Е.Н. Дорохова, Г.В. Прохорова - Задачи и вопросы по аналитической химии (1037702), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Реакции комплексообразования8. Рассчитайте равновесную концентрацию хлоридиона в 0.01 М растворе нитрата кадмия в присутствии0.01 М соляной кислоты.ПРИМЕРРешение. Принимая во внимание, что сс<\ — СС\- а ступенчатые константы устойчивости СМС11 и CdCl^ заметно отличаются (112 и 3.55 соответственно), пренебрегаем существованием Сс1СЬ? полагая, что доминирующей формой врастворе является CdCl + .Следовательно, упрощенные уравнения материальногобаланса можно записать так:c C d = [Cd 2 + ] + [CdCl + ]CCI= [СГ] + [CdCl+]или после преобразования2+cci = [Cr]+/? 2 [Cd ][Cr]Находим из последнего выражения равновесную концентрацию иона кадмия:1_ Сд ~ [СГ]/Ma-]и подставляем в уравнение материального баланса но кадмию.
Далее, сделав преобразования, как в предыдущемпримере, получаем квадратное уравнение по равновеснойконцентрации хлорид-иона:Подставив числовые значения и решив уравнение2112[СГ] + 0.12[СГ] - 0.01 - 0находим [С1~] — 9 • 10"3М.9. В 2 М растворе роданида калия содержится]1 • 10~ М Fe(NCS)5~. Какую концентрацию фторид-ионанеобходимо создать, чтобы концентрация Fe(NCS)5~ по5низилась до 1 • 10~ М?ПРИМЕРСтепень образования и расчет равновесных концентрации 65Решение.
Реакция Fe(NCS)?~ + 5 F " ^ FeFi5~2 Ч- 5NCS" характеризуется константой равновесия[FeF 2 5--][NCS-] 5=рВ справочных таблицах находим[Fe)NCS)M _4[ F e 3+][NCSS]5 ~[ F e F 5~]_^еК?" - [ R j 3 + ] [ F - ] 5 -т•16ОЙLL 22 66'1 110П0Нетрудно видеть, что[FeFJ-][NCS-] 5[Fe(NCS)i-][F-]5р^ 1.26-10 1 6/3Fe(NCS),_1.7.104/3FeF^и' 'Находим искомую величину [F~]:=LJ/[PeFg-][NCS-]»1/ гг Гтт1_/-\т/^1п\2— 1=X.-.U--.-а/"74*10**_к,lft_2,• 1 • 10~^ПРИМЕР 10. Рассчитайте концентрацию несвязанного в комплекс кадмия(Н) в растворе, полученном при сливании50.0 мл 0.200 М раствора аммиака и 50.0 мл 0.0200 М раствора сульфата кадмия.Решение. Общая концентрация аммиака значительно вышеобщей концентрации кадмия, поэтому уравнения материального баланса можно записать в упрощенном виде, полагая, что преобладает Cd(NH3)4+Запишем уравнения материального баланса по кадмиюи по аммиакусс„ = [Cd«] + [Cd(NH,tf4 = ^+^« и , = [NH3] + 4[Cd(NH3)5 ] = ^ " з д д- 1.0 • 10-М0 0= 1-0 • Ю-'М66Глава 3.
Реакции комплексообразованияИз первого найдема из второго[Cd(NH 3 ) 2 + ] = c C d - [Cd 2 + ]Далее,= 1.0 • 10" 1 - 4(1.0 • 10" 2 - [Cd 2+ ]) = 6.0 • 10~2 + 4[Cd 2 + ]Подставляя найденные значения [NH3] и [Cd(NH3) 2+ ] в выражение для /?4, получаем_ [Cd(NH 3 ) 2 + ] _1.0 • 10~2 - [Cd 2 + ]1 4~~ [Cd 2 +][NH 3 ] 4 " [Cd2+](6.0 • Ю-'2 + 4[Cd 2 +]) 4Упростим уравнение: поскольку концентрация аммиакадовольно высокая, а комплекс устойчив, можно полагать,что концентрация несвязанного в комплекс кадмия мала.Поэтому1.0-10~2_6^ 4 " [Cd 2 +](6.0-10- 2 ) 4 "2+'4[Cd ] = 2 .
b l 0 - MРассмотрим другое возможное решение этой задаcт 0чи. Поскольку CNH3 > Cd?полагаем, что преобладаети его равновесная концентрация равна общейконцентрации кадмия[Cd(NH 3 )^ + ] - 1.0 • 10" 2 МДля нахождения равновесной концентрации свободногоаммиака воспользуемся выражением для среднего лигандного числа- = CNH, - [NH3] ^ 1122[NH3] - C N H 3 - 4c C d - 1-0 • 10" - 4 • 1.0 • 10" = 6.0 • 10" MПодставим найденные величины в выражение для fa:1.0-Ю- 2A3 6 3 1 06Задачи67Задачи1.
Рассчитайте условную константу устойчивости комплексонатакальция при рН 3.00.2. Рассчитайте условную константу устойчивости Ag(CN)^" в растворе, содержащем 1 • 10~3 М тиосульфата натрия.3. Рассчитайте условную константу устойчивости F e t ^ P O ^ прирН 5.00.4. Рассчитайте условную константу устойчивости FeFg" при рН1.00.5. Рассчитайте равновесную концентрацию Ag(NHs)J в 0.01 Мрастворе нитрата серебра в присутствии 2 М аммиака.6. Сколько молей гидроксида натрия необходимо добавить к0.01 М раствору нитрата свинца, чтобы концентрация ионовсвинца понизилась до 1 • 10~5 М за счет образования РЬ(ОН) : 7?7. Сколько миллилитров 2 М раствора аммиака необходимо прибавить к 200 мл 0.05 М раствора нитрата серебра, чтобы концентрация иона серебра понизилась до 1 • 10~5 М?8.
Рассчитайте равновесную концентрацию иона кобальта(П) в0.100 М растворе хлорида кобальта(П), содержащем 2 М аммиака.9. Рассчитайте равновесную концентрацию C u ( N H 3 ) 2 +в21.0 • 10~ М растворе сульфата меди(П) в присутствии 1 М аммиака.10. Рассчитайте равновесную концентрацию F e F 2 + в 0.100 М растворе хлорида железа (III) в присутствии 1 М фторида аммония.11. Рассчитайте равновесную концентрацию ионов меди(1) в растворе, полученном при прибавлении избытка цианида калия2(2 М) к 1.0 • 10~ М раствору меди(П).12. Рассчитайте равновесную концентрацию ионов ртути(П) в21.0 • 10~ М растворе нитрата ртути (И) в присутствии 1 М иодида калия.13. Рассчитайте степень образования Hgl^~ и Hgl^"" в растворе сравновесной концентрацией иодид-иона 0.100 М.14.
Рассчитайте степень образования FeF 2 ~ по условиям задачи 10.15. Рассчитайте степень образования Cu(CN)4~ по условиям задачи11.16. Выпадет ли осадок сульфида кадмия, если через раствор, содержащий 1.0 • 10~2 М кадмия и 1 М соляной кислоты, пропуститьсероводород до насыщения?17. Рассчитайте, при какой концентрации хлорид-ионов не выпадетосадок сульфида кадмия при насыщении сероводородом раство2ра с рН 1.00 содержащего 1.0 • 10~ М кадмия.68Глава 3.
Реакциикомплексообразования18. Выпадет ли осадок сульфида меди, если через раствор, содержащий 1.0 • 10~2 М сульфата меди и 1 М цианида калия (рН9.00), пропустить до насыщения сероводород?19. Выпадет ли осадок иодида серебра, если к раствору, содержащему 1.0 • 10~2 М нитрата серебра и 1 М аммиака, прибавитьиодид калия до конечной концентрации 1.0 • 10~2 М?20.
К 0.01 М раствору нитрата серебра добавили столько аммиака,что его избыток составляет 0.01 М. При какой концентрациибромид-иона выпадет осадок бромида серебра?21. Рассчитайте растворимость фосфата свинца в 1.0 • 10~3 М гидроксиде натрия.22. Рассчитайте растворимость сульфида ртути(II) в 1 М иодидекалия при рН 7.00 и при рН 0.00.Контрольные вопросы1. Что такое комплексное соединение?2. Какие факторы влияют на устойчивость комплексных соединений?3. Какие принципы могут быть положены в основу классификациикомплексных соединений?4.
Назовите основные типы комплексных соединений.5. Что такое ионный ассоциат? Приведите примеры.6. Приведите примеры внутри- и внешнесферных комплексных соединений.7. Что такое однороднолигандные и разнолигандные комплексы?Приведите примеры.8. Что называется полиядерными комплексными соединениями?Приведите примеры гомо- и гетерополиядерных комплексныхсоединений.9. Как влияет электронная конфигурация центрального атома настереохимию комплексного соединения? Приведите примеры.10.
Что такое координационное число? Что такое максимальное ихарактеристическое координационное число?11. Чем определяется дентатность лиганда? Приведите примерымоно- и полидентатных лигандов.12. Что такое хелат? В чем заключается сущность хелатного эффекта?13. Что называется внутрикомплексным соединением? Приведитепримеры.14. Приведите примеры координационно-насыщенных и координационно-ненасыщенцых комплексных соединений.15. Какие равновесия имеют место в растворах комплексных соединений? Как можно охарактеризовать эти равновесия?Контрольные вопросы6916. Что такое ступенчатые и общие константы устойчивости комплексного соединения?17.
Что такое среднее лигандное число и что оно характеризует?18. Выведите формулу для расчета равновесной концентрации комплекса при заданных концентрациях комплексообразователя илиганда.19. Выведите формулу для расчета степени образования (молярнойдоли) промежуточного комплекса.20. Как изменяются величины ступенчатых констант устойчивостипо мере присоединения лигандов? В каких случаях наблюдаетсяаномальная зависимость?21.
Чем характеризуется кинетическая устойчивость комплексныхсоединений? Приведите примеры лабильных и инертных комплексных соединений.22. Как влияют реакции комплексообразования на величину электродного потенциала?23. Выведите формулу для расчета стандартного потенциала полуреакции, в которой окисленная форма связана в комплексноесоединение.24. Выведите формулу для расчета стандартного потенциала полуреакции, в которой восстановленная форма связана в комплексное соединение.25.
Как можно стабилизировать соединения с неустойчивыми степенями окисления элемента? Покажите это на примерах кобальта(Ш) и меди(1).26. Дайте теоретическое обоснование (проиллюстрируйте расчетом) возможности использования комплексных соединений дляизбирательного растворения и осаждения малорастворимых соединений.27. Какие свойства комплексных соединений имеют наиболее важное значение для обнаружения и разделения ионов?28. Приведите примеры использования реакции комплексообразования для растворения:а) сульфидов ртути, кадмия, сурьмы и олова;б) сульфатов бария и свинца;в) хлоридов серебра и ртути(I);г) фосфатов цинка, никеля, кобальта и алюминия.29. Дайте теоретическое обоснование:а) фосфатно-аммиачной схемы анализа катионов;б) аммиачной схемы анализа катионов;в) схемы разделения катионов подгрупп меди и мышьяка в видетиосолей;г) схемы разделения меди, висмута и кадмия глицерино-щелочным методом;д) схемы разделения хлоридов свинца, серебра и ртути(1).70Глава 3.
Реакциикомплексообразованпя30. Приведите примеры использования реакций комплексообразования для разделения ионов:а) кальция и стронция;б) кальция и магния;в) никеля и кобальта;г) алюминия и железа;д) меди и кадмия;е) серебра и ртути;ж) сурьмы и мышьяка;з) олова и мышьяка;и) сурьмы и олова;к) свинца и бария.31.
Приведите примеры использования реакций комплексообразования для маскирования мешающих ионов при обнаруженииионов кобальта, никеля, алюминия, кадмия и сурьмы.32. Приведите примеры использования комплексных соединенийпри определении элементов.33. Приведите примеры использования комплексообразования дляизменения кислотно-основных свойств соединений.Глава 4РЕАКЦИИ ОСАЖДЕНИЯРАСТВОРЕНИЯРеакции осаждения — растворения, представляющие собойодин из видов гетерогенного равновесия, широко используются и в качественном, и в количественном анализе.Произведение растворимостиКонстанта равновесия реакции осаждения — растворенияmA + пВ ^AmBnназывается произведением растворимости К°Ks— аАавК° — термодинамическая константа, зависящая от температуры, давления и природы растворителя. Как и другие термодинамические константы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
