Примеры решений типовых задач
Пример 1. Вычислите заряды комплексных ионов , образованных платиной (IV): 1) [ ]; 2) [ ]; 3) [ ]. Назовите эти соединения.
Решение.Степень окисления атома платины (комплексообразователя) равна +4, заряд молекулы аммиака (лиганда) равен нулю, а заряд хлорид-аниона (другого лиганда) равен -1; в итоге в соединении 1) - пентахлорамминплатине (IV) ([ ] ) - суммарный заряд составляет +4 + (-5) = -1.
Аналогичным образом находим заряды других комплексов:
2) в тетрахлордиамминплатине (IV) ([ ]) +4 + (-4) = 0,
3) в дихлортетраамминплатине (IV) ([ ] ) +4 + (-2) = +2.
В первом случае внешняя сфера содержит катионы, во втором – соединение является неэлектролитом, а в третьем – внешнюю сферу содержит анионы.
Пример 2.В результате приливания раствора к раствору тиосульфата калия образуется комплексная соль . Составьте уравнение реакции и укажите причину её протекания.
Решение:Учтём, что прочность аммиачных комплексов значительно ниже, чем тиосульфатных: это видно из сравнения соответствующих констант нестойкости (см. табл. 3 Приложения). Реакция всегда протекает в направлении образования более прочного комплексного иона. В рассматриваемом случае уравнение реакции в молекулярной форме имеет следующий вид:
,
В полной ионно-молекулярной форме это уравнение записывается так:
.
Принимая во внимание, что ионы и практически не изменяют своей концентрации в растворе, окончательно имеем:
.
Пример 3. Константа нестойкости иона составляет . Вычислить концентрацию ионов серебра в 0,05 M растворе , содержащем, кроме того, 0,01 моль/л .
Решение. Вторичная диссоциациякомплексного иона протекает по уравнению:
.
В присутствии избытка ионов , создаваемого в результате диссоциации (которую можно считать полной), это равновесие смещено влево настолько, что количеством ионов , образующихся при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда моль/л. По той же причине равновесная концентрация ионов может быть приравнена общей концентрации комплексной соли (0,05 моль/л).
По условию задачи:
В итоге определим концентрацию ионов :
Пример 4. Растворы простых солей кадмия образуют с щелочами осадок гидроксида кадмия , а с сероводородом – осадок сульфида кадмия CdS. Чем объяснить, что при добавлении щёлочи к 0,05 M раствору , содержащему 0,1 моль/л KCN, осадок не образуется, тогда как при пропускании через этот раствор сероводорода выпадает осадок CdS ? Константу нестойкости иона принять равной
Решение.Из условий образования осадков и CdS следует:
,
.
Учтём, что в растворе комплексной соли концентрацию ионов можно аппроксимировать уравнением (см. пример 3):
Концентрация ионов , достаточная для осаждения гидроксида кадмия, может быть определена из неравенства:
.
Следовательно, в рассматриваемой системе при концентрациях ионов меньших, чем 1 , равновесие смещено в сторону образования комплексного иона.
Условие образования осадка сульфида кадмия из заданного раствора тетрацианокадмата калия отражает неравенство:
Таким образом, даже при малых концентрациях сульфид-иона равновесие практически полностью смещено в сторону образования сульфида кадмия.