Решение типовых задач

I. Расчет концентраций ионов комплексообразователя и лигандов в растворе комплексной соли.

Пример 1. Вычислите концентрацию ионов комплексообразователя и лиганда в 0,10 М растворе [Cu(NH₃)₄]SO₄. К_н[Cu(NH₃)₄]²⁺=9,3·10^-13

Решение:

Соль диссоциирует: [Cu(NH₃)₄]SO₄ → [Cu(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2–;

концентрация [Cu(NH₃)₄]²⁺ = 0,10 моль/л.

Комплексный ион диссоциирует: [Cu(NH₃)₄]²⁺ ↔ Cu²⁺+ 4NH₃

 

К_н [Cu(NH₃)₄]²⁺ =

Обозначим концентрацию ионов комплексообразователя [Cu²⁺] через х, концентрация аммиака [NH₃] равна 4х; равновесная концентрация комплексного иона [Cu(NH₃)₄]²⁺ = (0,1 – х), поскольку х моль меньше 0,1, то в разности величиной х можно пренебречь. Подставим полученные значения равновесных концентраций в выражение для К_н

 

 К_н = 9,3 · 10^-13 =  моль/л — это концентрация [Cu²⁺], концентрация аммиака равна 4х = 3,28 · 10^-3 моль/л.

Ответ: [Cu²⁺] = 8,20 · 10^-4 моль/л; [NH₃] = 3,28 · 10^-3 моль/л.

 

Пример 2. В каком растворе концентрация ионов Cd²⁺ больше и во сколько раз: в 0,10М растворе K₂[Cd(CN)₄] или в 0,1М растворе [Cd(NH₃)₄]SO₄?

Решение:

Соли диссоциируют: K₂[Cd(CN)₄] = 2К⁺ + [Cd(CN)₄]^2–,

[Cd(NH₃)₄]SO₄ = [Cd(NH₃)₄]²⁺ + SO₄^2–.

Концентрации комплексных ионов:

[Cd(CN)₄]^2– = 0,10 моль/л, [Cd(NH₃)₄]²⁺ = 0,10 моль/л.

Диссоциации комплексных ионов и константы нестойкости:

1. [Cd(CN)₄]^2– ↔ Cd²⁺ + 4 CN^–     К_н =      К_н = 7,8 · 10^–18.

 

2. [Cd(NН₃)₄]²⁺ ↔ Cd²⁺ + 4 NН₃     К_н=       К_н = 2,8 · 10^–7.

Концентрацию ионов кадмия обозначим через х₁ в первом случае и через х₂ во втором, тогда концентрация [CN^–] = 4x₁,  [NН₃] = 4x₂.

Рассчитаем [Cd²⁺], используя выражение К_н;

 

[Cd²⁺]₁ =                 x₁ =   

 х₁ = 7,87 · 10^–5 моль/л;

 

[Cd²⁺]₂ =                x₂ =            

 х₂ = 1,01 · 10^–2 моль/л.

 

Сравним значения х₁ и х₂:  =  = 129

В растворе [Cd(NН₃)₄]SO₄ концентрация ионов кадмия в 129 раз больше, чем в растворе соли К₂[Cd(СN)₄].