ЕРІТІНДІЛЕРДЕГІ ИОНДЫҚ ТЕПЕ - ТЕҢДІКТЕР

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

ЕРІТІНДІЛЕРДЕГІ ИОНДЫҚ ТЕПЕ-ТЕҢДІКТЕР

Комплексті қосылыстардың иондарға ыдырауы әдетте сатылап жүреді. Алдыменолар комплексті катионға (немесе анионға) және сыртқы сфераны құрайтын жай иондарға оңай ыдырайды. Диссоциаланудың бұл сатысын біріншілік дейді. [Ag(NH3) 2] Cl = [Ag(NH3) 2] + + ClКомплексті ион (катион немесе анион) біртіндеп (сатылап) ары қарай диссоциацияланады. Бұл сатыларды екіншілік дейді. Әртүрлі зерттеу әдістерін қолдану арқылы комплексті ионның сатылап диссоциациялануы нәтижесінде түзілетін бөлшектердің тепе-теңдік орнаған кездегі концентрацияларын табуға болады. [Ag(NH3) 2] +↔︎ Ag+ + 2NH3 Комплексті ион неғұрлым тұрақты болса, ол солғұрлым аз дәрежеде иондарға (немесе иондар мен бейтарап бөлшектерге) ыдырайды және керісінше, комплексті ион неғұрлым тұрақсыз болса, ол солғұрлым үлкен дәрежеде иондарға (немесе иондар мен бейтарап бөлшектерге) ыдырайды. Әдетте ол тұрақсыздық константасы К (т. с. ) деп аталатын тепе-теңдік константасының мәні арқылы сипатталады:

K=[] [] () =6, 8·10-8

Әртүрлі комплексті иондардың беріктігін сипаттайтын тұрақсыздық константалары мәндері өте кең аралықта өзгереді. Комплекс К (т. с. )

[Ag(NO3) 2] -1, 3·10-2

[Ag(NH3) 2] +6, 8·10-8

[Ag(S2O3) 2] 3-1·10-13

[Ag(CN) 2] 1·10-21

Ең тұрақты комплекс - [Ag(CN) 2] -, ал ең тұрақсыз - [Ag(NO3) 2] - екені олардың тұрақсыздық константалары мәндерінен көрініп тұр. Комплексті қосылыстардың молярлық концентрациялары бірдей болғанда Ag+ иондарының концентрациясы бірінші қосылыстың ерітіндісінде жоғары, соңғы ерітіндіде төмен екені көрініп тұр. Кейбір практикалық маңызды комплексті иондардың К(т. с. ) мәндері кітаптың соңындағы қосымша кестелерде келтірілген. Комплекст ионның диссоциациялануның әр сатысы өзіне тән тұрақсыздық константасының мәнімен сипатталады. Комплексті бөлшектердің диссоциациялану процесінде түзілетін тепе-теңдік константасын бірыңғай және ыңғайлы нөмірлеу үшін константаның индексі комплексті бөлшектің ішкі сферасында болатын лигандтардың санына сәйкес келетін жүйе қабылданған. K2[HgI4] ↔︎ 2K+ + [HgI4] 2Комплексті [HgI4] 2- иондарының бұдан әрі диссоциациялану сатыларын сипаттайтын реакция теңдеулері мен тұрақсыздық константалары келесі кестеде келтірілген: Диссоциациялану теңдеуі [HgI4] 2- ↔︎ [HgI3] - + I[HgI3] - ↔︎[HgI2] 0 + I[HgI2] 0 ↔︎ [HgI] + + I[HgI] + ↔︎ Hg2+ + I[HgI4] 2- ↔︎ Hg2+ + 4I-

Тұрақсыздық константасының өрнегі ] [ ] = 1, 35 ∙ 10 [[ ] ] [[ ] ] [ ] = = 1, 1 ∙ 10 ; ] [ [ ] = = 1, 66 ∙ 10 ; [[ ] ] [[ ] ] [ ] = = 5, 9 ∙ 10 ] ] [[ [ ] [ ] Кт. с. = = 1, 31 ∙ 10 . [[ ] ] =

Kт. с. = K4K3K2K1 Комплексті ионның және оның ыдырауы нәтижесінде түзілген бөлшектердің концентрациялары арқылы өрнектелген тұрақсыздық константасы концентрациялық константа деп аталады. Тұрақсыздық константаларының дәл мәндерін алу үшін концентрация орнына активтілік мәндерін қолданған жөн. Бұдан әрі келтірілген мысалдарда біз ерітінділер сұйытылған деп есептеп, концентрациялық константалар мәндерін қолданамыз.

