨNG THẾ PHỐI TỬ
Là quá trình các phối tử trong phức chất bị thay thế bởi các phối tử khác.
Sơ đồ tổng quát
$[\text{ML}_n] + m\text{L}' \rightarrow [\text{ML}_{n-m}\text{L}'_m] + m\text{L}$
⚖️
Điều kiện: phản ứng thế phối tử xảy ra thuận lợi khi phức chất mới bền hơn phức chất ban đầu. Mẹo nhớ: "Phức MỚI phải BỀN HƠN phức CŨ".
📝
Trong đó: L là phối tử ban đầu, L' là phối tử thay thế. Khi viết phương trình, cần cân bằng cả số nguyên tử và điện tích ở hai vế.
5
Thế một phần và thế toàn bộ phối tử
▼
▸ Thế một phần (chỉ một/một vài phối tử bị thay):
$[\text{PtCl}_4]^{2-} + \text{NH}_3 \rightarrow [\text{PtCl}_3(\text{NH}_3)]^- + \text{Cl}^-$
🔄
Một phối tử $\text{Cl}^-$ bị thay bởi một phối tử $\text{NH}_3$; phức $[\text{PtCl}_3(\text{NH}_3)]^-$ bền hơn ở điều kiện phản ứng.
▸ Thế toàn bộ (tất cả phối tử bị thay):
$[\text{Fe(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 6\text{CN}^- \rightarrow [\text{Fe(CN)}_6]^{4-} + 6\text{H}_2\text{O}$
$[\text{Co(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 6\text{NH}_3 \rightarrow [\text{Co(NH}_3)_6]^{2+} + 6\text{H}_2\text{O}$
$[\text{Co(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 6\text{NH}_3 \rightarrow [\text{Co(NH}_3)_6]^{2+} + 6\text{H}_2\text{O}$
| Tiêu chí | Thế một phần | Thế toàn bộ |
|---|---|---|
| Số phối tử bị thay | Một hoặc một vài | Tất cả |
| Dạng hình học | Thường giữ nguyên | Có thể thay đổi hoặc giữ nguyên |
| Điều kiện | Phức mới bền hơn | Phức mới bền hơn |
💡
Ví dụ $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 4\text{Cl}^- \rightarrow [\text{CuCl}_4]^{2-} + 6\text{H}_2\text{O}$: số phối tử giảm 6 → 4, dạng hình học đổi từ bát diện sang tứ diện.
6
Ứng dụng trong y học và công nghiệp
▼
▸ Trong y học:
💊
Cisplatin $[\text{Pt(NH}_3)_2\text{Cl}_2]$ (dạng vuông phẳng) là thuốc chống ung thư phổ biến: liên kết với DNA của tế bào ung thư, ngăn cản sự phân chia. Lưu ý: đồng phân transplatin (trans-$[\text{PtCl}_2(\text{NH}_3)_2]$) không có hoạt tính chống ung thư.
🏥
Phức chất của bạc có tính kháng khuẩn (dùng trong thuốc); phức chất của gadolinium làm chất tương phản trong chụp MRI.
▸ Trong công nghiệp hoá chất:
🏭
Phức chất của palladium $[\text{Pd(P(C}_6\text{H}_5)_3)_4]$ (triphenylphosphine) là chất xúc tác cho các phản ứng ghép mạch carbon (phản ứng Suzuki, Heck, Sonogashira) trong tổng hợp dược phẩm và polymer.
7
Ứng dụng trong hoá phân tích và kĩ thuật
▼
▸ Trong hoá học phân tích:
🔬
Thuốc thử Tollens $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$ (dạng đường thẳng) dùng phân biệt aldehyde với ketone (phản ứng tráng bạc):
$\text{RCHO} + 2[\text{Ag(NH}_3)_2]^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{RCOO}^- + 2\text{Ag}\downarrow + 4\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O}$.
$\text{RCHO} + 2[\text{Ag(NH}_3)_2]^+ + 2\text{OH}^- \rightarrow \text{RCOO}^- + 2\text{Ag}\downarrow + 4\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O}$.
🧫
Dùng EDTA xác định nồng độ $\text{Ca}^{2+}$, $\text{Mg}^{2+}$; nhận biết $\text{Fe}^{3+}$ bằng $\text{SCN}^-$ (tạo phức màu đỏ máu); nhận biết $\text{Cu}^{2+}$ bằng $\text{NH}_3$ (tạo phức màu xanh lam).
▸ Trong kĩ thuật:
🪞
$[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$ dùng tráng gương, tráng ruột phích, mạ bạc (dung dịch mạ chứa $[\text{Ag(CN)}_2]^-$ hoặc $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$). Mẹo: "GƯƠNG – PHÍCH – MẠ – ALDEHYDE".
