Аналитическая классификация анионов

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Аналитическая группа	Групповой реагент	Анионы
I	BaCl₂	B(OH)₄^-, SiO₃^2-, CO₃^2-, PO₄^3-, AsO₃^3-, AsO₄^3-, SO₄^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, F^-, C₂O₄^2-, CrO₄^2-
II	AgNO₃	S^2-, Cl^-, Br^-, I^-, IO₃^-, SCN^-
III	Нет	NO₃^-, NO₂^-, CH₃COO^-

Классификация анионов, основанная на их

Окислительно-восстановительных свойствах

Группа	Анионы	Групповой реагент
I Окислители	BrO₃^-, AsO₄^3-, ¹NO₃^-, ²NO₂^-	Раствор KI в сернокислой среде
II Восстановители	S^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, AsO₃^3-	Раствор I₂ в KI
II Восстановители	S^2-, SO₃^2-, S₂O₃^2-, AsO₃^3-, ²NO₂^-, ³C₂O₄^2-, ⁴Сl^-, I^-, Br^-, CN^-, SCN^-	Раствор KMnO₄ в сернокислой среде
III Индифферентные	SO₄^2-, CO₃^2-, PO₄^3-, CH₃COO^-, B₄O₇^2-, BO₂^-	Отсутствует

¹ Нитрат-ион NO₃^- в слабо кислой среде практически не реагирует с иодидом калия KI.

² Нитрит-ион NO₂^- относят к I или II группе.

³ Оксалат-ион C₂O₄^2-заметно обесцвечивает раствор перманганата калия только при нагревании.

⁴ Хлорид-ион Сl^-в обычных условиях медленно реагирует с раствором перманганата калия.

ЭТАЛОНЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Задача 1

Рассчитайте полную константу устойчивости β и полную константу нестойкости К_н тетраммина цинка [Zn(NH₃)₄]²⁺ в водном растворе при 30 ⁰C и ионной силе раствора I_c = 2, если логарифмы ступенчатых констант устойчивости в тех же условиях равны: lgβ₁ = 2,37, lgβ₂ = 2,44, lgβ₃ = 2,50, lgβ₄ = 2,15.
Решение:

Полная константа устойчивости β равна произведению ступенчатых констант устойчивости β = β₁β₂β₃β₄. Очевидно, что lgβ = lgβ₁ + lgβ₂ + lgβ₃ + lgβ₄ = 2,37 + 2,44 + 2,50 + 2,15 = 9,46, откуда β = 10^9,46 = 2,88 ∙ 10⁹.
Полная константа нестойкости К_н комплекса есть величина, обратная константе его устойчивости: К_н= 1/ β = 10^-9,46 = 3,5 ∙ 10^-10.

Задача 2

Рассчитайте истинные термодинамические константы устойчивости β и нестойкости К_н комплексного аниона [Co(NCS)₄]^2- в водном растворе, если равновесные активности ионов равны: a([Co(NCS)₄]^2-) = 0,003, a(Co²⁺) = 0,080, a(NCS^-) = 0,523.
Решение:

В растворе комплексный анион диссоциирует:
                                  [Co(NCS)₄]^2- = Co²⁺ + 4NCS^-
Истинная термодинамическая константа устойчивости

                           β =

Истинная термодинамическая константа нестойкости К_н = 1/β = 1/0,50 = 2. Комплекс в водных растворах неустойчив и равновесие существенно смещено вправо – в сторону его диссоциации.

Задачи для самостоятельной работы

1.Вычислите истинные термодинамические константы устойчивости β и нестойкости Н комплексного катиона [Co(NH₃)₆]³⁺ в водном растворе, если равновесные активности реагентов в этом растворе равны: а( [Co(NH₃)₆]³⁺ )= 0,10

а(Co³⁺) = 1,5*10^-6 ,а(NH₃) = 9,0*10^-6. Ответ: β = 1,3 10³⁵, K_H =7,7*10^-36.