Типтік есептер шығару үлгілері

1-мысал. Концентрациясы 1 моль/л [Zn(NH3) 4] 2+ тұз ерітіндісіндегі Zn2+ және NH3 иондарының концентрацияларын және комплексті ионның иондану дәрежесін анықтаңыздар. Шешуі: Комплексті [Zn(NH3) 4] 2+ионның ыдырауы:

[Zn(NH3) 4] 2+ ↔︎ Zn2+ + 4NH3 Комплексті ионныңтұрақсыздық константасы: K=[Zn] 2 + [NH 3] 4 [Zn( NH 3 ) 24 + ]

Егер [Zn2+] = x арқылы белгілесек, [NH3] = 4х, ал ыдырамай қалған комплексті иондардың концентрациясы [[Zn(NH3) 4] 2+] = = (1 - х) болады. Анықталған мәндерді тұрақсыздық константасы формуласына қоямыз:

K=x(4 x) 4 = 2, 6 ⋅ 10 −10 1− x

х мәні 1-ден көп кіші болғандықтан бөлшектің бөліміндегі х мәнін ескермеуге болады:

K = x(4x) 4 = 256x5 = 2, 6·10-10, K = [ Zn 2 + ] = 5

2, 6 ⋅ 10 −10 = 3, 99 ⋅ 10 −3 ≈ 4, 0 ⋅ 10 −3,

[Zn2+] = 4, 0·10-3 моль/л. Аммиактың концентрациясы: 4, 0 · 10-3 ·4 = 16·10-2 моль/л.

Иондану дәрежесі:

α=4 ⋅ 10 −3 ⋅ 100% = 4 ⋅ 10 −1 % = 0, 4%

Жауабы: [Zn2+] = 4, 0·10-3моль/л; α = 0, 4%.

2-мысал. Кадмий иондарының концентрациясын [Cd2+] = = 2·10-6 моль/л мәніне жеткізу үшін 0, 1 М 1 л кадмий хлоридінің ерітіндісіне аммиактың қанша моль мөлшерін қосу қажет? Шешуі: Кадмий хлориді Cd2+ түзе диссоциацияланады: 0, 1 моль 0, 1 моль

CdCI2 ↔︎ Cd2+ + 2CI-

Аммиакты қосқанда Cd2+ иондарының концентрациясы келесі реакция бойынша төмендейді: Cd2+ + 4NH3 ↔︎ [Cd(NH3) 4] 2+ Аммиактың концентрациясын х моль/л арқылы белгілейміз. K=

[Cd ] 2 + [ NH 3 ] 4 = K [ Cd ( NH ) ] 2 + = 2, 75 ⋅ 10 − 7, 3 4 [Cd ( NH 3 ) 24 + ]

2 ⋅ 10 −6 ⋅ x 4 = 2, 75 ⋅ 10 − 7, 0, 1 − 2 ⋅ 10 − 6 Көп кіші болғандықтан 2·10-6 мәнін ескермеуге болады. Онда: 2 ⋅ 10 −6 ⋅ x 4 = 2, 75 ⋅ 10 − 7, 0, 1

x4 =2, 75 ⋅ 10 −8 = 1, 37 ⋅ 10 − 2, 0, 1

x = 4 1, 37 ⋅ 10 −2 = 3, 42 ⋅ 10 −1 = 0, 342, x = 0, 342 моль. Жауабы: Кадмий хлоридінің ерітіндісіне аммиактың 0, 342 молін қосу қажет.

3-мысал. Көлемі 1 л ерітіндінің құрамында 0, 1 моль AgNO3 және 2 моль KCN бар. Осы ерітінідідегі Ag+ иондарының концентрациясын есептеңіздер. Шешуі:

AgNO3 ↔︎ Ag+ + NO3KCN ↔︎ K+ + CNAg+ + CN- ↔︎ [Ag(CN2) ] Ag+ иондарының концентрациясын х деп белгілеп аламыз, онда [Ag(CN2) ] - =1-х. Комплекс түзгенде цианидтің концентрациясы 2·(0, 1-х) мәніне төмендейді, яғни [SCN-] = 2·2·(0, 1-х) = = 1, 8+2x. K=

