Wenn die Zeit knapp ist: Kurzlehrgang „Chemische Komplexe“

Mit dem folgenden Kurs kann man die Prinzipien der Komplexchemie im Schnelldurchgang demonstrieren. Die Experimente sind allesamt als Schülerversuche geeignet.

Zu den Erklärungen kann man Texte aus dem Inhalt der Webseitengruppe heranziehen.

Alle Lösungen sind, wenn nicht anders angegeben, jeweils etwa 0,1-molar herzustellen.

1. Zerlegung und Bildung von Komplexen
a. Erhitze vorsichtig in einem Reagenzglas oder besser noch in einer Porzellanschale blaues Kupfer(II)-sulfat-Pentahydrat (Xn), ohne dass es schwarz wird. Rühre dazu mit einem Glasstab um. Achtung. Die Schale heizt nach, deshalb über der Flamme nicht bis zur Trockne eindampfen. Nach dem Abkühlen tropfst du wieder etwas (!) Wasser hinzu. Messe dabei die Temperatur.


b. Erhitze ein rotes Stück Filterpapier, das du mit Cobalt(II)-chloridlösung getränkt hast, indirekt, bis es blau wird. Tropfe danach etwas Wasser dazu.


2. Umkomplexierung, Ligandentausch
a. Eine Kupfersulfatlösung wird tropfenweise mit konzentriertem Ammoniakwasser (C) versetzt. Nach jeder Zugabe gut vermischen.

Es bildet sich zunächst ein fahlblaugrüner Niederschlag von Kupfer(II)-hydroxid, der sich zu einer tiefblauen Lösung umwandelt. Letztlich findet aber folgende Reaktion statt:


b. Erhitze in einem Erlenmeyerkolben mit Siedesteinchen 25 ml Lösung von Cobalt(II)-chlorid-hexahydrat (Xi) mit der gleichen Menge NaCl-Lösung (c = 0,2 mol/l) bis zur Trockne. Kurz vor der Trockne besonders vorsichtig erwärmen!


Ergebnis: Die zuvor rote Lösung wird zunehmend blau. Es bildet sich zum Schluss festes Natrium-tetrachlorocobaltat(II).


3. Chelatbildung verhindert Niederschlagsbildung
a. Zur Kupfersulfatlösung gibst du die gleiche Menge an Lösung von Seignettesalz (KNa-Tartrat). Dann tropfst du Natronlauge (C) zu. Lasse stehen. Beobachtung?


b. Wiederhole den Versuch, gib aber statt Seignettesalz etwas EDTA-Lösung zu. Lasse ebenfalls stehen. Vergleiche mit dem Ergebnis aus Versuchsteil a.


4. Auflösen von schwerlöslichen Verbindungen durch Komplexbildung
a. Fixieren in der Photographie: Zu einer Silbernitratlösung gibst du etwas Kaliumbromidlösung. Anschließend gibst du Natriumthiosulfatlösung (w = 10 %) (Xn) zu. Ab und zu umschütteln.


b. Gib zu einer Kupfersalzlösung etwas Natronlauge. Dann tropfst du EDTA-Lösung zu. Ab und zu umschütteln.


5. Aluminium/Wasser-System
Löse Aluminiumsulfat oder Alaun (Xi) in Wasser. Mit Indikatorpapier bestimmst du den pH-Bereich. Dann gib tropfenweise Natronlauge (c = 2 mol/l) (C) zu und vermische nach jeder Zugabe gut. Es flockt ein weißes Gel aus. Gib weiter vorsichtig Natronlauge zu, bis die Lösung wieder klar wird und deutlich alkalisch ist. Danach gibst du zur alkalischen Lösung tropfenweise Salzsäure (Xi).


6. Ermittlung der Ligandenzahl
Stelle Lösungen von Kupfersulfat (c = 0,1 mol/l) (Xn) sowie von den Liganden Ammoniak (C), Ethylendiamin (C), Seignettesalz und EDTA her (jeweils c = 0,5 mol/l).
Die Seignettesalz-Lösung stellst du durch Lösen des Salzes in Natronlauge (c = 0,1 mol/l) (Xi) her.

Fülle jeweils 5 ml Kupfersulfatlösung in 8 Reagenzgläser; stelle sie in eine Reihe. Das erste Glas bleibt unbehandelt und dient als Standard.

Gib nun zum zweiten Glas 1 ml der Lösung eines der Liganden. In das dritte Glas gibst du 2 ml, ins vierte 3 ml (usw.). Gut vermischen (Stopfen verwenden).

Zum Schluss mit Wasser auf gleiche Höhe auffüllen. Gut vermischen. Die Zahl der Reagenzgläser, in denen eine Farbveränderung festzustellen ist, ergibt die Ligandenzahl.
Mit den anderen Ligandenlösungen verfährst du entsprechend.


7. Ligandenaustauschgleichgewicht
Gib in ein Reagenzglas Kupfersulfatlösung (c = 1 mol/l) (Xn). Dazu tropfst du farblose, konzentrierte Salpetersäure (C), bis eine Farbänderung von Blaugrün nach Gelbgrün zu beobachten ist. Gib dann wieder Wasser zu.


8. Welche biologisch wichtigen Komplexe kennst du?
Genannt werden sollten Hämoglobin, Chlorophyll und Vitamin B12.


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Letzte Überarbeitung: 17. Mai 2010, Dagmar Wiechoczek