Комплексные соединения

18. Определите заряд комплексообразователя и его координационное число в комплексном ионе [Fe(C₂O₄)₂(OH)₂]^3-.

Изобразите графически его структурную формулу.

Классифицируйте этот ион по природе лигандов.

Напишите выражение константы нестойкости.

 

Решение

1. Пусть заряд иона-комплексообразователя Fe =(Х+). Заряды лигандов равны:(C₂O₄)^2-, (OH)^-. Составим уравнение баланса зарядов:

1* (+Х) +2*(-2) +2*(-1) =-3.

Х-4-2+3=0, х=+3

Т.О. заряд комплексообразователя: Fe⁺³

Координационное число -число связей, образованных комплексообразователем, с лигандами. В данном ионе к.ч. железа равно 6, т.к. 4 связи железо образует с двумя двухвалентными группами C₂O₄ и две связи – с двумя одновалентными группами ОН)

2. Структурная формула комплексного иона:

 

3. Данный ион содержит различные по природе лиганды: оксалат – ион и нидроксид – ион. Т.о. комплексный ион является ацидокомплексом (за счет оксалатов – кислотных остатков щавелевой кислоты) и гидроксокомплексом (за счет гидроксильных групп).

4. Выражение константы нестойкости:

 

[Fe(C₂O₄)₂(OH)₂]^3- ↔ Fe³⁺ + 2 C₂O₄^2- + 2 OH ^-

 

19. Напишите формулу комплексного соединения, имеющего название: хлорид гексаамминхрома (III).

Изобразите графически структурную формулу внутренней сферы.

Классифицируйте соединение по заряду комплексной частицы, по электропроводности, по природе ионов внешней сферы и по природе лигандов.

Рассчитайте координационное число комплексообразователя.

Напишите выражение константы нестойкости.

 

Решение

 

1. Хлорид гексаамминхрома (III) имеет молекулярную формулу:

 

[Cr(NH₃)₆]Cl₃

2. Cтруктурная формула внутренней сферы:

3. П о заряду комплексной частицы хлорид гексаамминхрома является катионным комплексом; по электропроводности –сильным электролитом, по природе ионов внешней сферы-хлоридом, по природе лигандов –аммиакатом

4. Координационное число комплексообразователя равно 6

 

5. Выражение константы нестойкости:

 

[Cr(NH₃)₆]³⁺ ↔ Cr ³⁺ + 6 NH₃

 

 

20. Рассчитайте DG процесса [Fe(CN)₆]^4- ↔ Fe²⁺ + 6CN^-, если К_н в стандартных условиях равна 10^-35.

Изобразите графически структурную формулу комплексной частицы.

Классифицируйте её по природе лигандов.

Напишите выражение константы нестойкости.

Решение

 

1. Изменение свободной энергии Гиббса ΔG и константа равновесия связаны соотношением:

Подставляя данные задачи и учитывая, что стандартные условия соответствуют Т=298 К,получаем:

ΔG=-8,31*298 *ln 10^-35=-2,3*8,31*298*lg10^-35=-2,3*8,31*298*(-35)=199349 дж=199,349 кДж

2. Структурная формула комплексной частицы:

 

3.По природе лиганда данное соединение является ацидокомплексом, т.к. CN^- - кислотный остаток синильной кислоты

4. Выражение константы нестойкости:

 

 

Физико-химия коллоидно-дисперсных систем и растворов ВМС

 

21. Напишите коллоидно-химические формулы мицелл золей полученных по реакциям:

А) AgNO₃ + KI ®

Б) CaCl₂ + H₂C₂O₄ →

В) FeCl₃ + NaOH ®

Г) FeCl₃ + H₂O ®

Приведите строение мицелл.

Примечания:

В вариантах А – В необходимо написать формулы мицелл в избытке каждого из исходных веществ.

 

Решение

 

1. Коллоидно-химические формулы мицелл золей:

А) AgNO₃ + KI ®AgI↓+К NO₃

Состав мицеллы, полученной при избытке AgNO_{3 ,} может быть представлен следующим образом:

[m AgI *nAg⁺*(n-x) NO₃^-]^x+ *х NO₃^-

Строение мицеллы:

Ядро - m AgI *nAg⁺; адсорбционный слой противоионов -(n-x) NO₃^-; диффузный слой противоионов - х NO₃^-.

Состав мицеллы, полученной при избытке KI_, может быть представлен следующим образом:

[m AgI *nI^-*(n-x) К⁺]^x- *х К⁺

Строение мицеллы:

Ядро - m AgI *nI^-; адсорбционный слой противоионов -(n-x) К⁺; диффузный слой противоионов - х К⁺.