[ Ag ] + [CN ] 2 x (1, 8 + 2 x ) = = 1 ⋅ 10 − 21, 0, 1 − x [ Ag (CN ) 2 ] −

1, 8 + 2x ≈ 1, 8; 0, 1 - x ≈0, 1. x ⋅ 1, 8 3 = 1 ⋅ 10 − 21 0, 1

X = 3, 09·10-23 Жауабы: [Ag ] = 3, 09·10-23 моль/л. +

4-мысал. Құрамында 0, 015 моль K3[Cu(CN) 4], 0, 1 моль K2[Cd(CN) 4] және 0, 25 моль KCN қосылыстары бар ерітіндіге концентрациясы 0, 001 моль/л болғанша сульфид иондары қосылған. Мыс (I) және кадмий иондары тұнбаға түседі ме? Шешуі: [Cu(CN4) ] 3- ↔︎ Cu+ + 4CN108

[Cu+] = x; [CN-] = 0, 25+4x [Cu(CN4) ] 3- = 0, 015-x K=

(0, 25 + 4 x ) 4 ⋅ x 0, 25 4 ⋅ x [Cu ] + [CN ] 4 = = = 5 ⋅ 10 − 28 3− 0, 015 − x 0, 015 [Cu (CN ) 4 ]

х = 1, 92·10-27 2Cu+ + S2- ↔︎ Cu2S [Cu+] 2 [S2-] = 1, 92·10-27 · 0, 001 = 1, 92·10-30 1, 92·10-30ЕК(CdS), тұнба түзіледі. Жауабы: тұнба түзіледі.

5-мысал. Массасы 0, 1 г күміс иодиді толық еру үшін 1 М Na2S2O3 ерітіндісінің қанша миллилитрін алу қажет? Шешуі: Тиосульфат ерітіндісінде күміс иодидінің еруі:

AgI + S2O32- ↔︎ [AgS2O3] - + I-. Тепе-теңдік константасы: K=

[ AgS2O3 ] − [I ] − [S 2O32− ] =[ AgS2O3 ] − ⋅ EKAgI [S 2O32− ]

=EKAgI K[ AgS O ] −=2 38, 3 ⋅ 10−17 5, 54 ⋅ 10−8 . 1, 5 ⋅ 10−9

Ерітіндіге өтетін күміс иодиді молі мөлшерін х арқылы белгілесек. Онда [AgS2O3] - = [I-] = x, тепе-теңдік константасы. [S2O32-] = 1-x. Осы шамаларды тепе-теңдік константасына қойсақ: x⋅x = 5, 54 ⋅ 10 −8 K= (1 − x ) Көп кіші болғандықтан, бөлшектің бөліміндегі х мәнін ескермесе болады:

x2 2 -8 = 5, 54 ⋅ 10 −8, х = 5, 54·10 1 х = 2, 35·10-4 моль/л Сәйкесінше, 1 М 1 л Na2S2O3 ерітіндісінде 2, 35·10-4 моль күміс иодиді еруі мүмкін. 0, 1 г AgI: 0, 1/234, 8 = 4, 25·10-4 моль. Егер 1 л Na2S2O3 ерітіндісінде 2, 35·10-4 моль күміс иодиді еритін болса, онда 4, 25·10-4 моль еруі үшін:

4, 25 ⋅ 10 −4 моль = 1, 80 л = 1800 мл . 2, 35 ⋅ 10 − 4 моль / л Жауабы: V(Na2S2O3) = 1800 мл.

6-мысал. [Ag(CN) 2] иондарының тұрақсыздық константасы 1·10-21. Сәйкесінше 0, 01 моль/л KCN және 0, 05 М K[Ag(CN) 2] ерітінділеріндегі күміс иондарының концентрациясын есептеңіздер. 110

Шешуі: Комплексті ионның екіншілік диссоциациясы келесі теңдеу бойынша жүреді: [Ag(CN) 2] - ↔︎ Ag+ + 2CNKCN диссоциациясы нәтижесінде туындайтын CN- иондарының артық мөлшерінің қатысында бұл тепе-теңдік сол жаққа ығысқандықтан, екіншілік диссоциация кезінде түзілетін CN- иондарының мөлшерін ескермеуге болады. Сонда [CN-] = CKCN = 0, 01 моль/л. Сол себепті [Ag(CN) 2] - иондарының тепе-теңдік концентрациясы комплексті тұздың жалпы концентрациясына (0, 05 моль/л) тең болуымүмкін. Есептің шарты бойынша: K=[ Ag + ] [CN − ] 2 = 1, 1 ⋅ 10 − 21 − [ Ag (CN ) 2 ]

Бұдан Ag+ иондарының концентрациясы: [ Ag + ] =1, 1 ⋅ 10 −21 [ Ag (CN ) −2 ] 1, 1 ⋅ 10 −21 ⋅ 0, 05 = = 5, 5 ⋅ 10 −19 моль / л . 2 − 2 [CN ] (0, 01)

Комплексті иондары бар жүйенің диссоциациясының тепе-теңдігінің ығысуы қарапайым электролит ерітінділеріндегі ережелер бойынша анықталады: тепе-теңдік толық байланысатын комплекс түзуші немесе лигандтың жағына ығысады, сондықтан ерітіндіде байланыспаған бөлшектердің концентрациясы минималь мәнге ие. Жауабы: [Ag+] = 5, 5·10-19 моль/л.

