Равновесия в растворах комплексных соединений
Вопросы для самостоятельной подготовки
1. Что является количественной характеристикой устойчивости комплексных ионов?
2. Как составляется выражение общей константы нестойкости для конкретного комплексного иона? Приведите примеры.
3. Каково соотношение между общей константой нестойкости и константами, характеризующими отдельные стадии процесса диссоциации комплексного иона?
4. В чем отличие двойных солей от комплексных? Приведите примеры двойных солей.
5. Покажите влияние координации на свойства лигандов на примерах различий в свойствах координированных и некоординированных молекул воды и аммиака.
6. Дайте объяснение гидролиза солей по катиону с точки характера поведения аквакомплексов в воде.
7. Приведите примеры, показывающие влияние координации на свойства комплексообразователей.
Задания для индивидуальной проверки
1. Что определяет направление реакций, протекающих в водных растворах, в сторону образования комплексных ионов? Какое равновесие характеризует их устойчивость?
2.Характеристиками каких процессов являются Кнест и Куст комплекса? Как они связаны между собой? Напишите их выражения для соединений: Na3[Ag(S2O3)2]; K2[Ni(CN)4]; [Cu(NH3)4]SO4.
3. Как по сравнительным значениям Кнест и Куст определяется относительная прочность однотипных комплексных соединений?
4. Можно ли разрушить комплекс [Ag(NH3)2]+, концентрация которого в растворе составляет 0,1 моль/л добавлением раствора KСl равного объема и равной концентрации? Увеличение объема раствора при сливании исходных растворов можно не учитывать.
5. Возможно ли разрушение того же комплекса при тех же условиях, что и в предыдущем задании, но при наличии избытка NH3, концентрация которого в растворе составляет 10 моль/л?
6. Приведите примеры разрушения комплекса и осаждения иона комплексообразователя. Чем должен определяться выбор осадителя? В каких случаях он должен использоваться в больших концентрациях?
7. Какое влияние на возможность разрушения комплекса имеют величины комплекса Кнест и ПР осаждаемого соединения, а также наличие в растворе лигандов?
8. Равновесные концентрации ионов Ag+ и молекулы NH3в растворе аммиаката серебра соответственно равны 3,0 · 10 – 4; 5,0 · 10 – 3 моль/л. Найдите концентрацию самого комплекса в этом растворе (Кнест = 6,8 · 10 – 8).
9. Найдите концентрацию Ag+- и CNS¯-ионов в растворе дитиоцианатоаргентата (I) калия с С = 0,10 моль/л, если для него Кнест = 2,7 · 10–8. Как она изменится для ионов серебра после введения в раствор тиоцианата калия до концентрации равной: 1,0 моль/л, 10 моль/л.
10. Чему равна концентрации ионов серебра в растворе дисульфитоаргентата (I) натрия концентрации 1,0 моль/л, если он содержит сульфит натрия количеством вещества 0,010 моль на каждый литр раствора. (Кнест[Ag(SO3)2])=4,5·10–8)?
11. Определите концентрацию ионов меди в растворе [Cu(NH3)4]SO4 объемом 1 л и Скомпл. соли = 0,10 моль/л. Раствор содержит 1,0 моль NH3.
12. Какова концентрация ионов меди в растворе K2[Cu(CN)4] объемом 1 л и концентрацией 0,10 моль/л, если принять равной концентрацию цианида в растворе 5,0 моль/л, а степень диссоциации его принять равной 100%?
13. Какое количество ионов Zn2+ находится в растворе объемом 1л и с(K2[Zn(CN)4]) = 0,10 моль/л, в который добавили 0,010 моль KCN, если степень диссоциации последнего равна 85%?
14. Напишите уравнение реакции гидролиза солей цинка как взаимодействие аквакомплекса [Zn(H2O)4]2+ с водой. В какой роли здесь выступает гидратированный ион цинка с точки зрения протолитической теории кислот и оснований?
15. Допишите приведенные ниже уравнения реакций. Укажите к какому типу относится каждая из них и чем определяется ее направленность:
Таблица 1.
| K2[CuCl4] + NH3 → … | Na3[Ag(S2O3)2] + Na2S → … |
| Fe3+ + [Fe(CN)6] 4— → … | [Ni(NH3)6]SO4 + NaOH → Ni(OH)2 + … |
| Fe2+ + [Fe(CN)6] 3— → … | K4[Fe(CN)6] + Cl 2 → … |
| K+ + [Co(NO2)6] 3— → … | [Co(H2O)6]Cl 3 → … |
| Cu(OH)2 + Na2SO4 → [Cu(SO4)4]6— + … | CoSO4 + NaNO2 + CH3COOH → Na3[Co(NO2)6] + NO + … |
Упражнения и задачи
1. К 1 мл раствора соли никеля, содержащему 4,1 мг никеля, прибавлено 20 г цианида калия. Рассчитайте концентрацию ионов [Ni(CN)4]2–, CN–иNi2+ в растворе.
2. Вычислите концентрацию ионов Zn2+ в растворе, 1 л которого содержит 0,020 моль хлорида цинка и 0,10 моль аммиака.
3. В каком растворе концентрация ионов Cd2+ больше: в 0,1 М растворе K2[Cd(CN)4] или в 0,1 М растворе [Cd(NH3)4]SO4?
4. Вычислите концентрацию ионов Hg2+ в 0,10 М растворе тетрахлорогидраргирата (II) калия K2[HgCl4], если Кнест [HgCl4]2– = 6·10–17.
5. Константа нестойкости иона [Ag(CN)2]– составляет 1,4·10–20. Вычислите концентрацию ионов серебра в 0,050 М растворе K[Ag(CN)2], содержащем, кроме того, 0,010 моль KCNв литре раствора.
6. Можно ли осадить ионы Ni2+ из раствора K2[Ni(CN)4] объемом 1 л и с = 0,10 моль/л, содержащего 0,20 моль KCN (α=80%), если добавить 1,0 · 10–4 моль сульфида аммония? При какой минимальной концентрации сульфида аммония начнет выпадать в осадок? (ПР (NiS) = 2 · 10–28).