Форум химиков на сайте ХимЛаб

СhemistLab.ru

Главная | Расчеты с использованием величины константы нестойкости. - Форум | Регистрация | Вход
Суббота
25.03.2017
00:52
Гостевая книга
Информация о сайте
Приветствую Вас Гость |
[ Новые сообщения · Участники · Администрация · Правила форума · Поиск · Таблица Менделеева ]

Страница 1 из 11
Форум » Химическое образование » Типовые задачи и решения по комплексным соединениям » Расчеты с использованием величины константы нестойкости.
Расчеты с использованием величины константы нестойкости.
plickДата: Понедельник, 07.01.2013, 12:29 | Сообщение # 1
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 876
Статус: Offline
При решении данных задач, подразумевается, что учащиеся изучили теоретический материал о диссоциации комплексных соединений и составлении выражений констант нестойкости. Поэтому автор намеренно не останавливается на вопросах о уравнениях диссоциаций и записи выражений для Кн.
http://chemistlab.ru/forum/28-371-1

Задача. 1.1.
Используя значения констант нестойкости, определить возможность образования нового комплекса:
а) K3[Ag(S2O3)2] + NH3 =
б) K2[HgBr4] + KI =
Решение

Чем больше значение константы нестойкости Кн, тем комплексный ион менее прочный. По величине Кн можно судить о возможности образования новых комплексных соединений. Если Кн нового комплекса меньше чем Кн существующего то новый комплекс образуется.

Сначала запишем возможные уравнения образования комплексного соединения:
а) 2K3[Ag(S2O3)2] + 4NH3 + 2H2O = 2[Ag(NH3)2]OH + 3K2S2O3 + H2S2O3

б) K2[HgBr4] + 4KI = K2[HgI4] + 4KBr

Запишем значения констант нестойкости для имеющихся комплексных ионов и возможно образующихся:
а) для дитиосульфатоаргентат-иона [Ag(S2O3)2]3- и катиона диамминсеребра [Ag(NH3)2]+
Кн([Ag(S2O3)2]3-) = 7,08*10-15
Кн([Ag(NH3)2]+) = 5,75*10-8

б) для тетрабромомеркурат(II)-иона [HgBr4]2- и тетрайодомеркурат (II)-иона [HgI4]2-
Кн([HgBr4]2-) = 1*10-21
Кн([HgI4]2-) = 1,48*10-30

Теперь сравниваем значения констант нестойкости:
а) так как Кн([Ag(S2O3)2]3-) < Кн([Ag(NH3)2]+), то тиосульфатный комплекс более прочный, а, следовательно образование нового комплексного соединения не происходит.

б) Так как Кн([HgI4]2-) < Кн([HgBr4]2-), то йодидный комплекс более прочный, а, следовательно возможно образование нового комплексного соединения тетрайодомеркурата(II) калия.


Сообщение отредактировал plick - Суббота, 12.01.2013, 15:55
 
plickДата: Понедельник, 07.01.2013, 12:35 | Сообщение # 2
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 876
Статус: Offline
Задача 1.2.
Определить концентрацию комплексного иона, концентрации ионов комплексообразователя и лигандов в 0,06М растворе Na2[Ве(OH)4].

Решение.

Тетрагидроксобериллат натрия в растворе диссоциирует как сильный электролит на комплексные ионы и ионы натрия, то есть комплексное соединение диссоциирует полностью:
Na2[Ве(OH)4] = [Ве(OH)4]2- + 2Na+
Согласно уравнению диссоциации соединения, концентрация комплексного иона в растворе равна концентрации всего тетрагидроксобериллата натрия:
См([Ве(OH)4]2-) = 0,06 моль/л

Сам комплексный ион незначительно диссоциирует как слабый электролит (записываем сразу уравнение полной диссоциации):
[Ве(OH)4]2- = Ве2+ + 4OH-
Константа нестойкости комплексного иона запишется:
Кн = [Ве2+]*[OH-]4 / [[Ве(OH)4]2-]
Находим ее значение в справочнике:
Кн = 1*10-15

При диссоциации х моль комплексного иона в растворе образуется х моль ионов Ве2+ и 4х моль ионов ОН-. (Это видно из коэффициентов перед ионами в уравнении диссоциации, если диссоциировал 1 моль комплексного иона, то образовался 1 моль ионов Ве2+ и 4 моль ионов ОН-)

Тогда, константа нестойкости запишется:
Кн = х*(4х)4 / (0,06 - х)

Так как диссоциирует лишь малая часть комплексных ионов, то их концентрация в растворе определяется общей концентрацией ионов [Ве(OH)4]2-, а знаменатель практически равен 0,06 моль/л.
Кн = х*(4х)4 / 0,06
Подставляя значение константы нестойкости, получаем:
1*10-15 = 256*х5 / 0,06
Решая незатейливое уравнение относительно х, получим:
х = 5√(1*10-15*0,06 / 256) = 4√(23,44*10-20) = 2,2*10-5

Следовательно, концентрация ионов комплексообразователя равна:
См(Ве2+) = 2,2*10-5 моль/л
А концентрация лигандов, соответственно, равна:
См(ОН-) = 4*2,2*10-5 = 8,8*10-5 моль/л


Сообщение отредактировал plick - Суббота, 12.01.2013, 15:51
 
plickДата: Понедельник, 07.01.2013, 12:42 | Сообщение # 3
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 876
Статус: Offline
Задача 1.3.
Определить концентрацию комплексного иона, концентрации ионов комплексообразователя и лигандов в 1 л 0,01М раствора K3[Fe(CN)6], содержащем 15 грамм KCN.