7-мысал. Кадмийдің жай тұздарының ерітінділері сілтілермен кадмий гидроксиді тұнбасын Cd(OH) 2, ал күкіртсутекпен - кадмий сульфиді CdS тұнбасын түзеді. Құрамында 0, 1 М KCN бар 0, 05 М K2[Cd(CN) 4] ерітіндісіне сілті қосқанда тұнба түзілмейді, ал осы ерітінді арқылы күкіртсутекті өткізгенде CdS тұнбасы түзіледі. Мұны қалай түсіндіруге болады? [Cd(CN) 4] - иондарының тұрақсыздық константасы 7, 8·10-18.

Шешуі: Cd(OH) 2 және CdS тұнбаларының түзілу шартын келесідей жазуға болады: [Cd2+] [OH-] 2> EK(Cd(OH) 2) = 4, 5·10-15, [Cd2+] [S2-] > EK(CdS) = 8·10-27. Берілген жағдайда комплексті тұз ерітіндісінде Cd2+ иондарының концентрациясы келесідей есептеледі: [Cd + ] =K туракс [Сd (CN ) 24 − ] [CN − ] 47, 8 ⋅ 10 −18 ⋅ 0, 05 = 3, 9 ⋅ 10 −15 моль / л (0, 01) 4

=

Кадмий гидроксидінің тұнуына қажетті ОН- иондарының концентрациясы теңсіздіктен табылады: [OH − ] >EK Cd ( OH ) 2 [Cd 2 + ]

=4, 5 ⋅ 10 −15 ≈ 1 моль/л 3, 9 ⋅ 10 −15

Осылайша, қарастырылып отырған жүйеде ОН- иондарының концентрациясы 1моль/л-ден төмен болғанда, тепе-теңдік комплексті ион түзу жағына ығысады. [Cd(CN) 4] 2- + 2OH- ↔︎ Cd(OH) 2↓ + 4CNКадмий сульфиді тұнбасының калийдің тетрацианокадматы ерітіндісінен түзілу шарты келесі теңсіздікпен сипатталады: [S 2 ] >

EK CdS 8, 0 ⋅ 10 27 = ≈ 2 ⋅ 10 −12 [Cd 2 + ] 3, 9 ⋅ 10 −15Сәйкесінше, сульфид-иондарының конценрациясы өте аз болғанда да тепе-теңдік толығымен кадмий сульфидінің түзілу жағына ығысады: [Cd(CN) 4] 2- + S2- ↔︎ CdS + 4CN112

8-мысал. Концентрациясы 0, 2 М CuSO4 ерітіндісіне бірдей көлемде 2 М аммиак ерітіндісі қосылған. Осы кезде ерітіндіде [Cu(NH3) 4] 2+ иондары түзіледі деп алып, Cu2+ иондарының концентрациясын есептеңіздер. Шешуі: Комплексті ион келесі схема бойынша иондарға ыдырайды:

[Cu ( NH 3 ) 4 ] 2 + ⇔ Cu 2 + + 4 NH 3

K=[Cu 2 + ] [ NH 3 ] 4 = 9, 33 ⋅ 10 −13 [Cu ( NH 3 ) 4 ] 2 +

Ерітіндідегі Cu2+ иондарының тепе-теңдік концентрациясын х деп белгілесек, онда [Cu(NH3) 4] 2 концентрациясы (0, 2-х) болады. Комплекс түзілгенде аммиактың концентрацисы 4·(0, 2-х) мәніне төмендейді, яғни аммиактың тепе-теңдік концентрациясы: 2-4(0, 2-х) =1, 2-4х (моль) яғни ерітіндіде: [Cu2+] = x, [Cu( NH 3 ) 4 ] 2+ = 0, 2 - x, [NH3] = 1, 2-4x. Алынған тепе-теңдік концентрациялары мәндерін тұрақсыздық константасы теңдеуіне қоямыз: x ⋅ (1, 2 − 4 x ) 4 = 9, 33 ⋅ 10 −13 0, 2 − x

