Обучающие задачи
1. Выбрать наиболее прочное комплексное соединение из соединений Fe2+ с биолигандами: глицерином (1), гистидином (2), лизином (3).
Решение: прочность комплекса характеризуется Кнест: чем меньше Кнест, тем комплекс более прочный.
Из справочника: Кнест (1)=1,58·10-8
Кнест (2)=5,01·10-10
Кнест (3)=3,16·10-5
Ответ: наиболее прочное комплексное соединение Fe2+ c гистидином, т.к. Кнест (2) < Кнест (1) < Кнест (3).
2. Вычислить концентрацию ионов Аg+ в 0,1 М растворе [Ag(NH3)2]+, если Кнест=1∙10-8.
Решение: если обозначить концентрацию ионов Ag+ через х, то раствор будет характеризоваться следующими равновесными концентрациями (моль/дм3):
[Ag(NH3)2]+ |
|
Ag+ |
+ |
2NH3 |
0,1-х |
|
х |
|
2х |
Так как диссоциация комплексного иона невелика, то разность 0,1-х можно принять равной 0,1.
Тогда Кнест
=
,
Отсюда 4х3=10-9,
.
Ответ: [Ag+] в растворе аммиака серебра составляет 6,3 ∙ 10-4 моль/дм3.
3. Вычислить концентрацию ионов Zn2+ в растворе Na2[Zn(CN)4] с концентрацией 0,3 моль/дм3 при избытке цианид-ионов, равном 0,01 моль/дм3.
Решение: вторичная диссоциация комплексного иона протекает по уравнению:
[Zn(CN)4]2- Zn2+ + 4CN-
Кнест =
(справочная величина)
Ответ: [Zn2+] в растворе тетрацианоцинката (II) натрия составляет 7,2·10-3 моль/дм3.
4. Возможно ли разрушение комплекса [Ag(NH3)2]+, концентрация которого в растворе составляет 0,1 моль/дм3, добавлением раствора КCl равного объема и равной концентрации. Увеличением объема пренебречь.
Решение: при добавлении KСl в растворе возможны два равновесных процесса:
[Ag(NH3)2]+ |
|
Ag+ |
+ |
2NH3 |
|
|
+ |
|
|
КСl |
→ |
Cl- |
+ |
K+ |
|
|
|
|
↕ |
|
|
|
|
AgCl↓ |
ПРAgCl = 1∙ 1010 |
||||
Условием выпадения осадка АgCl и, следовательно, разрушения комплексного иона является соблюдение неравенства:
ПИ > ПР, где ПИ = с(Ag+) ∙ c(Cl-);
с(Ag+) = 6,3 ∙ 10-4 моль/дм3 см. предыдущую задачу,
с(Cl-) = с(КCl) = 0,1 моль/дм3, тогда
ПИ = 6,3∙10-4∙0,1= 6,3 ∙ 10-5;
ПИ > ПР – осадок выпадает,
Комплекс в отсутствие избытка NH3 ионами Cl- разрушается.
Лабораторная работа №6 Комплексонометрическое определение общей жесткости воды
Цель работы: определение общей жесткости воды с использованием стандартного раствора динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилона Б).
В результате выполнения данной работы студент должен:
– знать донорно-акцепторный механизм образования химической связи;
– уметь охарактеризовать состав молекулы комплексного соединения;
– уметь записать уравнения диссоциации комплексного соединения, комплексного иона в водном растворе;
– уметь записать выражение для Кнест (Куст) комплексного иона;
– уметь сравнивать устойчивость комплексных соединений по значениям Кнест (Куст) ;
– знать виды жесткости воды, способы их определения и устранения;
– знать принцип действия индикатора в методе комплексонометрического титрования.
Оборудование и реактивы: прибор для титрования, стаканы химические различной вместимости, пипетки вместимостью 20; 25; 50 см3, цилиндры мерные колбы, колбы конические для титрования, груша резиновая, воронка для заполнения бюретки, минеральная вода различных производителей (исследуемый раствор), стандартный раствор динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (трилона Б) с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/дм3, аммиачный буферный раствор с рН 9,6, индикатор эриохром черный Т (ЭХЧ-Т) – сухая смесь.