Файл: Химия Часть 3.doc

Аналогично решению предыдущей задачи:

Отсюда:

8. Найти соотношение концентраций ионов комплексообразова-телей в растворах [Co(NH₃)₄]²⁺ и [Cd(CN)₄]^2 с равными концентра-циями комплексных ионов, если значения констант нестойкости, соответственно, равны: 8,5·10^6 и 7,8·10^18.

Решение.

Из уравнений вторичной диссоциации:

[Co(NH₃)₄]²⁺ ⇄ Co²⁺ + 4NH₃,

[Cd(CN)₄]^2 ⇄ Cd²⁺ + 4CN^.

видно, что:

[NH₃] = 4∙[(Co²⁺],

[CN^] = 4∙[Cd²⁺].

Таким образом, выражения для констант нестойкости имеют вид:

Разделив одно выражение на другое с учетом того, что получим:

.

Отсюда:

9. Сравнить концентрации ионов Al³⁺ в растворах K[Al(OH)₄] с pH = 9 и с pH = 11, если молярная концентрация комплекса в обоих случаях равна 0,01 моль/л. ([Al(OH)₄]^) = 1,110^33.

Решение.

Ионы Al³⁺ образуются в растворе в результате вторичной диссоциации комплексной соли:

[Al(OH)₄]^ ⇄ Al³⁺ + 4OH^.

Концентрацию ионов Al³⁺ в растворе можно рассчитать из выражения для константы нестойкости:

.

Концентрацию комплексного иона можно считать приблизи-тельно равной концентрации комплексной соли:

Концентрации гидроксид-ионов в обоих растворах найдем, исходя из значений pH:

Тогда в первом растворе:

Во втором растворе

Таким образом, соотношение концентраций ионов Al³⁺ в растворах составляет:

10. Вычислить изменение энергии Гиббса при 25⁰С для процесса диссоциации комплексного иона [Cd(CN)₄]^2, если .

Решение.

В соответствии с формулой (3):

Положительная величина означает, что диссоциация комплексного иона [Cd(CN)₄]^2 при стандартной температуре возможна лишь в очень незначительной степени.

11. Диссоциация комплексного иона [Cu(CN)₂]^ при 25⁰С сопровождается изменением энергии Гиббса G⁰ = 137,0 кДж/моль. Рассчитать величины_. и .

Решение.

В соответствии с формулой (3):

Отсюда:

Вопросы для самоконтроля

1. Какие химические соединения называются комплексными? Назовите составные части комплексного соединения. Приведите при-меры.

2. Из каких компонентов состоит внутренняя сфера комплексного соединения?

3. Какие частицы могут выступать в роли комплексообразо-вателя? Укажите основные характеристики комплексообразователя.

4. Какие частицы могут выступать в роли лигандов? Могут ли ионы H⁺ входить в состав комплексного соединения в виде лигандов?

5. Что такое дентатность? Приведите примеры монодентатных, бидентатных, полидентатных и амбидентатных лигандов.

6. От каких факторов зависит координационное число?

7. Какой механизм образования химической связи реализуется во внутренней сфере?

8. Определить заряд и координационное число комплексообразо-вателя в следующих комплексных соединениях:

K₃[Cr(C₂O₄)₃], [Pt(NH₃)₂Cl₂], KFe³⁺[Fe(CN)₆], [Al(H₂O)₆]₂(SO₄)₃, Cs[Co(H₂O)₃Br₃], K[AuCl₃OH], Na₂[Pd(CN)₄], K₄[Co₂(C₂O₄)₄(OH)₂]

9. Что входит в состав внешней сферы?

10. Каким типом химической связи связаны между собой внут-ренняя и внешняя сферы?

11. Встречаются ли комплексные соединения, не содержащие внешней сферы?

12. Какие способы классификации комплексных соединений вам известны? Приведите примеры.

13. Какие типы гибридизации электронных орбиталей вам известны? Приведите примеры.

14. Комплексный ион [Cu(NH₃)₂]⁺ имеет линейное строение. Какой тип гибридизации реализуется в данном случае?

15. Комплексный ион [Zn(NH₃)₄]²⁺ имеет тетраэдрическую струк-туру. Какой тип гибридизации реализуется в данном случае?

16. Почему ион [Ni(NH₃)₄]²⁺ имеет тетраэдрическое строение, а [Ni(CN)₄]^2 представляет собой плоский квадрат?