0, 02 және 1, 2 мәндері х мәнінен көп жоғары, сондықтан х 4 мәнін ескермесе де болады: 1, 2 ⋅ x = 9, 33 ⋅ 10 −13 . 0, 2

Бұдан: x=9, 33 ⋅ 10 −13 ⋅ 0, 2 18, 66 ⋅ 10 −14 = = 8, 1 ⋅ 10 −14 2, 074 1, 2 4

Сәйкесінше, ерітіндідегі ізделініп отырған Cu2+ иондарының концентрациясы 8, 1·10-14 моль/л. Жауабы: [Cu2+] = 8, 1·10-14моль/л.

9-мысал. Егер 10 мл 0, 01 М Na[AgS2O3] тұзының ерітіндісіне 20 мл 0, 1 М калий бромиді ерітіндісін қосқанда күміс бромидінің тұнбасы түзіледі ме? Шешуі: Ерітінділерді араластырғанда заттардың концентрациялары: 0, 01 ⋅ 10 моль/л = 3, 3·10-3 моль/л, 30 Ал [ KBr] = 0, 1 ⋅ 20 моль/л = 6, 66·10-2 моль/л. 30

[ Na[ AgS 2 O3 ] ] =Комплексті [AgS2O3] - иондарының ыдырауы: [ AgS 2 O3 ] − ⇔ Ag + + S 2 O32 −+ 2− Оның тұрақсыздық константасы: K = [ Ag ] [ S 2 O3 ] = 1, 51 ⋅ 10 − 9 −[ AgS 2 O 3 ] Ag+иондарының концентрациясын х моль/л деп белгілесек, онда S2O32- концентрациясы да х моль/л, ал комплексті ионның концентрациясы (0033-х) моль/лболады:

K=x⋅x x2 x2 = ≈ = 1, 51 ⋅ 10 − 9 0, 0033 − x 0, 0033 − x 0, 0033

x = [ Ag ] = 4, 98 ⋅ 10 −12 = 2, 23 ⋅ 10 −6 моль/л.

Калий бромиді күшті электролит ретінде ерітіндіге 6, 66·10-2 моль/л Br- иондарын түзе толығымен диссоциацияланады. Сонда осы ерітіндідегі [Ag+] [Br-] көбейтіндісі: 2, 23·10-6 · 6, 66·10-2 = 14, 85·10-8 = 1, 48·10-7. 1, 48·10-7 > 5, 3·10-13 (ЕКAgBr = 5, 3·10-13) болғандықтан, берілген жағдайда күміс бромиді тұнбаға түседі. Жауабы: Күміс бромидінің тұнбасы түзіледі. 114

10-мысал. Құрамында 0, 05 моль K3[Cu(CN) 4], K2[Cd(CN) 4] және 0, 1 моль KCN бар ерітіндіге сондай көлемде концентрациясы [S2-] =1, 5·10-5 моль/л сульфид иондарын қосса, қай зат - Cu2S немесе CdS тұнбаға түседі? Шешуі: 1. Мыс сульфидінің Cu2S тұнбаға түсу шарты: [Cu(CN) 4] 3- ↔︎ Cu+ + 4CNK=

[Cu + ] [CN − ] 4 = 5 ⋅ 10 − 28 [Cu (CN ) 4 ] 3−

Егер [Cu+] = x моль/л, [CN-] = 0, 1+x моль/л, ал [Cu(CN) 4] 3- = = (0, 05-x) моль/л деп белгілесек, онда: K=

x (0, 1 + x ) 4 = 5 ⋅ 10 − 28 0, 05 − x

х мәні өте үлкен болмағандықтан, 0, 05 - х = 0, 05, 0, 1 + х = 0, 1 деп қабылдауға болады. Сонда: K=x ⋅ 0, 14 = 5 ⋅ 10 − 28 0, 05

x = 2, 5·10-25, сәйкeсінше, [Cu+] = 2, 5·10-25 моль/л. Иондардың концентрацияларының көбейтіндісі: [Cu+] 2 [S2-] = (2, 5·10-25) 2 · 1, 5·10-5 = 9, 3·10-55. 9, 3·10-55< EK(Cu2S) болғандықтан, Cu2S тұнбасы түзілмейді. 1. CdS тұнбасының түзілу шартын анықтаймыз: [Cd(CN) 4] 2- ↔︎ Cd2+ + 4CN-