📷
Rửa phim X-quang: dùng $\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$ hoà tan AgBr còn dư trên phim:
$\text{AgBr} + 2\text{S}_2\text{O}_3^{2-} \rightarrow [\text{Ag(S}_2\text{O}_3)_2]^{3-} + \text{Br}^-$ (kết tủa AgBr tan thành phức tan trong nước).
$\text{AgBr} + 2\text{S}_2\text{O}_3^{2-} \rightarrow [\text{Ag(S}_2\text{O}_3)_2]^{3-} + \text{Br}^-$ (kết tủa AgBr tan thành phức tan trong nước).
8
Phức chất sinh học
▼
3 PHỨC CHẤT SINH HỌC THIẾT YẾU
Mẹo nhớ: "XANH – Mg, ĐỎ – Fe, $\text{B}_{12}$ – Co".
| Phức chất | Ion trung tâm | Vai trò |
|---|---|---|
| Chlorophyll (diệp lục) | $\text{Mg}^{2+}$ | Hấp thụ ánh sáng cho quang hợp (màu xanh của lá) |
| Hemoglobin (heme) | $\text{Fe}^{2+}$ | Vận chuyển và tích luỹ $\text{O}_2$ (màu đỏ của máu) |
| Vitamin $\text{B}_{12}$ | $\text{Co}^{3+}$ | Tạo hồng cầu, chức năng thần kinh, sản xuất DNA |
🌿
Chlorophyll là phức Mg-porphyrin (ở lục lạp); hemoglobin là phức Fe-porphyrin (ở hồng cầu); vitamin $\text{B}_{12}$ (cobalamin) là phức Co-corrin (có trong thịt, cá, trứng, sữa).
9
Phương pháp giải các dạng bài tập
▼
🧩 Dạng 1 — Nhận biết dấu hiệu tạo phức chất
Quan sát: xuất hiện chất rắn → kết tủa; chất rắn biến mất → hoà tan kết tủa; màu dung dịch thay đổi → đổi màu.
VD: $\text{CuSO}_4$ khan trắng tan trong nước cho dung dịch xanh → dấu hiệu đổi màu (tạo $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$).
🧩 Dạng 2 — Viết phương trình phản ứng tạo phức chất
Xác định phức ban đầu và tác nhân (phối tử mới) → viết phương trình → cân bằng số nguyên tử và điện tích hai vế.
VD: $\text{Ag}^+ + \text{Cl}^- \rightarrow \text{AgCl}\downarrow$; rồi $\text{AgCl} + 2\text{NH}_3 \rightarrow [\text{Ag(NH}_3)_2]^+ + \text{Cl}^-$.
🧩 Dạng 3 — Viết phương trình thế phối tử
Xác định phức và phối tử ban đầu, phối tử thay thế → viết công thức phức sản phẩm → cân bằng.
VD: $[\text{Co(H}_2\text{O)}_6]^{2+} + 6\text{NH}_3 \rightarrow [\text{Co(NH}_3)_6]^{2+} + 6\text{H}_2\text{O}$.
🧩 Dạng 4 — Nhận biết phức chất dựa vào màu sắc
Dùng bảng màu đặc trưng: $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ xanh, $[\text{CuCl}_4]^{2-}$ vàng, $[\text{Cu(NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O)}_2]^{2+}$ xanh lam, $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$ không màu.
★
Tổng kết & ôn tập
▼
| Nội dung | Kiến thức cần nhớ |
|---|---|
| 3 dấu hiệu tạo phức | Kết tủa · Hoà tan kết tủa · Đổi màu ("KẾT – TAN – MÀU") |
| Màu của $\text{Cu}^{2+}$ | Aqua xanh – $\text{CuCl}_4^{2-}$ vàng – ammonia xanh lam |
| Thế phối tử | Phối tử cũ bị thay bởi phối tử mới; điều kiện: phức mới bền hơn |
| Thế một phần / toàn bộ | Một vài phối tử / tất cả phối tử bị thay |
| Y học | Cisplatin $[\text{Pt(NH}_3)_2\text{Cl}_2]$ trị ung thư |
| Kĩ thuật | $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$ tráng gương/mạ bạc; rửa phim X-quang |
| Sinh học | Chlorophyll (Mg), Hemoglobin (Fe), Vitamin $\text{B}_{12}$ (Co) |
📚
Muốn ôn lại lý thuyết đầy đủ, xem thêm công thức, mẹo ghi nhớ và ví dụ chi tiết, hãy đọc bài lý thuyết Bài 29 trên Edus.vn nhé!
Đọc bài chi tiết →
1
—
Điểm: 0/26
⚗️
Cùng luyện Bài 29 – Tính chất & ứng dụng của phức chất!
26 câu: 21 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 3 tự luận
🏆
Tuyệt vời!
0/26
💡 Gợi ý
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