17. Какие типы изомерии комплексных соединений вам известны? Определите тип изомерии в следующих парах комплекс-ных соединений:

а) [Cr(H₂O)₆]Cl₃ и [Cr(H₂O)₅Cl]Cl₂H₂O

б) [Co(NH₃)₄ClNO₃]Cl и [Co(NH₃)₄Cl₂]NO₃

в) цис-K₂[PtCl₂(NO₂)₄] и транс-K₂[PtCl₂(NO₂)₄]

г) [Co(NH₃)₆][Cr(CN)₆] и [Cr(NH₃)₆][Co(CN)₆]

18. Сформулируйте правила номенклатуры комплексных соеди-нений и назовите следующие соединения:

Na₃[FeF₆], [Ni(NH₃)₆]Cl₂, K₂[Co(C₂O₄)₃], Na₃[Ag(S₂O₃)₂], H[AuCl₄],

Ca[Cr(NH₃)₂(SCN)₄], K₃[Al(OH)₄(H₂O)₂], K[Pt(NH₃)Cl₃], K₂[PbBr₄],

[Co(NH₃)₄ClNO₂], Li[AlH₄], (NH₄)₂[Pt(OH)₂Cl₄], Sr₂[Cu(OH)₆]

19. Составьте формулы комплексных соединений:

гексахлоропалладат (IV) аммония, дихлороаргентат (I) цезия,

пентакарбонилжелезо, гидроксотрихлороаурат (III) калия, сульфат

дихлоротетраамминкобальта (III), пентахлороакваферрат (III)

кальция, тетрагидридоборат (III) натрия, гексаамминосмий, хлорид

карбонатодекаамминдикобальта (III)

20. Все ли комплексные соединения являются электролитами? Определить, какие из перечисленных комплексов относятся к неэлек-тролитам:

K₃[Fe(CN)₆], [Cu(NH₃)₄]SO₄, [Pt(NH₃)₂Cl₂], H[AuCl₄], [Co₂(CO)₈]

21. Как протекает диссоциация комплексных соединений? Чем обусловлен такой характер диссоциации?

22. Какие величины характеризуют устойчивость комплексных ионов в водных растворах? Как они связаны между собой?

23. К раствору, содержащему комплексный ион [Ag(NH₃)₂]⁺, добавили 1 моль избытка аммиака.

а) Как изменится равновесная концентрация ионов Ag⁺?

б) Как изменится равновесная концентрация ионов [Ag(NH₃)₂]⁺?

в) Как изменится величина константы нестойкости?

24. Константы нестойкости комплексных ионов [Ag(CN)₂]^, [Ag(NH₃)₂], [Ag(SCN)₂]^ и [Ag(NО₂)₂]^ соответственно равны 1,1·10^21, 5,8·10^8, 2,1·10^11, 1,3·10^3. Указать в каком растворе, содержащем эти ионы (при одинаковой молярной концентрации), находится больше (меньше) ионов серебра.

25. Константы устойчивости комплексных ионов [Cо(CN)₄]^2, [Нg(CN)₄]^2 и [Cd(CN)₄]^2 соответственно равны 1,3·10¹⁹, 2,5·10⁴⁰, 1,3·10¹⁷. В каком растворе, содержащем эти ионы (при одинаковой молярной концентрации), ионов CN^ меньше (больше)?

26. Какими способами можно разрушить комплексные соедине-ния? Приведите примеры.

27. Иодид калия осаждает серебро из раствора [Ag(NH₃)₂]NO₃, но не осаждает его из раствора K[Ag(CN)₂]. Каково соотношение констант нестойкости ионов [Ag(NH₃)₂]⁺ и [Ag(CN)₂]^?

28. Можно ли разрушить комплексный ион [Cu(NH₃)₄]²⁺ добавлением сульфида натрия, если ([Cu(NH₃)₄]²⁺) = 2,110^13, = 6,010^36?

29. Почему, в отличие от FeCl₃, K₃[FeCl₆] практически не гидро-лизуется?

30. Какие комплексные соединения называют хелатами? Какие внутрикомплексными? Что такое комплексоны? Приведите примеры.

31. На чем основано комплексонометрическое титрование? Как фиксируют точку эквивалентности в комплексонометрии?

32. Что является комплексообразователем в гемоглобине, миогло-бине, хлорофилле, витамине B₁₂?

33. Какие металлы и как участвуют в процессах клеточного метаболизма?

34. Какие комплексоны используют для выведения из организма тяжелых металлов?