K=[Cd 2 + ] [CN − ] 4 1, 4 ⋅ 10 −17 [Cd (CN ) 4 ] 2 −

Егер [Cd2+] = х моль/л, [CN-] = 0, 1 + х моль/л, ал [Cd(CN) 4] 2- = = (0, 05-x) моль/л белгілесек, онда:

K=x (0, 1 + x ) = 1, 4 ⋅ 10 −17 0, 05 − x0, 1+х ≈ 0, 1, ал 0, 05-х ≈0, 05 екенін ескерсек:

K=x ⋅ 0, 14 = 1, 4 ⋅ 10 − 7, 0, 05x = [Cd2+] = 7, 0·10-12 моль/л. Ерітіндіде иондардың концентрацияларының көбейтіндісі: [Cd2+] [S2-] = 7·10-12 · 1, 5·10-5 = 1, 1 ·10-19 Алынған нәтиже CdS ерігіштік көбейтіндісінен (ЕК(CdS) = = 4·10-29) төмен болғандықтан CdS тұнбаға түседі. Жауабы: Тұнбаға CdS түседі.

11-мысал. Құрамында артық мөлшерде 1 моль/л NH3 болатын 0, 1 М [Ag(NH3) 2] NO3 ерітіндісіндегі Ag+ иондарының концентрациясын есептеңіздер. Шешуі: Аммиактың артық мөлшерінде тепе-теңдік солға ығысқандықтан, аммиактың концентрациясын 1 моль/л деп есептеуге болады. [Ag(NH3) 2] += Ag+ + 2NH3 [ Ag + ] [ NH 3 ] 2 K туракс = = 9, 3 ⋅10 −8, [ Ag ( NH 3 ) 2 ] 9, 3 ⋅ 10 −8 ⋅ 0, 1 = 9, 3 ⋅ 10 −9 моль / л. (1) 2 Жауабы: [Ag+] = 9, 3·10-9 моль/л. [ Ag + ]

12-мысал. Құрамында қосымша 6, 5 г/л KCN болатын 0, 1 М K2[Cd(CN4) ] ерітіндісіндегі кадмий иондарының концентрациясын есептеңіздер. Шешуі: КомплекстіK2[Cd(CN4) ] қосылысының біріншілік диссоциациялануы:

K2[Cd(CN4) ] = 2K+ + [Cd(CN4) ] 2толығымен жүретіндіктен: См([Cd(CN) 4] 2-) = См (K2[Cd(CN4) ] ) = 0, 1 М болады. Тұрақтылығы жоғары [Cd(CN4) ] 2- комплексті ионының диссоциациялануы өте аз дәрежеде жүреді: [Cd(CN) 4] 2- = Cd2+ + 4CNЕрітіндідегі Cd2+ иондарының молярлық концентрациясын х арқылы белгілесек, комплексті [Cd(CN) 4] 2- иондарының екіншілік диссоциациялануы кезінде түзілген CN- иондарының концентрациясы: [CN-] 1 = 4х болады. Бірақ ерітіндіде комплексті тұздан басқа калий цианиді қатысатын болғандықтан: [CN-] 2 = См(KCN) = 0, 1 M. Яғни ерітіндідегі лигандтың молярлық концентрациясы: [CN-] = [CN-] 1 + [CN-] 2 = 4x + 0, 1. Ерітіндідегі лигандтың артық мөлшерінде [Cd(CN) 4] 2- комплексті ионының тұрақсыздық константасы:

K туракс =[Cd 2 + ] [CN − ] 4 x ⋅ ( 4 x + 0, 1) 4 x = ≈ = 7, 8 ⋅ 10 −18. 2− [Cd (CN ) ] 0, 11000

Бұдан х = 7, 8·10-15моль/л. Жауабы: [Cd2+] = x = 7, 8·10-15моль/л. 13-мысал. Құрамында 0, 1 моль/л натрий тиосульфаты болатын 0, 5 л 0, 1 М натрий ди (тиосульфато) аргентаты Na3[Ag(S2O3) 2] ерітіндісінде ион түрінде болатын күмістің массасын табыңыздар.

