Номер 63, страница 91 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

3.63. Запишите уравнения реакций образования хелатных комплексов между гидроксидом меди(II) и: а) этиленгликолем; б) глицерином.

Реакция многоатомных спиртов, содержащих гидроксильные группы у соседних атомов углерода (вицинальные диолы), со свежеосажденным гидроксидом меди(II) является качественной реакцией. В ходе реакции нерастворимый голубой осадок $Cu(OH)_2$ растворяется с образованием ярко-синего раствора хелатного комплекса, что свидетельствует о кислотных свойствах таких спиртов.

а) этиленгликолем

Этиленгликоль (этан-1,2-диол) является двухатомным спиртом с вицинальным расположением гидроксильных групп. При реакции с гидроксидом меди(II) молекула этиленгликоля выступает в роли слабой двухосновной кислоты, отдавая протоны от обеих гидроксильных групп. Образовавшийся дианион этиленгликоля $(C_2H_4O_2)^{2-}$ образует с ионом меди $Cu^{2+}$ прочный пятичленный хелатный комплекс – этиленгликолят меди(II). Продуктами реакции являются растворимый комплекс ярко-синего цвета и вода.

Уравнение реакции образования хелатного комплекса:

$HO-CH_2-CH_2-OH + Cu(OH)_2 \longrightarrow Cu(C_2H_4O_2) + 2H_2O$

В данном уравнении формула $Cu(C_2H_4O_2)$ обозначает этиленгликолят меди(II), где ион меди связан с двумя атомами кислорода молекулы этиленгликоля.

Ответ: $C_2H_4(OH)_2 + Cu(OH)_2 \longrightarrow Cu(C_2H_4O_2) + 2H_2O$.

б) глицерином

Глицерин (пропан-1,2,3-триол) – трехатомный спирт, который также содержит вицинальные гидроксильные группы. Он вступает в реакцию с гидроксидом меди(II) с образованием растворимого комплексного соединения – глицерата меди(II) – ярко-синего цвета. В этой реакции на одну частицу $Cu(OH)_2$ обычно расходуются две молекулы глицерина. Каждая молекула глицерина выступает как одноосновная кислота. Образовавшиеся два аниона глицерина координируются с ионом меди $Cu^{2+}$, образуя хелатные циклы через атомы кислорода соседних гидроксильных групп (например, у первого и второго атомов углерода). Два протона, отщепившиеся от молекул глицерина, реагируют с двумя гидроксид-ионами от $Cu(OH)_2$ с образованием воды.

Уравнение реакции:

$2 C_3H_5(OH)_3 + Cu(OH)_2 \longrightarrow [Cu(C_3H_7O_3)_2] + 2H_2O$

где $[Cu(C_3H_7O_3)_2]$ – это комплексное соединение, глицерат меди(II), в котором два моноаниона глицерина $(C_3H_7O_3)^-$ выступают в роли лигандов.

Ответ: $2C_3H_5(OH)_3 + Cu(OH)_2 \longrightarrow [Cu(C_3H_7O_3)_2] + 2H_2O$.