2.Рассчитайте концентрационные константы устойчивости и нестойкости комплексного аниона [PbI₄]^2-, если в водном 1,0 моль/л растворе комплекса K₂[PbI₄] равновесные концентрации ионов свинца(II) и иодид-ионов равны: [Pb²⁺] = 0,054 моль/л, [I^-] = 0,216 моль/л. Ответ: lgβ =3,93, β = 8,51*10³; K_H = 1,18*10^-4.

3.Рассчитайте полную константу устойчивости β и полную константу нестойкости Н комплексного катиона [Cd(NH₃)₄]²⁺ в водном растворе при 30 °с и ионной силе раствора, равной 2, если логарифмы ступенчатых констант устойчивости lgβ₁, = 2,65, lgβ₂ =2,10, lgβ₃ = 1,44 и lgβ₄ =0,93. Ответ: lgβ =7,12, β =1,32*10⁷, K_H= 7,58*10^-8.

4.Найдите ступенчатую константу устойчивости β₁ и ступенчатую константу нестойкости K_H_,1 для равновесия (1) в водном растворе, если логарифм ступенчатой константы устойчивости для равновесия (2) равен lgβ₂ = 3,32, а логарифм полной константы устойчивости, соответствующей равновесию (3), равен lgβ = 7,23 (ионную силу раствора принять равной нулю, температура близка к комнатной).

[Ag(NH₃)₂]⁺= [Ag(NH₃ )]⁺ + NH₃ (1)

[Ag(NH₃)]⁺ = Ag⁺+ NH₃ (2)

[Ag(NH₃)₂]⁺ =Ag⁺ + 2NH₃ (3)

Ответ : lgβ₁ =3,91, β₁ = 8,13*10³, K_H,₁ = 1,23*10^-4.

5.Определите равновесные концентрации ионов железа(III) и цианид-ионов CN^- в водном 1,0 моль/л растворе феррицианида калия K₃[Fe(CN)₆]. Логарифм концентрационной константы устойчивости комплексного феррицинид-иона [Fe(CN)₆]^3- равен lgβ = 43,9. Ответ: [Fe³⁺] =1,1*10^-7 моль/л, [CN^-] = 6,6* 10^-7 моль/л.

6.Рассчитайте равновесные концентрации ионов железа(III) и фторид-ионов F^- в водном растворе, содержащем комплекс K₃[FeF₆] с концентрацией 0,1 моль/л. Логарифм концентрационной константы устойчивости комплексного аниона [FeF₆]^3- равен lgβ = 16,10. Ответ: [Fe³⁺] = 7,76*10^-4моль/л, [F^-] = 4,66*10^-3 моль/л.

7.Рассчитайте степень диссоциации a комплексного аниона [Ag(SO₄)]^- и равновесные концентрации ионов [Ag⁺], [SO₄^2-], [[Ag(SO₄)]^-] в водном растворе, в котором исходная концентрация указанного комплексного аниона равна c([Ag(SO₄)]^-) = 0,1 моль/л. Логарифм концентрационной константы устойчивости комплексного аниона равен lgβ = 0,31 (ионная сила I_c = 2, температура близка к комнатной). Ответ: α= 0,85, [Ag⁺] = 0,085 моль/л, [SO₄^2-] = 0,085 моль/л, [[Ag(SO₄)]^- ]= 0,015 моль/л.

8.Рассчитайте равновесную концентрацию ионов висмута(III) в растворе комплекса K₃[BiI₆] с концентрацией 0,100 моль/л, содержащем йодид калия KI с концентрацией 0,100 моль/л. Логарифм константы устойчивости комплексного аниона [BiI₆]^3- равен lgβ= 19,1. Ответ: [Bi³⁺] = 7,9*10^-15 моль/л.

