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3’. Krauss u. G. Sclwader. 2. Kenntnis d. Cyanverbindungepa d. Platinmetalle. 63

Zur Kenntnis der Cyanverbindungen der Platinmetalle. II. Die Cyanverbindungen des Rutheniums.

Von F. KRAUSS und G. SCHRADER. Wir haben vor kurzem l) gezeigt, daB die Doppelcyanverbindungen

des Rutheniums sich entsprechend den alteren Angaben vom zwei-

wertigen Ruthenium, also von der Saure H,[Ru(CN),] ableiten, wir haben weiterhin eine Anzahl neuer Verbindungen dieser Art her- gestellt und deren Aufbau soweit moglich zu formulieren versucht.

Zu behandeln bleibt noch dau schon lange bekannte, aber noch wenig untersuchte, ,,blaue Rutheniumcyai~id~~, das leicht und oft un- erwiinscht bei der Zervetzung von Cyanverbindungen, besonders in sauerer Losung, entsteht, und das F. KRAUSS und Mitarbeiterz) er- hielten, als sie zu einer wiibrigen Losung von Ruthenium(VII1)oxyd Kaliurncyanidlosung hinzugaben, d a m mit Schwefelsaure ansauerten und kochten.

Die blaue Verbindung wurde von HowE~), allerdiogs ohne Analyse, als Ru(CN), angesprochen und von K~KENTHAL~) fur Ru(CN), gehalteu.

Beim Beginn unserer Untersuchung iiber den Stoff legten wir vorerst den Hauptwert auf dessen Reindarstellung, die sich als recht schwierig erwies.

Wir erhitzten Kalium-hexacyano-ruthenoat mit Schwefelsaure zum Sieden und erhielten die Verbindung in Form von amorphen, dunkelblauen Flocken, die auf das sorgfaltigste lange Zeit mit Wasser ausgewaschen wurden. Trotz aller Bemiihungen gelang es uns jedoch nicht, die Verbindung auf diese Weise alkalifrei zu er-

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l) KRAUSS u. SCHRADEB, 2. anorg. u. allg. Chem. 166 (1927), 59. *) KRAUSS u. SCHRADEB, 1. c.; SCHEADEIZ, Dissertation, Braunschweig 1928:

Zur Chemie des Osmiums und Butheniums; K~KENTHAL, Dissertation, Braun- schweig- 1925: Studien uber daer Ruthenium.

3, HOWE, Jourm. Atner. Chem. Soe. 18 (L896), 986; HOWE u. CUPBELL, ebenda 20 (1898), 29.

4, KUKENTHAL, 1. c. 3 Ausfuhrlicbe Literaturmgaben siehe bei KRAUSS u. SCHRADER, 1. c.

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halten, denn die letzten Reste Kelium waren nicht zu entfernen, was schon H o w ~ l ) beobachtet hatte.

In der Annahme, da8 es sich um eine Adsorptionserscheinung handelte, machten wir uns die Adsorptionsreihe von RONA und MICHAELIS z, zunutze und wuschen den Niederschlag nacheinander mit Ammoniumchloridliisung, Schwefelsaure und Wasser, mit dem Erfolge, da6 dns Cyanid danach praktisch frei von Kalium war.

Zahlreiche Analysen von Substanzen aus verschiedenen Her- stellungen ergaben dann eindeiitig das Verhsltnis Ru : CN = 2 : 5. Die Verbindung lief3 sich nicht vollkommen entwassern, doch gelang es mehrere Male das Wasser bis auf 1 Mol zu entfernen; bei den Versuchen, auch dieses zu vertreiben, trat stets Zersetzung ein. Der Verbindung kommt also offensichtlich die em pirische Formel

Dieses blaue Cyanid, das in allen gebrauchlichen Lbsungs- mitteln praktisch unliislich ist , lost sich in heiBem konzentrierten Ammoniak.

Aus dieser Liisung gewannen wir eine braunschwarze Ver- bindung von der empirischen Zusammensetxung Ru,(CN), * 5 N H,, deren Losung in Wnsser wiederum mit Schwermetallen schwer los- liche Verbindungen gab, die 1 ffqu. des betreffenden Metalles ent- hielten. Wir beobachteten folgende Niederschlage: rnit Pb", Zn" und Ag: we%, mit Ni": hellgrun, mit Hg: braunschwarz, mit Hg": weiBgelb, mit BY: citronengelb, mit Fe": blau, rnit Fe"': schwarz- blau.