Шешуі: Комплексті ионның диссоциациялану теңдеуі: [Ag(S2O3) 2] 3- = Ag+ + 2S2O32-. Диссоциациялану теңдеуі бойынша: [[Ag(S2O3) 2] 3-] = Cм(Na3[Ag(S2O3) 2] ) = 0, 1 моль/л. [S2O32-] = Cм(Na2S2O3) = 0, 1 моль/л. Комплексті ионның тұрақсыздық константасы: 2−K туракс =[ Ag + ] [ S 2O3 ] 2 [ Ag + ] ⋅ (0, 1) 2 = = 1, 1⋅10−13. [ Ag ( S 2O3 ) 2 ] 0, 1

Бұдан [Ag+] = 1, 1·10-12 моль/л, оның массасы: m(Ag) = [Ag+] · V · M(Ag) = -12 = 1, 1·10 моль/л · 0, 5 л · 108 г/моль = 5, 9·10-11 г. Жауабы: m(Ag) = 5, 9·10-11 г. неге тең?

ТҰЗДАРДЫҢ ГИДРОЛИЗІ

Тұздарды қышқылдармен негіздердің бейтараптау реакциясы нәтижесінде түзілген қосылыстар деп қарастыруға болады. Сондықтан олардың ортасы бейтарап болуға тиіс. Бірақ тәжірибе олардың ортасы қышқылдық немесе сілтілік екендігін көрсетеді. Төмендегі кестеде кең тараған қышқылдық - негіздік индикаторлардың кейбір тұздардың келтірілген. 6. 1-кесте Кең тараған қышқылдық - негіздік индикаторлардың кейбір тұздардың ерітінділеріндегі түстері Ерітінді NaCN NH4Cl NaCl Н2О

Лакмус көк қызыл күлгін күлгін

Фенолфталеин таңқурай түсті түссіз түссіз түссіз

Метилоранж сары роза түсті оранж түсті оранж түсті

Бұл фактілер еріген тұз молекулаларының гидролизі құбылысымен түсіндіріледі. Тұз гидролизі дегеніміз - тұз иондары мен су молекулаларының арасында әлсіз электролит түзіле жүретін алмасу реакциясы. Тұздарды оларды түзген қышқыл мен негіздің күшіне қарай төрт топқа бөледі: 1. Күшті қышқыл мен әлсіз негіздің тұзы; 2. Әлсіз қышқыл мен күшті негіздің тұзы; 3. Әлсіз қышқыл мен әлсіз негіздің тұзы; 4. Күшті қышқыл мен күшті негіздің тұзы. Күшті негіздер: LiOH NaOH KOH Ca(OH) 2 RbOH Sr(OH) 2 CsOH Ba(OH) 2 Әлсіз негіздер: NH4OH (NH3·H2O) Zn(OH) 2 Al(OH) 3 Fe(OH) 3 және т. б.

Күшті қышқылдар: HCl, HBr, HI, HClO4 H2SO4, HNO3 және т. б.

Әлсіз қышқылдар HF, H2CO3, H2S, CH3COOH және т. б. органикалық қышқылдар

Енді әрқайсысының гидролизін қысқаша қарастырайық:

