Câu hỏi mở đầu trang 138

Đề bài: Thuốc thử Tollens là phức chất được sử dụng rộng rãi trong hoá học hữu cơ. Thuốc thử Tollens thường được dùng để phân biệt aldehyde với ketone. Vậy phức chất có tính chất và ứng dụng trong thực tiễn như thế nào?

Lời giải:

Phức chất có nhiều tính chất đặc trưng và ứng dụng trong thực tiễn:

• Tính chất: Nhiều phức chất có màu sắc đặc trưng, có thể tan hoặc kết tủa trong dung dịch, có thể tham gia phản ứng thế phối tử.
• Ứng dụng: làm thuốc chữa bệnh (như cisplatin điều trị ung thư), làm chất xúc tác trong công nghiệp hoá chất, dùng để nhận biết ion kim loại trong dung dịch,…

I. Một số dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất và phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch

1. Một số dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất trong dung dịch

Câu 1 trang 139

Đề bài: Có 3 lọ hoá chất, mỗi lọ đựng dung dịch của một trong các phức chất sau: $[\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+$, $[\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}$, $[\text{Cu}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$. Hãy nhận biết phức chất có trong mỗi lọ dựa vào màu sắc đặc trưng của chúng.

Lời giải:

Dựa vào màu sắc đặc trưng của mỗi phức chất:

Câu 2 trang 139

Đề bài: $\text{CuSO}_4$ khan màu trắng, khi hoà tan trong nước, các phân tử nước liên kết với ion $\text{Cu}^{2+}$ tạo phức chất aqua $[\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}$. Hãy cho biết dấu hiệu nào chứng tỏ phức chất aqua đã tạo thành.

Lời giải:

Dấu hiệu: dung dịch thay đổi màu sắc – từ chất rắn $\text{CuSO}_4$ màu trắng khi tan vào nước cho dung dịch màu xanh. Sự chuyển màu này chứng tỏ phức chất aqua $[\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}$ (có màu xanh) đã được tạo thành.

2. Sự tạo thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp và phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch

Thí nghiệm trang 139 – Sự tạo thành phức chất của Cu²⁺

Đề bài:

• Ống nghiệm (1): Cho 1 mL dung dịch $\text{CuSO}_4$ 5%, thêm 3 giọt NaOH 10%, rồi nhỏ từ từ dung dịch $\text{NH}_3$ 10% đến khi kết tủa tan hoàn toàn.
• Ống nghiệm (2): Cho 1 mL dung dịch $\text{CuSO}_4$ 5%, nhỏ từ từ dung dịch HCl đặc đến khi dung dịch chuyển màu hoàn toàn.

Quan sát hiện tượng và viết phương trình hoá học của các phản ứng.

Lời giải:

Ống nghiệm (1):

• Hiện tượng: Ban đầu xuất hiện kết tủa xanh của $\text{Cu(OH)}_2$. Khi thêm $\text{NH}_3$, kết tủa tan dần và dung dịch chuyển sang màu xanh lam.
• Phương trình hoá học:

$$\text{CuSO}_4 + 2\text{NaOH} \longrightarrow \text{Cu(OH)}_2\downarrow + \text{Na}_2\text{SO}_4$$

$$\text{Cu(OH)}_2 + 4\text{NH}_3 + 2\text{H}_2\text{O} \longrightarrow [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2](\text{OH})_2$$

Ống nghiệm (2):

• Hiện tượng: Dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu vàng, chứng tỏ phức chất $[\text{CuCl}_4]^{2-}$ đã được tạo thành.
• Phương trình hoá học:

$$[\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} + 4\text{Cl}^- \longrightarrow [\text{CuCl}_4]^{2-} + 6\text{H}_2\text{O}$$

Câu 3 trang 140

Đề bài:

a) Trong dung dịch, ion $\text{Co}^{2+}$ tạo thành phức chất aqua có dạng hình học bát diện. Hãy viết công thức hoá học của phức chất.

b) Khi cho một lượng dư $\text{NH}_3$ vào dung dịch muối $\text{CoCl}_2$, thấy màu sắc của dung dịch bị thay đổi. Hiện tượng xảy ra là do toàn bộ các phối tử $\text{H}_2\text{O}$ trong phức chất aqua bị thay thế bởi các phối tử $\text{NH}_3$, tạo thành phức chất mới có dạng bát diện. Viết phương trình hoá học của phản ứng thế phối tử đã xảy ra.

Lời giải:

a) Phức chất aqua của $\text{Co}^{2+}$ có dạng bát diện → có 6 phối tử $\text{H}_2\text{O}$:

$$[\text{Co}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+}$$

b) Vì phức chất mới có dạng bát diện → cũng có 6 phối tử $\text{NH}_3$. Phản ứng thế phối tử:

$$[\text{Co}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} + 6\text{NH}_3 \longrightarrow [\text{Co}(\text{NH}_3)_6]^{2+} + 6\text{H}_2\text{O}$$

II. Một số ứng dụng của phức chất

Câu 4 trang 141

Đề bài: Hãy cho biết dạng hình học, nguyên tử trung tâm và các phối tử có trong phức chất cisplatin.

Lời giải:

Dựa vào công thức cấu tạo của cisplatin trong SGK:

• Nguyên tử trung tâm: $\text{Pt}$ (có số oxi hoá +2).
• Phối tử: 2 phối tử $\text{Cl}^-$ và 2 phối tử $\text{NH}_3$ (tổng cộng 4 phối tử).
• Dạng hình học: vuông phẳng (do có 4 phối tử sắp xếp quanh nguyên tử trung tâm Pt trong cùng một mặt phẳng).

III. Em có thể

Nhận biết một số phức chất thông dụng dựa vào màu sắc đặc trưng

Lời giải:

Bảng màu sắc đặc trưng của một số phức chất thông dụng:

→ Dựa vào màu sắc quan sát được để nhận biết phức chất trong dung dịch.

Một số ứng dụng của phức chất trong cuộc sống

Lời giải:

1. Trong y học:

• Phức chất cisplatin ($cis$-$[\text{PtCl}_2(\text{NH}_3)_2]$) được dùng làm thuốc điều trị ung thư.

2. Trong sinh học:

• Phức chất của $\text{Mg}^{2+}$ trong chlorophyll (chất diệp lục) – tham gia quá trình quang hợp của thực vật.
• Phức chất của $\text{Fe}^{2+}$ trong hemoglobin (huyết sắc tố) – vận chuyển oxygen trong máu.
• Phức chất của $\text{Co}^{3+}$ trong vitamin B₁₂ – cần thiết cho hình thành tế bào hồng cầu, chức năng thần kinh.

3. Trong công nghiệp hoá chất:

• Nhiều phức chất được dùng làm chất xúc tác cho phản ứng tổng hợp, ví dụ phức $[\text{Pd}(\text{P}(\text{C}_6\text{H}_5)_3)_4]$ xúc tác cho phản ứng ghép mạch carbon.

4. Trong hoá học phân tích:

• Phức chất được dùng để nhận biết và xác định hàm lượng ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch (ví dụ thuốc thử Tollens $[\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+$ dùng phân biệt aldehyde với ketone).

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