Naher untersuchten wir von dieser Reihe das Ammonium-, Nickel- und Kupfersalz, denen die Zusammensetzung (NH,)[Ru,(CN), (NH,),] , Ni[ Ru,( CN), + (NH3)4]2 7 H, 0 und Cu[Ru,( CN), - (NHJJ, - 5 H, 0 zukommt und gewannen auberdem vom Kupfersalz das Ammoniakat

Da im allgemeinen die Verbindungen des Ru"' sehr stabil a i d , machten wir den Qersuch, Cyanverbindungen des dreiwertigen Rutheniums herzustellen.

Zu diesem Zweck leiteten wir in die waBrige Liisung des Kalium- hexacyano-ruthenoats Chlor ein. Die wasserhelle Liisung farbte sich hierbei zuerst griin, dann dunkelrot und nahm hierbei das Aussehen einer Losung von Kaliumeisen(II1)cyanid an, doch gelang es nicht, aus dieser ein Alkalisalz zur Abscheidung zu bringen oder bei

Ru,(CN), .H,O ZU.

CU[RU,(CN)~*(NH,),],*~NH,.

l) HOWE, 1. c. *) RONA u. MICHAELIS, Biochem. ZtscAr. 94 (1919), 254.

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Zugabe von Liisungen von Schwermetallsalzen Niederschlage zu erhalten.

Beim Hinzufiigen von Schwefelsaure zu der LSsung entstand j edoch zuerst eine griinschwarze kolloide LSsung , aus der beim Kochen ein dunkler Niederschlag ausfiel, der zuerst amorph erschien und nach dem Trocknen kristallin war. Die Verbindung enthielt bei Zimmertemperatur noch Wasser und hatte zuerst die Zusammen- setzung Ru(CN),-5H20, doch lieB sich dieses bis auf 1 Mol ent- fernen, so daB wir dann die Verbindung Ru(CN),-H,O in Handen hatten. Bei vblliger Entwasserung trat Zersetzung ein.

Das schwarzgrune Cyanid ist in Sauren und Alkalien praktisch nicht lbslich. Nur beim Behandeln rnit Ammoniak bekamen wir eine intensiv grune Lbsung, aus der beim Endampfen eine Ver- bindung von der Zusammensetzung Ru(CN), *H,O - 2 NK, in Form von schwarzen, stark gliinzenden Flittern sich absohied.

Wie kannen nun diese Stoffe formuliert werden? Die Ver- bindung Ru,(CN), .H20 kdnnte aufgefagt werden als Doppeloyanid Ru(CN),*Ru(CN),.H,O, bzw. Ru[Ru(CN),.HZO] j hierfiir spricht die intensive Farbe der Verbindung, doch ist andererseits nicht ein- zusehen, warum bei der Darstellungsmethode - es wird wie er- innerlich K4[Ru(CN),] mit Schwefelsaure erhitzt - bei der sich Blausiiure entwickelt, eine Oxydation eintreten SOU.

Eine andere Miiglichkeit bestande darin, dab man die Ver- bindung als Saure auffaBt und sie H[Ru,(CN), .H,O] oder R&[&(CN),-H,O] schreibt. Fur diese Annahme kann angefiihrt werden, daB der Stoff mit Ammoniak in die Komplexverbindung NH,[Ru,(CN), 4NH,] iibergeht, doch ist eine derartige Umlagerung auch durchaus denkbar, ohne daB das blaue Cyanid als Saure formuliert wird. Bei den Versuchen, Alkalisalze der ,,Saure" her- zustellen, trat leider stets Zersetzung ein, so dal3 ein Konstitutions- beweis auf diese Weise nicht zu erbringen war.

Weiterhin kiinnte man an eine Disproportionierung der zwei- wertigen Rutheniumverbindung denken und wurde dann das Cyanid

HRu[Ru(CN), .H,O] formulieren. Eine Entscheidung , welche der aufgefuhrten und noch vor-

handenen Moglichkeiten des Auf baues des Cyanides die richtige ist, konnten wir bei den Eigenschaften der Verbindung bisher nicht treffen.

