Написать уравнения диссоциации этих соединений в водных растворах

Дано: K4[Mo(CN)8], [PtCl4(NH3)2] Заряд комплексного иона-?

Меn+ - ? кч - ?

РЕШЕНИЕ:

Диссоциация комплексных соединений протекает с отщеплением ионов внешней сферы по типу диссоциации сильных электролитов:

K₄[Mo(CN)₈] = 4К⁺ + [Mo(CN)₈]^4-

Заряд комплексного иона [Mo(CN)₈]^4- равен суммарному заряду ионов внешней сферы, но противоположен ему по знаку.

Вторичная диссоциация комплексного иона обратима и протекает по типу диссоциации слабого электролита:

[Mo(CN)₈]^4- <=> Мо^х + 8 CN^-

Степень окисления комплексообразователя (х) определяется по заряду комплексного иона:

х

[Mo(CN)₈] ^4-

х + 8·(-1) = -4, откуда х= + 4, т.е. заряд комплексообразователя Мо⁴⁺.

Координационное число комплексообразователя (Мо⁴⁺) равно суммарному числу лигандов (CN^-), окружающих комплексообразователь, т.е. = 8.

Так как соединение [PtCl₄(NH₃)₂] не содержит внешней сферы, то его заряд равен нулю (неэлектролит) и для него наблюдается только вторичная диссоциация:

[Pt(NH₃)₂CI₄]⁰ <=> Рt^x + 2NH + 4Cl^-

x + 2·0 + 4·(-1) = 0, x = +4,

т.е. заряд комплексообразователя Рt⁴⁺, а _Pt⁴⁺ = 6.

Ответ: [Mo(CN)₈]^4-,[PtCl₄(NH₃)₂]⁰; Мо⁴⁺, Pt⁴⁺; = 8;

= 6.

2. Константа нестойкости комплексных ионов [Fe(CN)₆]^4- и [Fe(CN)₆]^3- соответственно равны 1·10^-24 и 1·10^-31. Написать выражения констант нестойкости этих ионов и рассчитать константы их устойчивости. Какой из комплексных ионов является более прочным.

Дано: - ? - ?

РЕШЕНИЕ: Диссоциация комплексных ионов процесс обратимый и количественно описываются константами нестойкости. [Fe(CN)6]4- <=> Fe2+ + 6CN-

= 1·10^-24

[Fe(CN)₆]^3- <=> Fe³⁺ + 6CN^-

= 1·10^-31

Константы устойчивости – константы равновесия обратных процессов (образования комплексных ионов).

Fe²⁺ + 6CN^- <=> [Fe(CN)₆]^4-

=10²⁴

Fe³⁺ + 6CN^- <=> [Fe(CN)₆]^3-

= 10³¹

Значение константы устойчивости комплексного иона [Fe(CN)₆]^3- больше константы устойчивости комплексного иона [Fe(CN)₆]^4-. Значит комплексный ион [Fe(CN)₆]^3- более прочный.

Ответ: Комплексный ион [Fe(CN)₆]^3- более прочный.

3. Составить формулы следующих комплексных соединений с координационным числом платины (IV) равном шести PtCl₄·6NH₃; PtCl₄·4NH₃; PtCl₄·2NH₃. Написать уравнения диссоциации этих солей в водном растворе и назвать их.

Дано: PtCl4·6NH3 PtCl4·4NH3 PtCl4·2NH3 Комплексные соединения-?

РЕШЕНИЕ: В состав внутренней сферы включается шесть лигандов. В первую очередь – молекулы аммиака и затем до координационного числа шесть – ионы хлора. Остальные ионы хлора образуют внешнюю сферу.

