Phức chất của cobalt với ammonia được nghiên cứu rộng rãi trong xúc tác và cấu trúc phức chất. Trong phòng thí nghiệm, một học sinh tiến hành điều chế phức chất [Co(NH3)6]3+ như sau:
• Bước 1: Cho lượng dư dung dịch NH3 đặc vào dung dịch chứa hỗn hợp CoCl2 và NH4Cl thu được dung dịch có màu hồng đậm.
[Co(H2O)6]2+ + 6NH3 → [Co(NH3)6]2+ + 6H2O
(X) (Y)
• Bước 2: Nhỏ từ từ dung dịch H2O2 vào, thấy dung dịch chuyển dần sang màu vàng cam.
2[Co(NH3)6]2+ + H2O2 → 2[Co(NH3)6]3+ + 2OH⁻
(Y) (Z)
a) X, Y và Z đều có dạng hình học bát diện.
b) Phản ứng chuyển hóa ở cả hai bước trên đều xảy ra thế phối tử.
c) Y và Z có nguyên tử trung tâm giống nhau.
d) Dấu hiệu tạo thành Y và Z đều là sự thay đổi màu sắc dung dịch.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, cả ba phức chất X, Y, Z đều có số phối trí là 6. Với các phối tử có dung lượng phối trí là 1 như H2O và NH3, cấu hình hình học phổ biến và bền vững nhất cho số phối trí 6 là hình bát diện.
(b) Sai, bước 1 là phản ứng thế phối tử (thay H2O bằng NH3). Bước 2 bản chất là một phản ứng oxy hóa – khử. Trong bước này, các phối tử NH3 đã bao quanh nguyên tử trung tâm từ trước, phản ứng làm thay đổi số oxy hóa của nguyên tử trung tâm từ Co2+ lên Co3+ chứ không phải là sự thay thế một phối tử này bằng một phối tử khác.
(c) Sai, Y có nguyên tử trung tâm là ion Co2+, Z có nguyên tử trung tâm là ion Co3+.
(d) Đúng, ở bước 1: Dung dịch chuyển từ màu hồng (của phức aqua [Co(H2O)6]2+ sang màu hồng đậm của phức ammonia [Co(NH3)6]2+. Ở bước 2, dung dịch chuyển từ màu hồng đậm của Y sang màu vàng cam đặc trưng của phức [Co(NH3)6]3+. Sự thay đổi màu sắc rõ rệt là dấu hiệu nhận biết sự hình thành các phức chất mới trong thí nghiệm này.
