Тестовый контроль «Гетерогенные равновесия осадок-раствор. Равновесия в растворах комплексных соединений»

РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ

Комплексные соединения

1. Для комплексных соединений K₂[PtBr₄]; [Cu(NH₃)₄]Cl₂; [Fe(CO)₅]; укажите внутреннюю и внешнюю сферы, центральный атом-комплексообразователь, его координационное число (КЧ), степень окисления, лиганды и их дентантность. Напишите уравнения их первичной и вторичной диссоциации и выражение для K_уст.

2. В приведенных ниже комплексах укажите ион-комплексообразователь, его степень окисления и координационное число. Каков заряд комплексной частицы? Укажите лиганды, их заряд и дентатность, координирующие (донорные) атомы в лигандах.

а) комплекс 8-гидроксихино- б) комплекс аспарагиновой кислоты

лина с магнием с железом(III)

3. Определить концентрацию ионов Fe³⁺ в 0,01 М растворе K₃[Fe(CN)₆] и степень диссоциации комплексного иона. K_нест комплексного иона [Fe(CN)₆]^3– равна 1,0 × 10^–42.

Решение

1) Поскольку взаимодействие между внешней и внутренней координационными сферами носит чисто ионный характер, то при растворении в воде или других ионизирующих растворителях координационные соединения подвергаются полной диссоциации на внутреннюю и внешнюю сферы (первичная диссоциация):

K₃[Fe(CN)₆] → 3K⁺ + [Fe(CN)₆]^3–

0,01 0,03 0,01

2) Диссоциация внутренней сферы (вторичная диссоциация) — процесс обратимый:

[Fe(CN)₆]^3– D Fe³⁺ + 6CN^–

Обратимая диссоциация внутренней сферы координационного соединения может быть количественно охарактеризована соответствующей константой равновесия, называемой константой нестойкости (K_нест).

Пусть диссоциации подвергнется x моль/л ионов [Fe(CN)₆]^3–, тогда:

[Fe(CN)₆]^3– D Fe³⁺ + 6CN^–

с_исх, моль/л 0,01 0 0

Δс, моль/л –x +x +6x

с_равн, моль/л 0,01 – x x 6x

Подставляя равновесные концентрации ионов Fe³⁺, CN^– и [Fe(CN)₆]^3– в выражение получаем:

Значение K_нест комплексного иона [Fe(CN)₆]^3– равно 1,0 × 10^–42. Поскольку эта величина очень мала, то диссоциации подвергнется лишь незначительное количество ионов [Fe(CN)₆]^3–, поэтому 0,010 – x ≈ 0,010. Тогда

откуда x ≈ 1,1 × 10^–7 моль/л. Следовательно, степень диссоциации (α) комплексного иона [Fe(CN)₆]^3– в его 0,01 М растворе составит лишь 1,1 × 10^–7/0,01 = 1,1 × 10^–5 = 0,0011%.

Ответ: с(Fe³⁺) = 1,1 × 10^–7 моль/л; α = 0,0011%

Задача для самостоятельного решения

4. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации комплекса [Ag(NH₃)₂]NO₃. Рассчитайте концентрацию иона-комплексообразователя в его 0,352 M растворе, если K_уст[Ag(NH₃)₂]⁺ = 1,12×10⁷. Как изменится его концентрация, если к его раствору добавить аммиак?Ответ: c = 2×10^–3 моль/л; уменьшится.

Гетерогенные равновесия

5. Рассчитайте молярные концентрации ионов Ag⁺ и SO₄^2– в насыщенном растворе сульфата серебра, если известно, что константа произведения растворимости сульфата серебра в этих условиях равно 3,2 ∙ 10^–5.

Решение:

В насыщенном растворе существует равновесие между твердой солью и ионами в растворе. Если при образовании 1 литра насыщенного раствора растворилось х моль сульфата серебра, то концентрация ионов Ag⁺ равна 2х, а концентрация ионов SO₄^2– — х моль/л:

Ag₂SO_{4 (осадок)} ⇄ 2Ag⁺_{(раствор)} + SO₄^2–_{(раствор)}

x 2х х

K_пр = [Ag⁺]² ∙ [SO₄^2–] = (2х)² ∙ х = 4х³.