Б) CaCl₂ + H₂C₂O₄→Са C₂O₄↓ +2 HCl

Состав мицеллы, полученной при избытке CaCl_{2 ,} может быть представлен следующим образом:

[m Са C₂O₄ *nCa²⁺*2(n-x) Cl^-]^2x+ *2х Cl^-

Строение мицеллы:

Ядро - m Са C₂O₄ *nCa²⁺; адсорбционный слой противоионов 2(n-x) Cl^-; диффузный слой противоионов - 2х Cl^-

 

Состав мицеллы, полученной при избытке H₂C₂O_{4 ,} может быть представлен следующим образом:

[m Са C₂O₄ *n C₂O₄ ^2-*2(n-x) H⁺]^2x- *2х H⁺

Строение мицеллы:

Ядро - m Са C₂O₄ *n C₂O₄ ^2-; адсорбционный слой противоионов 2(n-x) H⁺; диффузный слой противоионов - 2х H⁺

В) FeCl₃ + 3NaOH ®Fe(OH)₃↓ +3NaCl

Состав мицеллы, полученной при избытке FeCl_{3 ,} может быть представлен следующим образом:

[m Fe(OH)₃*nFe³⁺*3(n-x) Cl^-]^3x+ *3х Cl^-

Строение мицеллы:

Ядро - m Fe(OH)₃*nFe³⁺; адсорбционный слой противоионов 3(n-x) Cl^-; диффузный слой противоионов - 3х Cl^-

 

Состав мицеллы, полученной при избытке NaOH _, может быть представлен следующим образом:

[m Fe(OH)₃*nОН^-* (n-x) Na⁺]^x- *х Na⁺

Строение мицеллы:

Ядро - m Fe(OH)₃*n ОН^-; адсорбционный слой противоионов (n-x) Na⁺; диффузный слой противоионов - х Na⁺

Г) FeCl₃ + 2H₂O ® Fe(OH)₂Cl+ 2HCl

Fe(OH)₂Cl ↔ FeOCl+ H₂O

Состав мицеллы, полученной при гидролизе хлорида железа _, может быть представлен следующим образом:

[m Fe(OH)₃] _*nFeO⁺*(n-x)Cl^-}^+x*xCl^-,

Строение мицеллы:

Ядро - m Fe(OH)₃* nFeO⁺; адсорбционный слой противоионов (n-x) Cl^-; диффузный слой противоионов - х Cl^-

 

 

22. Имеются 3 коллоидных раствора: гидроксида железа (III), полученного гидролизом FeCl₃, иодида серебра, полученного в избытке КI, и иодида серебра, полученного в избытке AgNO₃.

Предложите два варианта взаимной коагуляции.

Объясните, используя формулы мицелл.

 

 

Решение

 

 

1.Формулы мицелл:

А)гидроксида железа (III), полученного гидролизом FeCl₃:

[m Fe(OH)_{3 *}nFeO⁺*(n-x)Cl-]^+x*xCl^-,

Положительно заряженный золь

Б)иодида серебра, полученного в избытке КI:

[m AgI *nI^-*(n-x) К⁺]^x- *х К⁺

Отрицательно заряженный золь

 

в)иодида серебра, полученного в избытке AgNO₃:

[m AgI *nAg⁺*(n-x) NO₃^-]^x+ *х NO₃^-

Положительно заряженный золь

2. Взаимная коагуляция наблюдается при сливании растворов противоположно заряженных золей., а именно:

_· Отрицательно заряженного золя иодида серебра, полученного в избытке КI, и положительно заряженного золя иодида серебра, полученного в избытке AgNO_3.;

_· Отрицательно заряженного золя иодида серебра, полученного в избытке КI, и положительно заряженного золя гидроксида железа (III), полученного гидролизом FeCl_3.

 

23. Пороговая концентрация коллоидного раствора гидроксида алюминия равняется 0,63 ммоль/л.

Рассчитайте объем 0,01М раствора дихромата калия, вызывающего коагуляцию золя объёмом 200 мл.

Определите заряд гранулы, учитывая, что коагулирующим действием обладает дихромат-анион.

Предложите соответствующий вариант формулы мицеллы золя Al(OH)₃.

Приведите строение мицеллы.

Решение

1. Рассчитаем объем раствора электролита-коагулятора дихромата калия (V) по формуле:

, где γ- пороговая концентрация коллоидного раствора гидроксида алюминия, равна 0,63 ммоль/л, V золя –объем золя, согласно условию равен 0,2 л, С- концентрация электролита-коагулятора дихромата калия, равна 10 ммоль/л. Подставляя значения в формулу, получаем:

V=0,63 ммоль/л *0,2л/10 ммоль/л=0,0126 л=12,6 мл

2.Поскольку коагулирующим действием обладает дихромат-анион, заряд гранулы (коллоидной частицы) противоположен, т.е. положителен.

3. Соответствующий вариант формулы мицеллы золя Al(OH)₃, стабилизированного AlCl₃:

[m Al(OH)_{3 *}nAl³⁺*3(n-x)Cl^-]^+x*3xCl^-

3. Строение мицеллы:

Ядро - m Al (OH)₃*n Al ³⁺; адсорбционный слой противоионов 3(n-x) Cl^-; диффузный слой противоионов - 3х Cl^-

 

 

24. ИЭТ альбумина плазмы крови равна 4,64.

Определите знак заряда частиц альбумина в 0,001М растворе HCl.

Укажите направление перемещения частиц альбумина при электрофорезе в данных условиях.

Решение

 

1.Определим рН в 0,001 М растворе НCl:

рН=-lgC(HCl)=3

2.Так как рН< ИЭТ, частицы альбумина будут заряжены положительно и при электрофорезе будут двигаться к отрицательному электроду (катоду)