9.Покажите, во сколько раз уменьшится равновесная концентрация ионов серебра(I) в 0,10 моль/л растворе комплекса K[Ag(CN)₂], если к этому раствору прибавить цианид калия KCN до концентрации c(KCN) = 0,10 моль/л. Логарифм концентрационной константы устойчивости комплексного аниона [Ag(CN)₂]^- равен lgβ = 20,55. Ответ: уменьшится ~ в 1,5*10¹³ раз.

10.Выясните, образуется ли осадок сульфата бария BaSO₄, если к водному 0,20 моль/л раствору этилендиаминтетраацетатного комплекса бария Na₂[BaY], где Y^4- — этилендиаминтетраацетат-ион, прибавить равный объем водного 0,20 моль/л раствора серной кислоты H₂SO₄. Логарифм концентрационной константы устойчивости комплексного аниона [BaY]^2- равен lgβ = 7,78. Произведение растворимости сульфата бария

К_S˚( BaSO₄) = 1,1*10^-10. Ответ: осадок образуется, так как c(Ba²⁺)c(SO₄^2-) > К_S˚(BaSO₄).

11.Покажите, образуется ли осадок сульфата свинца PbSO₄, если, как и в предыдущем примере, к водному 0,20 моль/л раствору эдта-го комплекса свинца Na₂[BaY] прибавить равный объем 0,20 моль/л водного раствора серной кислоты. Логарифм концентрационной константы устойчивости комплексного аниона [BaY]^2- равен lgβ = 18,04. Произведение растворимости сульфата свинца К_S˚ ( PbSO₄) = 1,6-10^-8. Ответ: осадок не образуется, так как c(Pb²⁺)c(SO₄^2-) < К_S˚(PbSO₄).

12.Определите, какой объем водного 0,30 моль/л раствора аммиака потребуется для растворения 66,4 мг хромата серебра(I) Ag₂CrO₄ по реакции:

Ag₂CrO₄ + 4NH₃ = [Ag(NH₃)₂]₂CrO₄.

Ответ: ~2,67 мл.

Контрольные вопросы и задания по теме занятия

1. В чем заключаются основные положения координационной теории А.Вернера (металл-комплексообразователь, лиганды, внутренняя сфера, внешняя сфера)?

2. Что называют координационным числом?

3. Что называют дентатностью лигандов? Приведите примеры моно, - би, - три и гексадентатных лиганд?

4. Какие свойства комплексные соединения проявляют при первичной и вторичной диссоциации?

5. Что называют константой ступенчатого комплексообразования и что называют полной константой образования комплекса (полной константой устойчивости)?

6. Что называют ступенчатой константой нестойкости и что называют полной константой нестойкости комплекса?

7.Какие величины используют на практике вместо констант устойчивости и констант нестойкости?

8. Какие факторы влияют на значения констант устойчивости и нестойкости?

9.Какие факторы влияют на комплексообразование в растворах?

10. Где в аналитике используются реакции комплексообразования? Приведите примеры:

· осаждение катионов и анионов из растворов

· растворение осадков

· разделение ионов

· открытие ионов по изменению окраски раствора вследствие образования окрашенных комплексов

· определение подлинности лекарственных препаратов

· маскирование ионов

· изменение окислительно-восстановительных потенциалов редокс-пар

· концентрирование веществ

· определение катионов люминесцентным методом

· фиксирование точки эквивалентности в титриметрическом анализе.

Основная литература:

Аналитическая химия (аналитика). Общие теоретические основы. Качественный анализ. [Текст]: учеб. Для вузов / Ю.Я. Харитонов [и др.]. - М.: Высш. Шк., 2008. – 423 – 449 ; 179 – 219 с.

Дополнительная литература:

1. Аналитическая химия [Текст] / Г. Кристиан [и др.]. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 408 – 419 с.

2. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Учеб. Пособие для вузов [Текст] / Под ред. Ю.А. Золотова - М.: Высш. Шк., 2001. – 72 – 87 с.

Тема 13

Дата: 2019-02-02, просмотров: 391.

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