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Ebensowenig gelingt es, den Auf bau der anderen Verbindungen mit Sicherheit festzustellen. l) Wir verzichten daher aua Grunden der Raumfrage auf eine eingehende Diskussion der mannigfachen Moglichkeiten, da im vorliegenden Falle doch nur fruchtlose theo- retische Erorterungen das Ergebnis sein wiirde, sondern wollen nur einige kurze Bemerkungen machen.

Die durch Behandeln des Cyanides mit Ammoniak entatehende Ammoniumverbindung schreiben wir NH,[Ru,(CN), -4 NH,], denn wir glauben annehmen zu durfen, daS beide Rutheniumatome und die vier Ammoniakmolekule sich innerhalb des Komplexes .befinden.

Bei dem entsprechenden Nickel- und Kupfersalz werden 6, bzw. 4 Molekule Wasser an das Metal1 gebunden sein; wir schreiben die Verbindungen daher [N~(H,O),]-[RU,(CN)~(P\TH~),], .H2Q uud [Cu(H,O),]. [Ru2(CN),(NH3),], 9 H,O und das Ammoniakat des zuletzt genannten Stoffes [Cu(NK,),]. [Ru,(CN),(NH,\&, das wiederurn die Formulierung der vorher genannten Komplexverbindungen stutzt.

Die beiden Verbindungen des dreiwertigen Ruthenium9 sind wohl Nichtelektrolyte von der Form [Ru(CN), . H,O] und [Ru(CN), . &0.2NH3], rnit der Koordinationszahl 4 und 6. Auch hier wollen wir die anderen Moglichkeiten nicht besprechen.

Der VAN'T HoFF-Stiftung und der Firma SIEBERT, Hanan, mochten wir auch an dieser Stelle fur die Forderung unserer Untersuchuug danken.

Versushe. 1. Ru,CN,*H,Q.

Fugten wir zu einer wafhigen Losung von K4[Ru(CN),].3Hz0 ein gleiches Volumen 4 n-Schwefelsaure, d a m farbte sich die anfangs farblose Lasung bei langerem Erwarmen iutensiv blau. Gleichzeitig entwickelte sich Blausaure. Bei langerem Sieden entstand ein flockiger, tiefblauer Niederschlag, der nach dem Filtrieren auf einem Membranfilter rnit Ammiumchloridlosung, darauf rnit Schwefelsaure, achlieSlich mit heiBem Wasser gewaschen wurde.

Wir trockneten die gewonnene Substanz bei Temperaturen zwischen 100 und 180° im Vakuum, doch konnten wir das an- haftende Wasser nicht restlos entfernen. Wir bestimmten deshalb das Verhaltnis von Ruthenium zu Stickstoff und erhielten folgende Werte:

1) Vgl. hierzu die Erorterungen bei F. KBAUSS u. G. SCHBADER, 1. c. uber den Aufbau der Cyanide, sowie REIHLEN und ZrmMERaraNN, Alzn. Chem. 481 (1926), 75.

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1. S u b s t a n z bei looo g e t r o c k n e t :

2. S u b s t a n z bei 130° ge t rockne t :

3. S u b s t a n z bei 150° ge t rockne t :

Die letzte Analyse stimmte prozentual auf das Monohydrat

Ru:N= 2:5,108 = 2:5.

RR:M = 2:4,883 = 2 : 5 .

R ~ : N = 2 : 5 , 0 8 8 = 2 : 5 .

Ru,(CN),*qO : Berechnet fur Ru,(CN), .H,O : Gefunden:

57,51 'lo N : 19,93 ' lo 20,15 . Ru : 57,87 O l 0

Far jede Analyse wurde die Substanz neu hergestellt. Steigerten wir beim Trocknen die Temperatur iiber 150°, um auch das letzte Wasser zu entfernen, dann zersetzte sich die Verbindung. Es ent- wich Blausaure und gleichzeitig schlug die blaue Farbe in Braun- schwarz um.

Ob das letzte, durch Trocknen nicht entfernbare Wassermolekiil zur Konstitution gehijrt oder nur von der amorphen Substanz durch Adsorption festgehalten wid, laBt sich nicht entscheiden.

Die Verbindung ist nach dem Trocknen stark hygroskopisch. La& man die getrocknete Substanz an der Luft stehen, dann zer- springen die einzelnen Stiicke in kleinere Teile; die Reduktion bei der Analyse konnte deshalb nur so durchgefiihrt werden, daB das Schiffchen mit einer Platinmuffel umgeben wurde, um ein Ver- spritzen der Substanz zu vermeiden.