PtCl₄·6NH₃ → [Pt(NH₃)₆]Cl₄ = [Pt(NH₃)₆]⁴⁺ + 4Cl^-

[Pt(NH₃)₆]⁴⁺ <=> Pt⁴⁺ + 6NH⁰₃

PtCl₄·4NH₃ → [Pt(NH₃)₄Cl₂]Cl₂ = [Pt(NH₃)₄Cl₂]²⁺ + 2Cl^-

[Pt(NH₃)₄Cl₂]²⁺ <=> Pt⁴⁺ + 4NH⁰₃ + 2Cl^-

PtCl₄ ·2NH₃ → [Pt(NH₃)₂Cl₄] <=> Pt⁴⁺ + 2NH⁰₃ + 4Cl^-

[Pt(NH₃)₆]Cl₄ – хлорид гексаамминплатины (IV)

[Pt(NH₃)₄Cl₂]Cl₂ – хлорид дихлоротетраамминплатины (IV)

[Pt(NH₃)₂Cl₄] – тетрахлородиамминплатина.

УРОВЕНЬ В

1. Определить концентрацию ионов Ag⁺ в 0,0IM растворе K[Ag(CN)₂], содержащем кроме того 0,05 моль/л NaCN. Константа устойчивости комплексного иона [Ag(CN)₂]^- равна 1·10²¹.

Дано: = 1·1021 = 0,05 моль/л [Ag+] - ?

РЕШЕНИЕ Равновесную концентрацию ионов Ag+ можно определить из выражения константы устойчи- вости комплексного иона:

Ag⁺ + 2CN^- <=> [Ag(CN)₂]^- (13.1)

= 1·10²¹ (13.2)

Введение в раствор комплексной соли сильного электролита NaCN, который диссоциирует по уравнению:

NaCN = Na⁺ + CN^- (13.3)

приводит, согласно принципа Ле-Шателье, к смещению равновесия (13.1) в сторону образования комплексного иона и устанавливается новое равновесие. Значение К_у при этом не изменяется.

Обозначим равновесную концентрацию ионов серебра в новых условиях через х:

[Ag⁺] = х моль/л

Общая равновесная концентрация [CN^-] равна сумме концентраций CN^-, образовавшихся при диссоциации NaCN и [Ag(CN)₂]^-:

[CN^-] = +

из [Ag(CN)₂]^- из NaCN

= 2х моль/л;

из [Ag(CN)₂]^-

= ·α·

из NaCN

так как NaCN сильный электролит, α=1, =1, то =0,05 моль/л. Тогда:

[CN^-] = (2х + 0,05) моль/л.

Концентрацию иона [Ag(CN)₂]^- определяем из уравнения первичной диссоциации:

K[Ag(CN)₂] = К⁺ + [Ag(CN)₂]^- (13.4)

·α·n; α=1 так как первичная диссоциация протекает по типу диссоциации сильных электролитов,

n = 1:

0,01 моль/л.

Тогда равновесная концентрация иона [Ag(CN) ] равна:

[Ag(CN) ] = (0,01-х) моль/л.

Подставляем полученные данные в выражение (13.2)

1·10²¹

Так как х << 0,01, то значением х ввиду его малости в выражении (0,01 - х) и значением 2х в выражении (0,05+2х) можно пренебречь и данное выражение записать в виде:

1·10²¹, откуда х = 4·10^-21 моль/л

[Ag⁺] = 4·10^-21 моль/л.

Ответ: [Ag⁺] = 4·10^-21 моль/л.

2. Выпадает ли осадок NiS, если к 1М раствору [Ni(NH₃)₆]Cl₂ прилить равный объем 0,005М раствора K₂S.

(табл.) =1·10^-9(табл.)

Дано: = 1 моль/л =0,005 моль/л ПРNiS = 1·10-9 Выпадает ли осадок NiS

РЕШЕНИЕ: Осадок NiS образуется, если · > ПРNiS (табл.) Концентрацию иона Ni2+ определяем по концентрации раствора [Ni(NH3)6]Cl2. Комплексная соль [Ni(NH3)6]Cl2 диссоциирует по уравнению:

[Ni(NH₃)₆]Cl₂ = [Ni(NH₃)₆]²⁺ + 2Cl ^– (первичная диссоциация) (13.5)

Из уравнения (13.5) определяем концентрацию комплексного иона:

= ·α·n = 1 моль/л.

