Komplexchemie

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Komplexverbindungen haben in der Chemie eine hohe Bedeutung, zumal fast alle Metallionen in wässriger Lösung zur Komplexbildung neigen.
Eine ausführliche und gesonderte Behandlung dieses Themas dürfte aber in der Sekundarstufe II aus zeitlichen Gründen und wegen Vorgaben (z.B. Zentralabitur) kaum möglich sein. An vielen Stellen im Unterricht lassen sich jedoch Komplexverbindungen einbringen, ohne auf tiefer gehende Theorien wie Kristallfeld- oder Ligandenfeldtheorie eingehen zu müssen. Ohne diese Theorien lässt sich dann natürlich auch die Farbigkeit von Komplexverbindungen nicht hinreichend erklären, was im Vergleich zur Farbigkeit organischer Farbstoffmoleküle eigentlich interessant wäre.

Die Behandlung von Komplexverbindungen könnte folgende Gegenstände umfassen:

• Aufbau von Komplexen aus Zentralatom bzw. Zentralion und Liganden 

• Koordinationszahlen und räumliche Struktur 

• Nomenklatur 

• Ligandenaustauschreaktionen 

• Bindungsverhältnisse in Komplexen auf Basis ionischer- bzw. Dipolwechselwirkungen 

• Chelatkomplexe 

Folgende Beispiele dürften von unterrichtlichem Interesse sein: 

• Silberdiamminkomplex bei der Silberspiegelprobe (Nachweis reduzierend wirkender Stoffe wie z.B. organische Verbindungen mit einer Aldehydgruppe)
• Silberdiamminkomplex beim Lösen von Silberchlorid (Lösungsgleichgewicht)

• Kupferkomplex mit Tartrationen bei der Fehling-Probe

• Eisenthiocyanatokomplexe beim chemischen Gleichgewicht bzw. Nachweis von Eisenionen

• Ethylendiamintetraacetat (EDTA) bei der komplexometrischen Titration (Bestimmung von Calcium- bzw. Magnesiumionen in Wasser, Wasserhärte)

• Kupfertetramminkomplex bei der Regeneration von Cellulose (Kupferseide)

• Hydroxokomplexe des Aluminiums (Reaktion von Aluminium mit Natronlauge)

• Thiosulfatkomplexe in der Silberfotografie (Fixiersalz)

• Polyphosphate zur Wasserenthärtung (nicht mehr aktuell)

• Beizenfärberei mit Alizarin oder Chinizarin (Aluminiumkomplexe)

• Chlorophyll und Häm als Komplexe von Magnesium- bzw. Eisenionen mit Porphin-Ringsystemen

• Phthalocyaninfarbstoffe  (Kupferkomplex)

Insbesondere sollte auch die Tatsache vermittelt werden, dass Metallionen in der Regel in wässriger Lösung Aquo-Komplexe bilden.
Komplexe mit Nickel- und Cobaltionen sollten wegen der Gefahrstoffverordnung experimentell nicht behandelt werden.

Literatur:

• Wolfgang Glöckner
  Die Komplexverbindungen
  Praxis Schriftenreihe Chemie Band 7, Aulis Verlag
• Demuth/Kober
  Komplexchemie experimentell
  Studienbücher Chemie, Diesterweg Salle - Sauerländer
• Komplexverbindungen
  Praxis der Naturwissenschaften - Chemie in der Schule 8/57 (2008), Aulis Verlag