Ja hallo, ich begrüße euch zu einer neuen Folge von Chimiatrie. Heute wollen wir die Farbeffekte beim Gligantaustausch an Nickelkomplexen beobachten.

Dazu haben wir hier etwas Nickelchloridhexylhydrat. Das ist eigentlich ein grüner Feststoff. Wenn man das Wasser daraus entfernt, sieht der Feststoff so gelb aus. Ich habe es in diesem Schlenkrohr hier eine Zeit lang mit Heatgun erhitzt und Vakuum gezogen.

Dadurch ist das gesamte Wasser aus dem Kristallverbot ausgetrieben. Das Wasserfreie Nickelchlorid befindet sich jetzt hier unter Schutzgasatmosphäre. Ich werde das jetzt öffnen und etwas absolutes Ethanol dabei geben.

Schwenken, wir sehen erhalten wir eine reingelbe Suspension.

Wenn wir das jetzt eine Zeit lang an der Luft stehen lassen, merken wir schon an, man sieht es auch schon an der Oberfläche, dass sich hier bereits die grüne Farbe des Hexa-Aqua-Nickelkomplexes bildet. Als nächstes wollen wir jetzt die Farbeffekte, die beim Gligantaustausch des Wassers durch Ammoniak auftreten, am Nickel beobachten.

Dazu werden wir jetzt nach und nach diese Reagenzgläser mit unterschiedlicher Menge an Ammoniak versetzen und beobachten, wie sich dabei die Farbe ändert. Das erste Reagenzglas gebe ich jetzt mit Tröpfchen, das ist schon reicht.

Oben, wenn man genau hinsieht, sieht man schon, dass die Farbe umdreht.

Man sieht von grün nach türkis, Zugabe von mehr Ammoniak, nächsten Reagenzglas, eine tiefviolette Farbe erreichen.

Diese Farbeffekte, die wir da beobachtet haben, kommen durch folgende Phänomene zustande.

Also im Festkörper ist das Nickel von Chloridliganden umgeben, die für die gelbe Farbe sorgen. Diese Nickel-Chloridbindung dann durch Alkohol, den wir dazugegeben, nur in sehr geringem Maße gespalten. Wir haben gesehen, dass die Lösung sich leicht grünlich verfärbte.

Dies soll zum einen durch Wasser, das in der Luft zugegen ist, zustande kommen. Andererseits ist es natürlich auch so, dass Methanol wahrscheinlich nicht perfekt trocken war und wir deswegen schon sehr schnell so eine leichte Grünfärbung gesehen haben. Man hat aber auch gesehen, dass der Feststoff seine gelbe Farbe dabei beibehält. Wenn wir jetzt den Nickel-Hexa-Aqua-Komplex betrachten,

das ist so, als auch wenn wir das gelbe Nickel-Chlorid einfach in Wasser geworfen hätten, würden diese Nickel-Cl-Bindungen sehr schnell durch Wasser gespalten und wir erhalten den grünen Nickel-Hexa-Aqua-Komplex. Die grüne Farbe kommt dadurch zustande, dass dieser Komplex Licht der Wellenlänge 725 Nanometer absorbiert.

Das Licht liegt im roten Spektralbereich und deswegen beobachten wir die Komplementärfarbe. Wenn wir jetzt den Hexa-Aqua-Komplex sukzessive mit mehr und mehr Ammoniak versetzen, erhalten wir zunächst, solange die Stöchometrien noch nicht ausgeglichen sind, so eine Mischkomplexe. Die Farbe dieser Komplex ist dann auch eine Mischfarbe aus dem Nickel-Hexa-Aqua-Komplex und dem Hexa-Amin-Komplex.

Wenn wir also den kompletten Austausch durch Ammoniak vollzogen haben, dann haben wir dieses Teilchen in Lösung vorliegen, also den Nickel-Hexa-Amin-Komplex,

der bei einer anderen Wellenlänge nämlich 571 Nanometer absorbiert, was im gelben Spektralbereich liegt. Deswegen beobachten wir da eine blau-violette Farbe. Diese Farben können dadurch besser erklärt werden, dass das Ligandenfeld hier eine unterschiedliche Aufspaltung der Orbitale des Nickelatoms oder des komplexes zur Folge hat.

Man spricht hier beim Ammoniak auch von einem stärkeren Liganden als vom Wasser, weil dadurch eine größere Aufspaltung der Orbitalenergien beobachtet wird. Wenn wir das sehen, diese Wellenlänge ist kürzer als diese Wellenlänge. Das heißt, hier steckt mehr Energie drin.

Dadurch muss die Lücke zwischen den Orbitalen größer werden. Daher rührt unser Farbeffekt.

Jetzt wollen wir nochmal die übrig gebliebene Ausgangslösung mit Ammoniak versetzen.

Und wenn wir Glück haben, können wir durch die Diffusion der Ammoniak-Lösung in die Nickel-Lösung die unterschiedlichen Farbstufen erkennen. Man sieht es schon sehr schön, dass wir oben eine sehr tiefviolette Farbe haben, die sich zu einem blau-türkis hier unten verändert.

Und unten haben wir immer noch die grüne Farbe des Nickelhexer-Aquakomplexes.