Перейти до основного вмісту
Вся хімія

16.6. Гідроксо-комплекси

Лайнус Полінг, Пітер Полінг — Хімія

Якщо до розчину, що містить іон Цинку, додати натрій гідроксид, то утворюється осад цинк гідроксиду

Zn2+ + 2OH− ⇄ Zn(OH)2

Цілком природно, що цей осад гідроксиду розчиняється в кислоті, але він розчиняється також і в лузі. При додаванні більшої кількості натрій гідроксиду осад знову переходить у розчин, причому процес розчинення настає, коли концентрація гідроксил-іонів досягає значення 0,1 — 1 M.

Щоб пояснити це явище, можна постулювати утворення комплексних іонів. У даному випадку утворюється комплексний цинкат-іон Zn(OH)42− за реакцією

Zn(OH)2 + 2OH− ⇄ Zn(OH)42−

Цей іон дуже схожий на інші комплексні іони Цинку, такі, як Zn(H2O)42+, Zn(NH3)42+ і Zn(CN)42−, причому в даному випадку місце молекул води, амоніаку або ціанід-іонів займають гідроксил-іони. У невеликих кількостях утворюється також іон Zn(H2O)(OH)3−.

У розчинах сполук Цинку при різних pH існують такі види частинок:

Кислий розчинZn(H2O)42+
Zn(H2O)3(OH)+
Нейтральний розчинZn(H2O)2(OH)2 ⇄ Zn(OH)2 (к.)
Основний розчинZn(H2O)(OH)3−
Zn(OH)42−

Перетворення кожного з цих комплексів на наступний відбувається внаслідок відщеплення протона від однієї з чотирьох молекул води іона тетрагідрату цинку. Усі комплекси, крім Zn(H2O)42+ і Zn(OH)42−, амфотерні.

Найвідоміші такі амфотерні гідроксиди та їхні аніони:

Zn(OH)2Zn(OH)42−цинкат-іон
Al(OH)3Al(OH2)2(OH)4−алюмінат-іон
Cr(OH)3Cr(OH2)2(OH)4−хроміт-іон
Pb(OH)2Pb(OH)3−плюмбіт-іон
Sn(OH)2Sn(OH)3−станіт-іон

Крім того, деякі гідроксиди, що мають певною мірою виражені кислотні властивості, сполучаючись з гідроксил-іоном, утворюють такі комплексні аніони:

Sn(OH)4Sn(OH)62−станат-іон
As(OH)3As(OH)4−арсеніт-іон
Sb(OH)3Sb(OH)4−стибіт-іон
Sb(OH)5Sb(OH)6−стибат-іон

Перелічені вище гідроксиди здатні утворювати аніони гідроксо-комплексів такою мірою, що можуть розчинятися в лужному розчині середньої сили. Інші широковідомі гідроксиди мають слабші кислотні властивості: Cu(OH)2 і Co(OH)2 лише слабко розчинні в дуже сильному лузі, а Cd(OH)2, Fe(OH)3, Mn(OH)2 і Ni(OH)2 практично нерозчинні. Звичайно застосовуваний аналітичний метод відокремлення Al3+, Cr3+ і Zn2+ від Fe3+, Mn2+, Co2+ і Ni2+ за допомогою натрій гідроксиду ґрунтується саме на цих властивостях гідроксидів.