Die Verbindung ist gegen SSturen und Alkalien bestandig, selbst konzentrierte Schwefelsiiure zerstort den Cyankomplex nicht. Ohne weitgehende Zersetzung lost sich die Substanz nur in konzentriertem Ammoniak.

2. NE,[Ru,(CN), *4NH,], Wir schlammten die frisch gefallte Verbindung 1 in Ammoniak

auf. I n der Kalte trat keine Reaktion ein. Das Reaktionsgemisch wurde deshalb in einem Erlenmeyerkolben unter schnellem Durch- leiten von gasfijrmigem Ammoniak zum Sieden erhitzt, wobei das Komplexsalz mit schmutzig griiner Farbe in Lijsung ging, die nach einiger Zeit in Gelbbraun umschlug.

Die unter dauerndem Durchleiten von Ammoniak auf ein kleines Volumen eingedampfte Lijsung lieBen wir im Vakuumexsiccator iiber Kaliumhydroxyd vollkommen zur Trockne eindunsten und analy-

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sierten die zuruckgebliebenen braunschwarzen Flitter. Die Analyse hatte folgendes Ergebnis:

Berechnet fiir NH,[Ru,(CN),. 4 NH,]: Gefunden : Ru : 48,46O/, 48,91 O/,,; 48,72 O l 0

N : 33,3S0/, 33,13°/0; 32,81°/e c : 14,30 o/o 14,84O/,; 14,69°/0 H,O : 34,340/, 35,59 o/o; 3596

Das Ammoniumsalz: NH,[Ru,(CN), .4NH3] geht in Wasser mit gelbbrauner Farbe in Lbsung, aus der schon durch eine geringe (H)-Konzentration die blaue, ursprungliche Verbindung zur Bus- scheidung gebracht wird.

Das in Wasser geloste Salz gibt mit Schwermetallionen Ver- bindungen, die sich in Wasser kaum losen.

3. Ni[Ru2(CN),.4NH,],. 7H,O. Eine wLf3rige Losung des Ammoniumsalzes [NH,] [Ru,(CN),

4NH,] fugten wir zu einer siedenden, verdiinnten Nickelsulfatlosung. Der flockig ausfallende, hellgrune Niederschlag wurde rnit heiBem Wnsser ausgewaschen, abfiltriert und getrocknet.

Berechnet fiir Ni[Ru,(CN),*4NH8],- 7 H,O: Befunden : (Ni + Ru) : 47,12 46,69°/0; 46,84%

N : 25,52 24,98O/*; 25,25°/0 c : 12,15'/, 11,62 o / o ; 11,75

HpO : 34,65°/0 35,43O/,; 35,22

Fur die beiden durchgefiihrten Analysen wurde das Analysen- material jedesmal neu hergestellt, doch wurde immer bei Zimmer- temperatur eine Verbindung mit 7 Mol H,O gewonnen. Direkt lief5 sich das Wasser nicht bestimmen, da das Nickelsalz beim Erwarmen Ammoniak abgab, wir erhielten den Wassergehalt jedoch bei der Kohlenstoff bestimmung.

Das Salz: Ni[Ru,(CN)5 .4NH3], - ?H,O ist ein hellgrunes, mikro- kristallines Pulver, das in Wasser praktisch unlbslich ist. I n saurer L8sung wird die Verbindung unter Abscheidung des blauen Cyanides (Verbindung 1) zersetzt.

WaBriges Ammoniak lost das Nickelsalz, wahrscheinlich unter Bildung eines Ammoniakates.

4. CU[RU,(CN),.~NH,], *5H,O. Auf die beim Nickelsalz angegebene Weise stellten wir analog

auch die Kupferverbindung durch doppelte Umsetzung des Ammonium- salzes mit Kupfersulfatltisung her. Beim Zusammenbringen der

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Komponenten fie1 ein flockiger, schokoladenbrauner Niederschlag aus, der mit heiBem Wasser gewaschen, filtriert und dann getrocknet wurde.

