07 Z reakcijami v mavrični svet kemije 2019

2+ (aq) + 4Cl - (aq) ↔ CoCl 4

2- (aq) + 6H

Co(H 2 O) 6

2 O(l)

Slika 3: Tetraedrična struktu ra tetrakloridkobaltatnega iona

Na levi strani enačbe vidimo, da je kobalt hidriran – obdan je s 6 molekulami vode. V raztopini so poleg heksaakvakobaltovih ionov tudi kloridni ioni. Na desni strani je na kobalt vezan klor, voda pa je prosta. Voda in klor na nekako tekmujeta med sabo: oba težita k temu, da bi bila vezana na kobalt. Tako se vzpostavi ravnotežje, ki pa ga v epruveti žal ne vidimo. Vidimo le bolj ali manj vijolično raztopino. Ker sta oba kobaltova kompleksa različno obarvana, lahko ravnotežno reakcijo vizualiziramo (Slika 1). Če si ne moremo zapomniti, kateri ion je rožnat in kateri moder, lahko to ugotovimo preprosto eksperimentalno. V etanolu raztopimo kobaltov diklorid in dobimo vijolično raztopino. Nato raztopini dodamo kloridne ione (dodamo nekaj kapljic koncentrirane klorovodikove kisline), ki bodo tekmovali z vodo – vodi bodo vzeli več kobalta in tvorili kobalt -kloridni kompleks. Ob dodatku kloridnih ionov se pojavi intenzivno modro obarvanje. Če pa raztopini CoCl 2 v etanolu dodamo vodo, se pojavi rožnato obarvanje (Equilibrium and cobalt complex, b.d.) . Kakšne barve je torej tetrakloridkobaltatni ion in kakšne heksaakvakobalatni ion? Dodatek kloridnih ionov ravnotežje premakne desno (več reaktanta bo povzročilo nastanek več produkta) (Smrdu, 2012), kar pomeni, da je modro obarvan CoCl 4 2- ion:

2+ (aq) + ↑4Cl - (aq) → CoCl 4

2- (aq) + 6H

Co(H 2 O) 6

2 O(l)

Dodatek vode ravnotežje pomakne levo; več vode torej pomeni več heksaakvakobaltnega iona, kar pomeni, da rožnata barva pripada Co(H 2 O) 6 2+ :

2+ (aq) + 4Cl - (aq) ← CoCl 4

2- (aq) + 6H

Co(H 2 O) 6

2 O(l) ↑

V čaši z vročo vodo smo toploto dovajali. V tej čaši se je raztopina obarvala modro, kar pomeni, da je nastal CoCl 4 2- ion. Nastanek tetrakloridkobaltatnega iona je torej endotermen proces:

2+ (aq) + 4Cl - (aq) → CoCl 4

2- (aq) + 6H

toplota + Co(H 2 O) 6

2 O(l)

Če se toplota sprosti (če jo odvzamem o/ohlajamo), pa nastane roza kompleks, (reakcija poteka v obratni smeri), kar pomeni, da je nastanek heksaakvakobaltnega iona eksotermen proces:

2- (aq) + 6H

2+ (aq) + 4Cl - (aq) + Toplota

CoCl 4

2 O → Co(H 2 O) 6

Z dodatkom CaCl 2 vnesemo kloridne ione, zaradi česar se ravnotežje pomakne desno; nastajajo CoCl 4 2- ioni, zato na dnu epruvete vidimo modro obarvanje. Ob dodatku srebrovega nitrata se tvori bela oborina srebrovega klorida. Za njen nastanek se kloridni ioni porabljajo, zato se ravnotežje pomakne levo in pojavi se rožnata barva.

62