Решение.

Красная кровяная соль или гексацианоферрат(III) калия в растворе, независимо от содержания в нем цианида калия, полностью диссоциирует:
K3[Fe(CN)6] = 3K+ + [Fe(CN)6]3-
Концентрация комплексного иона равна концентрации гексацианоферрата(III) калия:
См([Fe(CN)6]3-) = 0,01 моль/л

Комплексный ион также частично диссоциирует (используем суммарное уравнение диссоциации):
[Fe(CN)6]3- = Fe3+ + 6CN-
Записываем выражение константы нестойкости и ее численное значение:
Кн = [Fe3+]*[CN-]6 / [[Fe(CN)6]3-] = 10-31

Согласно уравнению диссоциации, диссоциирует х моль гексацианоферрат(III) -иона. При этом, в растворе образуется х моль катионов железа Fe3+ и 6х моль цианид-ионов СN-.
Также в растворе присутствует цианид калия, который полностью диссоциирует как сильный электролит:
KCN = K+ + CN-

Находим молярную концентрацию цианид-ионов в растворе, создаваемую только диссоциацией цианида калия:
См(CN-) = m(KCN) / M(KCN)*V = 15 / 65*1 = 0,23 моль/л

Отсюда, выражение для Кн запишется:
Кн = х*(0,23 + 6х)6 / (0,01 - х)

Так как диссоциация комплексного иона протекает очень незначительно Кн << 1, то х << 1, следовательно:
[CN-] = 0,23 моль/л
[[Fe(CN)6]3-] = 0,01 моль/л

Находим концентрацию ионов железа:
10-31 = [Fe3+]*0,236 / 0,01
[Fe3+] = 10-31*0,01 / 1,48*10-4 = 6,76*10-30 моль/л


Сообщение отредактировал plick - Суббота, 12.01.2013, 23:54
 
plickДата: Воскресенье, 13.01.2013, 03:01 | Сообщение # 4
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 876
Статус: Offline
Задача 1.4.
Определить возможность образования нового комплекса, рассчитав значение константы равновесия:
K3[Ag(S2O3)2] + KCN

Решение

записываем возможные молекулярное и сокращенно-ионное уравнения реакции образования нового комплекса:
K3[Ag(S2O3)2] + 2KCN = K[Ag(СN)2] + 2K2S2O3
[Ag(S2O3)2]3- + 2CN- = [Ag(СN)2]- + 2S2O32-

Записываем выражение константы равновесия на основе сокращенного ионного уравнения:
Кр = [[Ag(СN)2]-]*[S2O32-]2 / [[Ag(S2O3)2]3-]*[CN-]2
Теперь умножим и разделим записанное выражение Кр на концентрацию ионов серебра:
Кр = [[Ag(СN)2]-]*[S2O32-]2*[Ag+] / [[Ag(S2O3)2]3-]*[CN-]2*[Ag+]

Проанализируем полученное выражение:
Часть дроби [[Ag(СN)2]-] / [CN-]2*[Ag+], есть не что иное, как обратное выражение константы нестойкости дицианоаргентат-иона, то есть возможно образующегося комплексного иона:
[Ag(CN)2]- = Ag+ + 2CN-
Кн([Ag(CN)2]-) = [Ag+]*[CN-]2 / [[Ag(СN)2]-]
1/Кн = [[Ag(СN)2]-] / [CN-]2*[Ag+] = β

Оставшаяся часть дроби в выражении Кр, [S2O32-]2*[Ag+] / [[Ag(S2O3)2]3-], есть выражение константы нестойкости исходного комплексного дитиосульфатоаргентат-иона:
[Ag(S2O3)2]3- = Ag+ + 2S2O32-
Кн([Ag(S2O3)2]3-) = [S2O32-]2*[Ag+] / [[Ag(S2O3)2]3-].

Тогда, выражение константы равновесия процесса запишется:
Кр = Кн([Ag(S2O3)2]3-) / Кн([Ag(CN)2]-)
Осталось открыть справочник, найти численные значения констант нестойкости и рассчитать Кр.
Кн([Ag(S2O3)2]3-) = 3,47*10-14
Кн([Ag(CN)2]-) = 1,41*10-20

Кр = 3,47*10-14 / 1,41*10-20 = 2,46*106

Так как полученное значение Кр >> 1, то реакция протекает в прямом направлении, следовательно, образование цианидного комплекса из тиосульфатного, возможно.


Сообщение отредактировал plick - Воскресенье, 13.01.2013, 03:42
 
Форум » Химическое образование » Типовые задачи и решения по комплексным соединениям » Расчеты с использованием величины константы нестойкости.
Страница 1 из 11
Поиск:

lascheggia © 2012-2017
Бесплатный хостинг uCoz