где α = 1; n = 1

Комплексный ион в свою очередь диссоциирует равновесно:

[Ni(NH₃)₆]²⁺ <=> Ni²⁺ + 6NH₃ (вторичная диссоциация) (13.6)

Обозначим равновесную концентрацию ионов никеля через х:

[Ni²⁺] = х моль/л.

Тогда, согласно уравнения (13.6):

[NH₃] = 6х моль/л;

[Ni(NH₃)₆²⁺] = (1-х) моль/л.

Константа нестойкости комплексного иона из уравнения (13.6) равна:

(13.7)

Подставим полученные данные в выражение (13.7):

Так как х<<1, то значением х ввиду его малости в выражении (1-х) можно пренебречь и данное выражение записать в виде:

, откуда х = = 0,243 моль/л.

[Ni²⁺] = с = 0,243 моль/л.

Из уравнения диссоциации:

K₂S = 2K⁺ + S^2-

= с ·α· = 0,005·1·1 = 5·10^-3 моль/л

где α·= 1; = 1.

При сливании равных объемов растворов солей K₂S и [Ni(NH₃)₆]Cl₂ концентрация всех ионов уменьшается в 2 раза и составит:

с = 1/2·0,243 = 0,1215 моль/л.

с = 1/2·5·10^-3 = 0,0025 моль/л

Произведение с ·с = 0,1215·0,0025 = 3·10^-4, т.к.

3·10^-4 > 1·10^-9 (табл. величина ПР_NiS) то осадок NiS выпадает.

Ответ: осадок NiS выпадает.

3. К раствору, содержащему 0,2675 г комплексной соли
CoCl₃·6NH₃ добавили в избытке раствор AgNO₃. Масса осажденного AgCl составила 0,4305 г. Определить координационную формулу соли, назвать её и написать уравнения диссоциации в водном растворе.

Дано: =0,2675 г = 0,4305 г Формула комплексной соли - ?

РЕШЕНИЕ: Для написания координационных формул необходимо знать состав внутренней и внешней сферы этой соли. Из раствора комплексной соли можно осадить в виде AgCl↓, только ионы Cl-, входящие во внешнюю сферу.

Таким образом, в состав осадка (AgCl) входят Cl^-, находящиеся только во внешней сфере комплексной соли.

Обозначим число ионов Cl^- во внешней сфере комплексной соли – n.

Тогда число ионов Cl^- во внутренней сфере комплексной
соли – (3- n).

При добавлении к раствору комплексной соли раствора AgNO₃протекает реакция:

[Co(NH₃)₆Cl_(3-n)]Cl_n + nAgNO₃ = nAgCl↓ + [Co(NH₃)₆Cl_(3-n)](NO₃)_n

Поскольку в молекуле AgCl на 1 ион Ag⁺ приходится 1 ион Cl^- , то из одной молекулы комплексной соли образуется n молекул AgCl.

[Co(NH₃)₆Cl_(3-n)]Cl_n - nAgCl

- nM

267,5г - n143,5 г

0,2675г - 0,4305 г

n =

Следовательно все три иона Cl^- находятся во внешней сфере. Формула комплексной соли [Co(NH₃)₆]Cl₃.

Первичная диссоциация соли:

[Co(NH₃)₆]Cl₃ = [Co(NH₃)₆]³⁺ + 3Cl^-

Вторичная диссоциация:

[Co(NH₃)₆]³⁺ <=> Co³⁺ + 6NH

[Co(NH₃)₆]Cl₃ – хлорид гексаaмминкобальта (III)

Ответ: [Co(NH₃)₆]Cl₃.

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ

УРОВЕНЬ А