х =

Ответ: с(Ag⁺) = 0,04 моль/л; с(SO₄^2–) = 0,02 моль/л.

Задачи для самостоятельного решения

6. Константа произведения растворимости бромида серебра при 25 °C составляет 6×10^–13. В каком минимальном объеме воды можно растворить 150 мг этой соли? Ответ: V(Н₂О) = 1031 л

7. Какова растворимость (моль/л) оксалата кальция (K_ПР = 2,0×10^–9) в воде и растворимость этой соли в 0,01 M растворе CaCl₂? Ответ: 4,47×10^–5 и 2,0×10^–7

8. Выпадет ли осадок CaCO₃ при сливании равных объемов 0,02 M раствора Ca(NO₃)₂ и 0,004 M раствора K₂CO₃? K_ПР(CaCO₃) = 3,4×10^–9.Ответ: П_с = 2×10^–5, выпадет.

Тестовый контроль «Гетерогенные равновесия осадок-раствор. Равновесия в растворах комплексных соединений»

1. Оцените истинность утверждений:

1) K_ПР не зависит от температуры;

2) осадок малорастворимого сильного электролита образуется, если Пс> K_ПР

а) верно; б) неверно

2. Какие утверждения верно определяют понятие «координирующие атомы»?

а) частицы (молекулы, ионы), содержащие один или несколько атомов – доноров электронных пар;

б) атомы в лиганде, непосредственно связанные с центральным атомом (ионом)-комплексообразователем;

в) частицы (атомы, ионы), содержащие один или несколько атомов – доноров электронных орбиталей;

г) частицы, способные к образованию ионных связей.

3. В насыщенный раствор карбоната кальция добавили небольшое количество раствора NaCl. Растворимость CaCO₃ при этом:

а) практически не изменится; б) увеличится; в) уменьшится.

4. Чему равна молярная растворимость (моль/л) CuS, если K_ПР(CuS)=6,3×10^–36:

а) 2,5×10^–18; б) 6,3×10^–36; в) 2,5×10^–26.

5. Для более полного осаждения ионов Cd²⁺ из насыщенного раствора СdS к нему необходимо добавить:

а) Na₂S; б) Cd(NO₃)₂; в) K[Cd(CN)₄].

6. Расположите катионы в порядке последовательности их осаждения при добавлении в раствор Na₂CO₃, если K_ПР(BaCO₃) = 3,9×10^–10; K_ПР(PbCO₃) = 7,5×10^–14; K_ПР(CdCO₃) = 1,0×10^–12:

а) Pb²⁺; б) Cd²⁺; в) Ba²⁺.

7. Установите соответствие между структурой комплексного соединения и классом (типом) координационных соединений, к которому оно относится:

1)	[Pt(en)Cl₂]	а)	анионный
2)	[Сu(NH₃)₄](OH)₂	б)	нейтральный
3)	[Cr(en)₂Cl₂][Fe(CN)₆]	в)	катионный
4)	K₃[Fe(CN)₆]	г)	смешанного типа
en	= NH₂CH₂CH₂NH₂

8. Определите степень окисления и координационное число атома железа в комплексном соединении Na₃[Fe(CN)₅Cl]:

а) +3 и 6; б) +2 и 5; в) +2 и 6; г) +3 и 5.

9. Определите заряд комплексного иона и число лигандов в комплексном соединении [Cr(OH)₂(H₂O)₄]Cl:

а) 1+ и 6; б) 2+ и 4; в) 1– и 6; г) 3+ и 6.

10. Расположите в порядке возрастания концентрации иона-комплексо-образователя в 0,01 М растворах комплексных ионов, если их K_нест равны: K_нест[Hg(CN)₄]^2– = 4,0×10^–42; K_нест[Co(CN)₄]^2–= 1,4×10^–19; K_нест[Cu(NH₃)₄]²⁺ = 2,14×10^–13.