Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Равновесия в растворах коодинационных
(КОМПЛЕКСНЫХ) СОЕДИНЕНИЙ
В растворах координационных (комплексных) соединений существует система динамических равновесий, зависящая от характера растворённого вещества и природы растворителя. В водных растворах комплексные соли в процессе первичной электролитической диссоциации ведут себя как сильные электролиты, образуя положительно и отрицательно заряженные ионы внутренней и внешней сферы, причём комплексные ионы (внутренняя сфера) диссоциируют по типу слабого электролита. Например, комплексная соль – тетрахлороплатинат(IV) калия диссоциирует в водном растворе, главным образом, по уравнению:
K2[PtCl4] ⇄ 2К+ + [PtCl4]2– .
Это объясняется тем, что в комплексных соединениях взаимодействие между внутренней и внешней сферами осуществляется за счёт ионной связи. Во внутренней сфере (комплексном ионе) между центральным атомом (комплексообразователем) и его лигандами существуют более прочные ковалентные связи, образованные по донорно-акцепторному механизму. В связи с этим нейтральные комплексные соединения, не имеющие внешней сферы, например тетракарбонил никеля(II) [Ni(CO)4], в водных растворах диссоциируют слабо. Для образующихся в растворе комплексных ионов характерно наличие сольватационных равновесий с образованием аквакомплексов:
[PtCl4]2– + H2О ⇄[Pt(H2О)Cl3]– + Сl–
[Pt(H2О)Cl3]– + Н2О ⇄[Pt(H2O)2Cl2] + Сl– и т. д. В результате подобных сольватационных процессов, вызываемых обменными реакциями комплексных ионов с молекулами растворителя- воды, возникают гидратированные ионы соответствующих химических элементов и в растворе появляются «вымытые» из комплекса ионы или молекулы. Сольватационное равновесие комплекса вызывает в ряде случаев равновесие кислотно-основного типа. Например:
[Pt(H2О)Cl3]– ⇄ [Pt(OH)Cl3]2– + Н+;
[Pt(H2O)2Cl2] ⇄ [Pt(H2O)Cl2OH]– + Н+.
Подобно ступенчатой диссоциации электролитов, первые ступени сольватационного равновесия и отвечающего ему кислотно-основного равновесия у комплексных соединений более резко выражены, чем последующие. Комплексные ионы в растворах подвергаются также, но в значительно меньшей степени, вторичной электролитической диссоциации по типу слабых электролитов. Например, ион [PtCl4]2– диссоциирует с образованием простых ионов:
[PtCl4]2– Pt2+ + 4Сl– .
Прочность комплексного иона характеризуется его константой нестойкости (Кн.).Применив закон действия масс к указанной равновесной системе, получим:
Кн. = . (7.1)
Чем меньше величина константы нестойкости, тем устойчивей комплекс. Усилить электролитическую диссоциацию комплексного иона и даже разрушить его можно нагреванием, разбавлением, добавлением в раствор веществ, которые с одним из компонентов комплексного иона образуют ещё менее диссоциирующие ионы или молекулы, а также применением окислителей и восстановителей. Числовые значения констант нестойкости комплексных ионов приводятся в справочниках.
Пример. Комплексный ион [Ag(NH3)2]+ (Kн. = 9,3 · 10–8) можно разрушить добавлением иона Ni2+, который образует с молекулами NH3 более прочный комплексный ион [Ni(NH3)6]2+ (Kн. = 9,8 · 10–9):
3[Ag(NH3)2]+ + Ni2+ = [Ni(NH3)6]2+ + 3Ag+
Добавление сильной кислоты к комплексным ионам, содержащим молекулы NH3, приводит к их разрушению, так как ион водорода с молекулами NH3 образует более прочный ион NH4+:
[Cu(NH3)4]2+ + 4Н+ = 4NH4+ + Cu2+ .
Зная величину константы нестойкости данного комплексного иона, можно вычислить равновесную концентрацию комплексообразователя и лиганда. Пример. Вычислите равновесную концентрацию комплексообразователя и лиганда в растворах [Ag(NH3)2]+ и [Cu(NH3)4]2+ с концентрациями 1 моль/л и сравните полученные результаты. Решение а) для [Ag(NH3)2]+ . Если обозначим концентрацию иона серебра [Ag+] в растворе через х, то согласно уравнению
[Ag(NH3)2]+ ⇄ Ag+ + 2NH3
можем написать:
{[Ag(NH3)2]+} = 1 – х; [Ag+] = х; [NH3] = 2 х.
Подставим в выражение для константы нестойкости комплека значения концентраций комплексообразователя [Ag+] и лиганда [NH3]:
= = Кн. = 9,3 · 10–8.
В силу того что равновесная концентрация ионов серебра [Ag+] в растворе слабого электролита очень мала по сравнению с концентрацией комплексного иона, можно значение (1 – х) приравнять к 1. Тогда получим: Кн. = 4 x 3 = 9,3 · 10–8.
Отсюда: х = [Ag+] = = 2,8 · 10–3 моль/л,
[NH3] = 2 х = 5,6 · 10–3 моль/л.
б) для [Cu(NH3)4]2+ расчёт проводится аналогично:
[Cu(NH3)4]2+ ⇄ Сu2+ + 4NH3;
{[Cu(NH3)4]2+} = 1 – х, [Cu2+] = х; [NH3] = 4 х;
= = Кн. = 2,14 · 10–13,
Кн. = 256 x 5 = 2,14 · 10–13;
х = [Сu2+] = = 2,4 · 10–3 моль/л,
[NH3] = 4 х = 9,6 · 10–3 моль/л.
Сопоставляя полученные результаты, можно отметить, что равновесная концентрация комплексообразователя в растворе серебряно-аммиачного комплекса в 1,17 раз выше = 1,17, чем в растворе медно-аммиачного комплекса, а лиганда – в 1,7 раза ниже .
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-10; просмотров: 150; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.215.15.122 (0.015 с.) |