Berechnet fur Cu[Ru,(CN), ~4 NH,], 5 H,O : Gefunden : (Cu + Ru) : 49,16O/, 49,41°/,; 49,29O/,

N : 26,35 *lo 26,18 O/,; 26,07O/, C : 12,54OlO 11,97O/,; 12,05O/,

H,O : 32,01°/, 32,96O/,; 33,20°/,

Die Verbindung Cu[Ru,(ChY3, -4 NH,], - 5 H,O ist ein schokoladen- braunes, kristallines Pulver, das in saurer Lijsung nicht bestindig ist.

5. Cu[Ru,(CN), * 4NH3], * 4NH3. Das frisch gefallte Kupfersalz Cu[Ru,(CN), .4NH3], .5H,O be-

handelten wir mit konzentriertem Ammoniak; schon in der Kalte ging es mit grunbrauner Farbe in Lijsung. Beim langsamen Ver- dampfen des Lijsungsmittels schied sich ein hellbraunes Kristallmehl ab, das nach dem Trocknen bis zur Qewichtskonstanz folgende Analysenwerte gab:

Berechnet fur Cu[Ru,(CN), - 4NH,], - 4 NH, : Gefunden: (Cu + Ru) : 50,42O/, 50,68 50,73"/,

N : 33,ll O/, 32,70°/,; 32,59O/*

Das Tetrammin des Kupfersalzes: Cu[Ro,(CN),-4NE3], -5H,O ist eine hellbraune, kristalline Substanz. In Wasser lijst sich das Ammoniakat schwer, jedoch verhaltnismiiBig leicht in verdiinntem Ammoniak; gegen Sauren ist es bestindiger als das einfache Kupfersalz.

6. Ru(CN),*5 H,O. In eine neutrale Lijsung des Kalium-hexacyano-ruthenoats

leiteten wir bei Zimmertemperatur zur Oxydation Chlor ein. Die anfangs farblose Lijsung nahm beim ltingeren Einleiten eine gelbe, schlieSlich eine rotbraune Farbung an. Unter weiterem Einleiten von Chlor dampften wir die rotbraune Losung langsam ein, doeh gelang es uns nicht, ein einheitliches Produkt zu isolieren, da die rotbraune Liisung beim Unterbrechen des Chlorstroms sich schnell wieder entfarbte.

Bei lingerem Einleiten von Chlor wurde der Cyankomplex voll- kommen zerstiirt, da dann das Ruthenium bis zum (V1II)Oxyd oxydiert wurde, das schon in geringen Konzentrationen au seinem Geruch erkannt werden konnte.

Die rotbraune Lbsung gab mit Schwermetallionen keine Nieder- schlage.

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Auf Zusatz eines gleichen Volumens 3 n-Schwefelsaure zu der rotbraunen Lidsung fie1 jedoch beim Erwarmen ein schwarzgriiner Niederschlag aus, der auf einem Glasfilter abfiltriert wurde. Nach dem Waschen mit Ammoniumchloridlosung, Schwefelsgure und heiBem Wasser war die Verbindung frei von Kalium. Wir trockneten sie nun im Vakuum iiber Calciumchlorid bei Zimmertemperatur bis zur Gewichtskonstanz.

Zur Analyse bestimmten wir das Ruthenium durch Reduktion der Verbindung im Wasserstoffstrom; der Stickstoffgehalt ergab sich aus der Verbrennung.

Wir erhielten folgende Werte:

Prozentual stimmt die Analyse auf ein Pentahydrat des R u : N = 1:3,059 = 1 : 3 .

Ruthenium(II1)cyanides. Berechnet fur RU(CN)~. 5 H,O :

R u : 37,71 O l 0

Gefunden : 37,51 OJ0

N : 15,58°/0 15,81 ' lo Nach dem Trocknen hat Ruthenium(LI1)cyanid kristallines Aus-

sehen. Wir versuchten nun noch die Verbindung bei hoheren Tempe-

raturen weiter zu entwassern. Zu diesem Zweck wurde die Substanz neu hergestellt und im Vakuum bei 200° getrocknet.

Die Analyse hatte folgendes Ergebnis :

Die Analyse stimmt auf das Monohydrat des Ruthenium(II1)- R u : N = 1:3,013 = 1 : 3 .

cyanides, wie die folgenden Zahlen ergeben. Berechnet fur Ru(CN),.I H,O: Gefunden:

Ru : 61,43°/0 5 1,08 N : 21,35°/0 21,200/,

Zum weiteren Entwiissern wurde die Substanz auf 250° im Vskuum erhitzt, doch zeigt die Analyse, daB jetzt Zersetzung ein- getreten ist: Ru:N = 1: 2,787.

