Расчет концентрации ионов металлов и условия протекания реакций комплексных соединений
Задача 734.
Сколько молей аммиака должно содержаться в 1 л 0,1 М раствора [Ag(NH3)2]NO3, чтобы прибавление 1,5 г КСI к 1 л раствора не вызвало выпадения АgС1? ПР(AgCl) = 1,8 . 10-10.
Решение:
М(KCl) = 74,55г/моль. Находим концентрацию хлорида калия:
Теперь рассчитаем концентрацию ионов Ag+ из произведения растворимости AgCl, учитывая, что концентрация ионов равна концентрации KCl, получим:
Константа нестойкости иона [Ag(NH3)2]+ равна 9,3 . 10-9. Вторичная диссоциация комплексного иона протекает по схеме:
[Ag(NH3)2]+ = Ag+ + 2NH3
В присутствии избытка NH3, создаваемого в результате прибавления раствора аммиака, это равновесие смещено влево настолько, что количество NH3, образующегося при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда [NH3] = С(NH3 ) = 1 моль/л. По той же причине равновесная концентрация ионов [Ag(NH3)2]+ может быть приравнена общей концентрации комплексной соли (0,1 моль/л).
Выражение константы нестойкости комплексного иона [Ag(NH3)2]+ имеет вид:
Отсюда выражаем концентрацию в 0,1 М растворе комплексной соли [Ag(NH3)2]NO3:
Ответ: Чуть больше 1 моль/л.
Задача 735.
Какова концентрация ионов серебра в 0,08 М растворе [Ag(NH3)2]NO3, содержащем 1 моль/л аммиака? Сколько граммов NаСI можно прибавить к 1 л этого раствора до начала выпадения осадка АgС1? ПР(AgCl) = 1,8 . 10-10.
Решение:
М(NaCl) = 58,43 г/моль. Константа нестойкости иона [Ag(NH3)2]+ равна 9,3 . 10-9. Вторичная диссоциация комплексного иона протекает по схеме:
[Ag(NH3)2]+ = Ag+ + 2NH3
В присутствии избытка NH3, создаваемого в результате прибавления раствора аммиака, это равновесие смещено влево настолько, что количество NH3, образующегося при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда
[NH3] = С(NH3 ) = 1 моль/л. По той же причине равновесная концентрация ионов [Ag(NH3)2]+ может быть приравнена общей концентрации комплексной соли (0,08 моль/л).
По условию задачи:
Отсюда выражаем концентрацию ионов Ag+:
Для того чтобы начал выпадать осадок соли AgCl при реакции:
[Ag(NH3)2]NO3 + NaCl = AgCl↓ + NaNO3 + 2NH3
необходимо чтобы произведение концентраций ионов Ag+ и Cl- было равно или больше ПР(AgCl), т.е. [Ag+] . [Cl-] = ПР(AgCl). Исходя из этого выражения, рассчитаем концентрацию ионов хлора, получим:
Следовательно, концентрация ионов хлора будет численно равна концентрации хлорида натрия ([Cl-] = [NaCl] = 2,4 . 10-2 моль/л), добавленного к раствору комплексной соли. Отсюда можно рассчитать массу хлорида натрия, получим:
m(NaCl) = [NaCl] . M(NaCl) =
= (2,4 . 10-2) . 58,43 = 1,4 г.
Ответ: 1,4 г.
Задача 736.
Константы нестойкости ионов [Ag(NO2)2]- и [Ag(CN)2]- соответственно равны 1.3 . 10-13 и 8 . 10-21. Каково соотношение равновесных концентраций ионов в растворах K[Ag(NO2)2](С1) и K[Ag(CN)2](Сl2) одинаковой молярной концентрации: а) С1 > С2; б) С1= С2; в) С1 < С2?
Решение:
Выражения констант нестойкости ионов имеют вид:
Вторичная диссоциация комплексных ионов:
Так как молярные концентрации комплексных солей одинаковы, то концентрационными величинами можно пренебречь, тогда
[Ag+](C1) = 1.3 . 10-13 моль/л);
[Ag+](C2) = 8 . 10-21 моль/л).
Следовательно, С1 > С2.
Ответ: а).
Задача 737.
Иодид калия осаждает серебро в виде АgI из раствора [Ag(NH3)2]NO3, но не осаждает его из раствора K[Ag(CN)2] той же молярной концентрации. Каково соотношение между значениями констант нестойкости ионов[Ag(NH3)2]+(К1) и [Ag(CN)2]-(К2): а) К1 > К2; б) К1 = К2; в) К1 < К2?
Решение:
ПР(АgI) = 9,98 . 10-17.
Вторичная диссоциация комплексных ионов протекает по схемам:
Условие образование осадка АgI может быть записан следующим образом:
[Ag+] . [I-] = ПР(AgI) = 9,98 . 10-17.
В растворе комплексной соли при заданных условиях концентрации ионов Ag+ вычисляются из уравнения выражения констант нестойкости комплексных ионов, получим:
Концентрация ионов I- в обоих случаях одинакова, но в первом случае (К1 образуется осадок, а во втором случае (К2) – осадок не образуется. Поэтому можно записать:
K1 > ПР(АgI) - садок образуется;
K2 < ПР(АgI) - садок не образуется.
Отсюда К1 > K2.
Ответ: а).
Задача 738.
Константы нестойкости ионов [Ag(NH3)2]+ и [Сd(NH3)2+ близки по значению (соответственно 9,3 . 10-8 и 7,6 . 10-8). Указать правильные соотношения концентраций свободного иона металла С(Ag+) и С(Cd2+) в растворах [Ag(NH3)2]Cl и [Сd(NH3)Cl2 одинаковой молярной концентрации, содержащих, кроме того, 0,1 моль/л МН3: а) С(Ag+) > С(Cd2+); б) С(Ag+) = С(Cd2+); в) С(Ag+) < С(Cd2+).
Решение:
Вторичная диссоциация комплексных ионов протекает по следующим уравнениям:
В присутствии избытка NH3, создаваемого в результате прибавления раствора аммиака, это равновесие смещено влево настолько, что количество NH3, образующегося при вторичной диссоциации, можно пренебречь. Тогда [NH3] = С(NH3 ) = 0,1 моль/л. По той же причине равновесная концентрация ионов [Ag(NH3)2]+ и [Сd(NH3)2+ может быть приравнена общей концентрации комплексной соли, т.е. ими можно пренебречь.
По условию задачи:
Отсюда выражаем концентрацию ионов Ag+ и Cd2+:
Так как 9,3 . 10-8 < 7,6 . 10-8, то К1 < K2.
Ответ: в).
