• Statief
• Kopersulfaat (CuSO_4.5H₂O)
• Reageerbuizen
• Erlenmeyer
• Reageerbuisknijper

• stoppen (doorboord)
• glasstaafjes
• Digitale camera
• Calciumhydroxide (Ca(OH)₂)
• Ammoniumchloride (NH₄Cl)

• Doe wat blauw kopersulfaat in een regeerbuis klem deze vast in de houder en verwarm voorzichtig.
• De kleur zal steeds lichter worden en er zullen waterdruppels vormen aan de bovenkant van de buis.
• Verwarm ook deze waterdruppels voorzichtig totdat er geen water meer in de buis aanwezig is en het kopersulfaat wit van keur is.

• Bouw de opstelling op zoals hiernaast weergegeven.
• Doe in de reageerbuis het watervrije kopersulfaat.
• Maak in de erlenmeyer een mengsel van het salmiak en het calciumhydroxide.
• Verwarm voorzichtig en observeer de reageerbuis. 

voor

tijdens

resultaat

De reacties waar we mee te maken hebben: 

1. In de erlenmeyer: Ca(OH)₂ + 2NH₄Cl <=> 2NH₃ (g) + CaCl₂ + 2H₂O

2. In de reageerbuis: CuSO₄ [wit] + 6NH₃ <=> Cu(NH₃)₆(SO₄) [paars]

Om het NH₃ in gasvormige toestand te kunnen maken moet de omgeving basisch zijn om de zuur-base reactie te laten verlopen: NH₄⁺ + OH^- <=> NH₃(g) + H₂O. In een zuur mileu zou het evenwicht richting NH₄⁺ liggen en wordt er geen NH₃ gevormd.

Het gevormde NH₃ reageert met het kopersulfaat onder vorming van het koperammonia complex.

Veel overgangsmetaalcomplexen zijn gekleurd. Wanneer aan een oplossing die Cu²⁺ bevat NH₃ wordt toegevoegd ontstaat dus een intens paarse kleur. Dit geeft aan de er een complex ion gevormd wordt. Complexe ionen kunnen als zout geïsoleerd worden. In bovenstaand experiment maken we het sulfaat zout van het koper(II)/ammonia complex, niet in een oplossing maar via een gas/vaste stof reactie. Het gevormde complex is oplosbaar in water maar onoplosbaar in ethanol. Eventueel kan men het dus op deze manier herkristalliseren. Het aantal donoratomen dat zich rond het metaal-ion met lading 2+ groepeert is meestal 4 of 6. Aangezien NH₃-moleculen geen lading hebben zal het koper/ammonia complex een 2+ lading hebben en dient het SO₄, met lading 2-, als tegenion. In dit geval heeft het metaalion een coördinatiegetal van 6. Indien er nog water aanwezig is in het kristalrooster kan dit ook opgenomen worden in de structuur en kan men een complex maken met als formule: [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺.

• Een koper-water en een koper-ammonia complex hebben een 'vlak vierkant' structuur. Een koper-chloride complex heeft een tetrahedrische structuur.
• We hebben al eerder soortgelijke experimenten in een waterig milieu uitgevoerd: Kopercomplexen

• Lee R. Summerlin, Christie L. Borgford, Julie B. Ealy; 'Chemical Demonstrations: A Sourcebook for Teachers - Volume 2'; 2nd Ed.;ACS; 1988; ISBN 0841215359; p. 71-74.
• Ruud Baars; 'Evenwichtsreacties'; DJO; 1977 7; p.188.
• Kurt Waselowsky; 'KOSMOS Chemie C3000 Experimentieranleitung'; Franck-Kosmos; 2002;  p. 98,99,102,103.
• Dr. G. Den Boef; “Theoretische grondslagen van de analyse in waterige oplossingen”; Elsevier (Heron Bibliotheek); 1977;  ISBN 9010103730; p. 52-80.

Relevante Websites:

• E16 THE COPPER(II) SULFATE/AMMONIA COMPLEX
• Kopercomplexen

Cu²⁺ in water vormt ook met de watermoleculen een complex: Cu(H2O)₆²⁺. Dit complex is verantwoordelijk voor de lichtblauwe kleur van een kopersulfaatoplossing 

Voegen we ammonia toe aan de oplossing dan verdringt het ammonia de water moleculen volgens onderstaand mechanisme:

Op deze manier kunnen 4 ammonia moleculen gebonden worden en verkrijgen we het complex: Cu(NH₃)₄(H₂O)₂²⁺.

Men kan nu onderstaand schema opstellen voor deze complexvormingsreactie:

Cu²⁺  + NH₃ <=> Cu(NH₃)²⁺                      log K₁ = 4.1

Cu(NH₃)²⁺ + NH₃ <=> Cu(NH₃)₂²⁺            log K₂ = 3.5

Cu(NH₃)₂²⁺ + NH₃ <=> Cu(NH₃)₃²⁺          log K₃ = 2.9

Cu(NH₃)₃²⁺ + NH₃ <=> Cu(NH₃)₄²⁺          log K₄ = 2.1  

Bij het type complex dat we hier gemaakt hebben spreken we van een overgangsmetaalcomplex. Bij overgangsmetaalcomplexen wordt de d-schil van het metaal stapsgewijze opgevuld van d¹ t/m d¹⁰. In de eerste serie overgangsmetalen wordt de 3d-schil opgevuld te beginnen bij Scandium (d¹) tot en met Zink (d¹⁰). Al deze elementen worden gekarakteriseerd door:

1. een gedeeltelijk gevulde d-schil;

2. verbindingen, waarbij de valentie kan variëren;

3. verbindingen, die meestal specifiek gekleurd zijn;

4. enkele verbindingen, die paramagnetisch zijn.

Deze elementen blijken op bijzonder veel verschillende manieren verbindingen te kunnen vormen, zodat 80% van alle anorganische verbindingen een overgangsmetaal bevat. Dit soort verbindingen trok al heel vroeg de aandacht vanwege de sprekende kleuren. De structuur van deze verbindingen was echter tot het begin van de 20ste eeuw een volslagen raadsel. Men kwam vervolgens met het volgende bindingsconcept voor deze ternaire verbindingen nl. KBF₄. Hierin is B het centrale atoom/ion. Direct daaromheen bevinden zich de gecoördineerde F-atomen/ionen, de zgn. liganden in de eerste coördinatiesfeer. Teneinde de lading van dit complexe ion te compenseren zijn nog positieve of negatieve donorionen nodig in de tweede coördinatiesfeer. De groepen in de eerste coördinatiesfeer, de liganden, zijn in het algemeen covalent gebonden aan het metaal. De groepen in de tweede coördinatiesfeer zijn ionogeen gebonden aan het complexe ion.