Әлсіз негіз және күшті қышқылдан түзілген тұздың гидролизі. Мұндай тұздардың гидролизі катион бойынша жүреді. Түзілетін орта - қышқылдық. 1-мысал: Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық теңдеуі Қысқаша иондық теңдеуі Молекулалық теңдеуіNH4Cl ↔︎ NH4+ + ClNH4+ + Cl- + HOH ↔︎ NH4OH + H+ + ClNH4+ + HOH ↔︎ NH4OH + H+ NH4Cl + H2O ↔︎ NH4OH + HCl2. Күшті негіз және әлсіз қышқылдан түзілген тұздың гидролизі. Мұндай тұздардың гидролизі анион бойынша жүреді. 1-мысал. Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық Қысқаша иондық МолекулалықCH3COOК ↔︎ CH3COO- + К+ CH3COO-+K++HOH ↔︎ CH3COOH+K++OH- CH3COO- + HOH ↔︎ CH3COOH + OH- CH3COOH + H2O ↔︎ CH3COOH + KOH2-мысал. Күшті негіз бен әлсіз екі негізді қышқыл тұзының гидролизі. 1-сатысы Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық теңдеуі Қысқаша иондық теңдеу Молекулалық теңдеуіNa2CO3 ↔︎ 2Na+ + CO322Na++CO32-+HOH ↔︎ Na++OH-+Na++HCO3CO32- + HOH → HCO3- + OHNa2CO3 + H2O ↔︎ NaOH + NaHCO3Іс жүзінде гидролиз екінші сатысы бойынша жүрмейді. Себебі тәжірибе кезінде газ бөлінуі байқалмайды. Тепе-теңдікті оң жаққа ығыстыру үшін жиналған ОН- иондарын байланыстыру керек. Ол үшін ерітіндіге қышқыл қосу керек! 3. Әлсіз негіз бен күшті қышқылдың тұзы. Мұндай тұздардың гидролизі катион бойынша жүреді. Орта қышқылдық. 1-мысал. 1-сатысы Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық теңдеуі Қысқаша иондық теңдеу Молекулалық теңдеуіZn(NO3) 2↔︎Zn2+ + 2NO3Zn2++2NO3-+HOH↔︎ZnOH++ 2NO3-+H+ Zn2+ + HOH ↔︎ ZnOH+ + H+ Zn(NO3) 2 + H2O ↔︎ ZnOHNO3 + HNO3Іс жүзінде гидролиз екінші сатысы бойынша жүрмейді. Себебі тәжірибе кезінде Zn(OH) 3 тұнбасы түзілмейді. Тепе-теңдікті оң жаққа ығыстыру үшін жиналған H+ иондарын байланыстыру керек. Ол үшін ерітіндіге сілті қосу керек. 2-мысал. 1-сатысы Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық теңдеуі Қысқаша иондық теңдеуі Молекулалық теңдеуіFeCl3 ↔︎ Fe3+ + 3ClFe3++3Cl-+HOH ↔︎ FeOH2++2Cl-+H++Cl- Fe3+ + HOH ↔︎ FeOH2+ + H+ FeCl3 + H2O ↔︎ FeOHCl2 + HClІс жүзінде гидролиз негізінен бірінші сатысы бойынша жүреді. Себебі тәжірибе кезінде Fe(OH) 3 тұнбасы түзілмейді. Тепетеңдікті оң жаққа ығыстыру үшін жиналған H+ иондарын байланыстыру керек. Ол үшін ерітіндіге сілті қосу керек. Әлсіз негіз бен әлсіз қышқылдың тұзы 1-мысал. Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық теңдеуі Қысқаша иондық теңдеуі Молекулалық теңдеуі

CH3COONH4 ↔︎ CH3COO- + NH4+ CH3COO+ + NH4+ + HOH ↔︎ CH3COOH + NH4OH CH3COO+ + NH4+ + HOH ↔︎ CH3COOH + NH4OH CH3COONH4 + H2O ↔︎ CH3COOH + NH4OH

Көп негізді қышқыл мен көп қышқылды негіздің тұзының гидролизі

2-мысал. Диссоциациялану теңдеуі Толық иондық теңдеуі

Al2S3↔︎ 2Al3+ + 3S22Al3+ + 3S2- + 6HOH ↔︎2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑ 86

Қысқаша иондық теңдеуі Молекулалық теңдеуі

2Al3+ + 3S2- + 6HOH ↔︎2Al(OH) 3↓ + 3H2S↑ Al2S3 + 6H2O ↔︎ Al(OH) 3↓ + 3H2S↑

4. Күшті негіз бен күшті қышқылдан түзілген тұздар гидролизге ұшырамайды (орта - бейтарап) . Гидролиздену дәрежесі мен константасы 1. Күшті қышқыл мен әлсіз негіздің тұзы: Диссоциациялану теңдеуі Гидролиз теңдеуі Тепе-теңдік константасы Гидролиз константасы Математикалық түрлендіру: Жалпы түрде: Қорытынды:

NH4Cl ⇔ NH4+ + ClNH4+ + HOH ⇔ NH4OH + H+ Kтт =

Негіздің күші (оған сәйкес КD) төмендеген сайын: гидролиз терең жүреді, тепе-теңдік оң жаққа ығысады, ортаның қышқылдығы артады (рН кемиді) .

2. Әлсіз қышқыл мен күшті негіздің тұзы: Диссоциациялану теңдеуі 1 Гидролиз теңдеуі Тепе-теңдік константасы 1 Гидролиз константасы Математикалық түрлендіру: Жалпы түрде:

CH3COONa ⇔CH3COO- + Na+ 2 CH3COO-+ HOH ⇔CH3COOH + OH] [О[СН СО Kтт = [СН] СОО ] [] 2 [С Kтт[HOH] = Kг = Kг = Кг=[ССО] [[СН СОО ] қышқыл] СО ] [О [СН СОО ] [С= [СНСО ] СОО ] [] ] = (ССО)

Қорытынды:

Қышқылдың күші (оған сәйкес КD) төмендеген сайын: гидролиз терең жүреді, тепе-теңдік оң жаққа ығысады, ортаның қышқылдығы кемиді (рН артады) .

3. Әлсіз қышқыл мен әлсіз негіздің тұзы: