Ю.А. Золотов - Основы аналитической химии (задачи и вопросы) (1110138), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Ответ: а) РН 12,60.„б) рН 6,06. Воппосы 1. Какие соединения являются в водном растворе кислотами, а какие основаниями с точки зрения протолитической теории Бренстеда — Лоури: НС»Оь МНь СОз ° Н8» НгСОз, ХН4, НСОО, СНзСООН» Н,Г„Н,РО~? 2. Что такое амфолвт? Укажите, какие из приведенных соединении являются амфолнтяьги: МН~, НСОз, Нгз, СНз»»»Нч» Н2РОх» НРО,'-, СО(ХН,)„НООССН,СН,СОО-? ' 3. Дайте определение кислотно-основной реакции и сопряженной кислотно-основной пары. 4. Чем характеризуется сила кислоты и основания? 5.
Как классвфицируются растворители по своей способности принимать или отдавать протоны? 6. Какая реакция называется реакцией автопротолиза? 7. Напишите реакции автопротолнза безводной азотной, уксусной кислот, жидкого аммиака, этиленднамина, н-бутанола. 8. Какая связь между константой кислотносги и константой основности сопряженной пары кислота — основание и константой автопротолиза растворителя? 9. От каких факторов зависит поведение кислот и оснований в неводных растворителях? 10. Как влияет диэлектрическая проницаемость растворителя на константы диссоциация кислот и оснований? 11. Назовите самые сильные кислоту и основание в воде, жидком аммиаке, в безводной серной кислоте, этаноле. 12. В каком из растворителей: ННОГО (рКзя — — 2,6), НгВО» (рКзя = =3,6), СНзСООН (рХзв — — 14,4), С,Н,ОН (рКв,— — 19,0) при одинаковой концентрации ионов лионня рБНз+, равной 7,0, среда будет нейтральной, кислой илн щелочной? 13.
Что такое нивелирующий и дифференцируюп~ий эффекты растворителя? Какой эффект наблюдается в протофильвых растворителях? 14. Почему в апротонных растворителях нивелирующий эффект отсутствует? 15. Как готовят буферные растворы? Чем определяется буферное действие этого раствора? 16. Дайте определение буферной емкости. Какие факторы влияют на буферную емкость? 17. В каком интервале рН наблюдаетса действие буферного распюра? 18. Как изменяется рН буферного раствора при разбавленин? 19. Чем обьясняется буферное действие амфолитов? 20.
При каком значении рН буферная емкость раствора максимальна? бз 2.3. Равновесие реакций комплексообр азов анин мб +ь=мб,ь+б мб,ь+ь=мз,ь,+б мя.„, +ь=мь„+б В разбавленных растворах активность растворителя прахтич постоянна, не всегда известно число молекул растворителя, со ватирующего ион, поэтому реакции комплексообразования обычн записывают в следующем виде: м+ь=мь мь+ь=м~ мь,+ь=мь Такие равновесия образования комплексов называют ступенчатыми и характеризуют термодинамическими стуненчатыми конснинанами устойчивости комплексных соединений: Х~~ = амг)(амаь) Х~х — — аи~,/(а иьаь) (2.35) Аф=~~ „l(~ .
Рд Реакции комплексообразования можно описать также суммарными равновесиями: М+Ь МЬ М+2Ь МЬ2 м+кь=мьн и охаракгеризовать соответствующими суммарными (общими) кон- стантами устойчивости комплексных соединений: 64 Ионы металлов в растворе всегда сольватированы, поэтому образование комплексов следует представлять как последовательное замещение молекул растворителя (воды) (Б) во внутренн координационной сфере сольватного (гидратного) комплекса молекулы или ионы лиганда (Ь): ГеГз+Р -Рер Гер +Р— Рерз В прилоиевин Х1 приведены звачеаиа констант устойчивости фторидвмх комплексов навета! /!! 1,10 10е' /!зм5 50.
10зе. //з 5 50.10зз. /!з 5 50.10зз. 85 126 10'е Решение. Степень образованна комплекса Рерз равны аз [Герз)/ею=/55[Р )*/1+А[Р )+ЯР )'+Фз[Р )'+/4[Г )'+/!5[Р )'= 5 50. 10зз. ! . 10-в 1+!.1Ыое1'10 *+5,ЯЗ!Озк! 10 ~+5,50!О'к!'!О к+5,ЯЗ!О'а! !О з+1,2610зк1'!О 'е 0,47. Пример 2. Кахой комплекс преобладает в растворе, содержащем 0,0500 М кадмвв (П) и 2,0 М водида налив! Конставты устойчивости водидвмх комплексов кадмва равны; /)з=1,91' 10~' /15=2,69 1Оз/ !55=309'10е; /!4 2 57'1Оз Реиюевае. В растворе, содерпащем вов кадмик и иодид-ион, устанавливаютса следующие равновесие Сбз з +1 С45+ С61 +1-=Се)з Се)з+1 Се)з ~~а + Рассчвтаем поларвые доли мвх части!0 првсутствующвх в растворе, првнимаа, что [1 ) с! 2,0 М, поскольку с!дь сев." 1 1+И) )+Вз[1 )'+/! [1 )'+рй) )' 1 2 3. Ю-з 1+1,91'10!'2 1-269 10* 4+3 09'10з 8+257'10з'16 а! [ОП+)/ссе=/!![! )ас 1,91'10з 2 2,3'10 ~=88 10 з, аз=[Се!5)/ссе=Я1 )*па=269.10з.4.23.10-з 25.10-з аз=[ОП )/со! 155[1 — )зае 3,09.10з.8.2,3.10-~ 5 7.
10 — з ач=[ОПез )/сев /)зр )зас 2,57'10з 16'2,3'1О ~=94,6'10 з. Такам образом, в растворе преобладает комплекс СЖзз . Используя уравнение материального баланса, а также степень образования, можно рассчитать равновесные ком!/ен~прации любых частиц в растворах комплексных соединений. Для упрощения расчетов принимают ряд допущений. 1. Равновесная концентрация свободного лиганда равна его исходной концентрации, если лиганд находится в большом избытке по отношению к иону металла. бб 2.
При избыточной концентрации нона металла можно считать, что доагинирузоп2им является монолигандный комплекс. 3. В разбавленных растворах малоустойчивых комплексных соединений при отсутствии больших концентраций лиганда маловероятно присоединение более чем одного или двух лигандов. Пример Х Рассчитайте раввовесвую ковцевтрацюо коьшлекса [РЬ(ОНЦ в 02ПОО М растворе затрата свивца в присутствии 1,00 М Хаон (ф~ 7,94 10е; В2=0,31.10'е; Вз 2,00 ' 1О"). Решение. Ураввевие матервальвсго баэавса дла раствора, содерзлщего иовы РЬ(П) в ОН, имеет вид: срь [Рьз+]+[РЬ(ОН) ]+[РЬ(ОНЦ+[РЬ(ОН)]].
Преобразуем зто уравнение такам образом, чтобы в вем веизвеспгой осталась только вскомак величина [Рь(ОНЦ. Длк этого выразвм ковцевтрацив всех других частвц, используа шжсгавты устойчивости Вв Вз, Вв [Рь(онц р ь(онцВ, Р Ь(ОНЦ [ОН-]Вз сгь + +[РЬ(ОНЦ+ Вз[ОН ]' Вз[ОН ] В2 В, [он-]Вз =[РЬ(ОН)2] ~ + + 1+ ~ВЬ[он-]2 В,[он-] В, 1 794 10 2,00 10 [РЬ(ОНЦ О,ЫОО + +1+ ~=4,$0 10 з М. [ (б,З1 10ге б,З1. 102е О,З1. 102е~ Прииер 4. Рассчвтайге раввовесвую ковцеатрацв2о иовов Сп(п) в растворе, 1 л которого содерзвт 0,1000 моль Со(ХО2)2 и 2,0 моль аьоеиака. Рвиеаие.
При столь зиачательвом взбытке лигавда — аммвака — все иовы меди свизываютса в комплекс Са(ЫНэ)~~~. Реввовесие образоваюы этого комплексе, которое мозно описать суммарвым ураввевием: Саз '+4ЫНз — Са(ннз)ее+ харахтервзуетса константой устойчивсста [С ()Чнэ)* ] [С г+][)ЧН ]е Н указаввых условиах мозво привить, по [Са(ннэ)'+]=со, 0,1000 М; тогда [Ннз]-,я,— 4 о, =20-4.0,1Е)0= 1,00 М.
Раввовесвую ковцевтрацвю попов меди рассчитывают по формуле: [С 3+]= 1,4 1О М. Вз(сьцг, — 4сс,)' Пример 5. Сколько молей )чн»БСХ веобкодимо авеста в 1 л 5,0 10» М НБ(ХОз)ь чтобы связать кавпевтраввю иодов ртути (П) до 1,0 10 " М за счет обрезовавиа комплексвык веков НБ(БСХ)* ())»= 5,90' 10'»). Решение. Реакпва образовании комплекса Няз»+4БСХ =На(БС)ч)»з караатерюуетса ковстмггой его устойчивости [НБ(БС)Ч)з-] Б» — 5,9 ' 1О~ ».
[Н г»][БС)Ч-]» , 1[НБ(БСН-)»-], ( 5 10-* [БС)ч ]=~(- =»»~ — — 5,4'10» моль, [Нбз~)р» 1'10 м'5,9'10»» гаси [БСХ ]+4[НБ(БСЩ»з ] 5,4 10 +4 5.10» 7,4 10» моль. Првмер 6. Рассчитайте максимальное звачевие рН, при котором в 0,0200 М растворе Сд(ХОз)з 99,0% кадмка вакодвтса в виде аквакомплекса, а 1,0% — в виде гидроксокомплекса СО(ОН)* (18Д = 4 3). Реишние. Составим уравнение материального балавса: с»и=[Се]з+ Р[СООН+]. Из условии задачи ювестио, что [СО]а 0,0200 0,99 1,98.10 * М, а [СдОН ] =2,0 10» М.
Ковставта устойчивости присутствующего в растворе гидроксокомплекса кадмвк [СООН+] 1,99 ' 10». [Сд~»ИОН ]» [С6ОН+] 2,0'10» [ОН ] — 5,1 1О т, Я[О!*»] 199 10» 198 1О з 18[ОН ] -6,30; рН =7;70. При протекании конкурирующих реакций с участием иона металла илн лиганда устойчивость комплекса характеризуют условвымя константами устойчивости (в этих случаях обычно используют общие константы)". » ф;.= [М].Д/сгм (сД = фсм (аь) =фРам и].—, (2.41) где см и сь — общие концентрации всех форм металла и лиганда, несвязанных в комплексе М].ь Наиболее распространенные конкурирующие реакции, в которых может участвовать лиганд,— кислотно-основные (протонизации); ион металла может участвовать в реакциях образования комплексов с другими лигандами (Х), присутствующими в системе.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