Die Verbindung ist in allen gebrauchlichen Lbsungsmitteln praktisch unloslich.

7. [Ru(CN), 1 H,O 2 NH,] . Wir versuchten das Ruthenium(1II)cyanid in konzentriertem

Ammoniak zu losen. In der Kalte gelang dies nicht, wohl aber in der W6rme, als gleichzaitig durch das Reaktionsgemisch gas- f6rmiges Ammoniak geleitet wurde.

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Die dunkelgriine Liisung des Ruthenium(II1)cyanides lieBen wir im Vakuum iiber Kaliumhydroxyd vollkommen zur Trockne ein- dampfen und bestimmten in den zuriickbleibenden schwarzen, stark gl'anzenden Flittern das Ruthenium durch Reduktion der Substanz im Wasserstoffstrom; Stickstoff, Kohlenstoff und Wasser wurden durch Verbrennung festgestellt.

Berechnet fur [Ru(CN), 1 H,O * 2 NH,] : Gefunden: Ru : 43,88 43,410l0; 43,57OfO N : 30,22O/, 27,97OlO; 28,15°/0 c : 16,53 O/, 16,26°/0; 15,37O/,,

H,O : 19,43'/,, 20,03 ; 20,82°/0

Die Verbindung ist in Wasser praktisch unlijslich; Alkalien zersetzen sie unter Entwicklung von Ammoniak.

Znsammenfaaanng der Ergebniese der biaherigen Arbeiten iiber die Cyanverbindungen dea Rutheninme.

In der vorliegenden Arbeit werden die Angaben Horn's uber das Kalium-hexacyano-ruthenoat bestatigt.

Das Kalium-hexacyano-ruthenoat bildet mit Schwermetallionen praktisch unlosliche Niederschlage. Dies wird gezeigt durch Dar- stellung der Verbindungen:

Cu,[Ru(CN),].xH,O und Ag,[Etu(CN),] .xH,O. Die amorphen, wasserhaltigen Metallcyankomplexe dieser Reihe

laasen sich mit Ammoniak in kristalline, wasserfreie Salze iiber- fiihren. Dies wird bewiesen durch Isolierung der Ammoniakate:

Cu,[Ru(CN),] 4NH3 und Ag,[Ru(CN),]. 3NH8 . Die freie Silure H,[Ru(CN),] bildet mit organischen Basen

von hohem Molekulargewicht saure, kristalline, in Wasser schwer lijsliche Salze. G'ezeigt wird die8 durch die Qewinnung der Brucin-

[CZ, R2 82NZ Hal* [H,Ru(CN)*I - Das von HOWE als Ru(CN),, von KUKENTHAL als Rn(CN), de-

finierte blaue Rutheniumcyanid wird als eine Komplexverbindung von der Zusammensetzung:

erktannt. Ru,(CN)~ *H,O

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72 I? Krazdss u.G.Schrader. Z. Kenntnis d.Cyanz;erbindwngen d. Platinmetalle.

Die Verbindung gibt mit Ammoniak ein Salz von der Zu- sammensetzung :

NH,[Ru,(CN), 4NH3].

Dieses Ammoniumsalz setzt sich mit Schwermetallionen zu charakteristisch geftirbten Niederschlagen um.

und das Nickelsalz:

werden hergestellt. Auch die Schwermetallverbindungen dieser neuen Reihe sind

zur Bddung von Ammoniakaten fiahig. Bewiesen wird dies durch die Darstellnng des Komplexsalzes:

Das Kupfersalz :

CU[RU,(CN), -4NB,],-5Ha0

Ni[Ru,(CN), .4NH,], . 7H20

CU[RU,(CN), *4NH3],*4NH,. Das Ruthenium kann in Cyaniden auch dreiwertig auftreten.

Dies wird gezeigt durch die Darstellung der Verbindungen: [Ru(CN),.H,O] und [Ru(CN),.H2O.2NH,].

Brauraschwe4g, Chemisches Institut der Technischen Hochschule, Awil 1928.

Bei der Redaktion eingegangen am 11. April 1928.


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