Cr nh3 3 h2o 3 cl3 уравнение диссоциации

Составьте уравнения диссоциации на ионы комплексных солей: Cr(NH3)5Сl3; Cr(NH3)4(H2O)Cl3; Co(NH3)5(NO2)3; KСo(NH3)2(NO2)4, заключив

Ваш ответ

решение вопроса

Похожие вопросы

• Все категории
• экономические 43,297
• гуманитарные 33,622
• юридические 17,900
• школьный раздел 607,223
• разное 16,830

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.

Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.

Электролитическая диссоциация

Материалы портала onx.distant.ru

Примеры решения задач

Задачи для самостоятельного решения

Степень диссоциации

Вещества, которые в растворах или расплавах полностью или частично распадаются на ионы, называются электролитами.

Степень диссоциации α — это отношение числа молекул, распавшихся на ионы N′ к общему числу растворенных молекул N:

α = N′/N

Степень диссоциации выражают в процентах или в долях единицы. Если α =0, то диссоциация отсутствует и вещество не является электролитом. В случае если α =1, то электролит полностью распадается на ионы.

Классификация электролитов

Согласно современным представлениям теории растворов все электролиты делятся на два класса: ассоциированные (слабые) и неассоциированные (сильные) . Неассоциированные электролиты в разбавленных растворах практически полностью диссоциированы на ионы. Для этого класса электролитов a близко к единице (к 100 %). Неассоциированными электролитами являются, например, HCl, NaOH, K₂SO₄ в разбавленных водных растворах.

Ассоциированные электролиты подразделяются на три типа:

• • 1. Слабые электролиты существуют в растворах как в виде ионов, так и в виде недиссоциированных молекул. Примерами ассоциированных электролитов этой группы являются, в частности, Н₂S, Н₂SO₃, СН₃СOОН в водных растворах.
    2. Ионные ассоциаты образуются в растворах путем ассоциации простых ионов за счет электростатического взаимодействия. Ионные ассоциаты возникают в концентрированных растворах хорошо растворимых электролитов. В результате в растворе находятся как простые ионы, так и ионные ассоциаты. Например, в концентрированном водном растворе КCl образуются простые ионы К + , Cl — , а также возможно образование ионных пар (К + Cl — ), ионных тройников (K₂Cl + , KCl₂ — ) и ионных квадруполей (K₂Cl₂, KCl₃ 2- , K₃Cl 2+ ).
    3. Комплексные соединения (как ионные, так и молекулярные), внутренняя сфера которых ступенчато диссоциирует на ионные и (или) молекулярные частицы.
       Примеры комплексных ионов: [Cu(NH₃)₄] 2+ _, [Fe(CN)₆] 3+ _, [Cr(H₂O)₃Cl₂] + .

При таком подходе один и тот же электролит может относиться к различным типам в зависимости от концентрации раствора, вида растворителя и температуры. Подтверждением этому являются данные, приведенные в таблице.

Таблица. Характеристика растворов KI в различных растворителях

Приближенно, для качественных рассуждений можно пользоваться устаревшим делением электролитов на сильные и слабые. Выделение группы электролитов “средней силы” не имеет смысла. Эти электролиты являются ассоциированными. К слабым электролитам обычно относят электролиты, степень диссоцииации которых мала α

Таким образом, к сильным электролитам относятся разбавленные водные растворы почти всех хорошо растворимых в воде солей, многие разбавленные водные растворы минеральных кислот (НСl, HBr, НNО₃, НСlO₄ и др.), разбавленные водные растворы гидроксидов щелочных металлов. К слабым электролитам принадлежат все органические кислоты в водных растворах, некоторые водные растворы неорганических кислот, например, H₂S, HCN, H₂CO₃, HNO₂, HСlO и др. К слабым электролитам относится и вода.

Диссоциация электролитов

Уравнение реакции диссоциации сильного электролита можно представить следующим образом. Между правой и левой частями уравнения реакции диссоциации сильного электролита ставится стрелка или знак равенства:

HCl → H + + Cl —

Допускается также ставить знак обратимости, однако в этом случае указывается направление, в котором смещается равновесие диссоциации, или указывается, что α≈1. Например:

NaOH → Na + + OH —

Диссоциация кислых и основных солей в разбавленных водных растворах протекает следующим образом:

NaHSO₃ → Na + + HSO₃ —

Анион кислой соли будет диссоциировать в незначительной степени, поскольку является ассоциированным электролитом:

HSO₃ — → H + + SO₃ 2-

Аналогичным образом происходит диссоциация основных солей:

Mg(OH)Cl → MgOH + + Cl —

Катион основной соли подвергается дальнейшей диссоциации как слабый электролит:

MgOH + → Mg 2+ + OH —

Двойные соли в разбавленных водных растворах рассматриваются как неассоциированные электролиты:

Комплексные соединения в разбавленных водных растворах практически полностью диссоциируют на внешнюю и внутреннюю сферы:

В свою очередь, комплексный ион в незначительной степени подвергается дальнейшей диссоциации:

[Fe(CN)₆] 3- → Fe 3+ + 6CN —

Константа диссоциации

При растворении слабого электролита К А в растворе установится равновесие:

КА ↔ К + + А —

которое количественно описывается величиной константы равновесия К_д, называемой константой диссоциации :

Kд = [К + ] · [А — ] /[КА] (2)

Константа диссоциации характеризует способность электролита диссоциировать на ионы. Чем больше константа диссоциации, тем больше ионов в растворе слабого электролита. Например, в растворе азотистой кислоты HNO₂ ионов Н + больше, чем в растворе синильной кислоты HCN, поскольку К(HNO₂) = 4,6·10 — 4 , а К(HCN) = 4,9·10 — 10 .

Для слабых I-I электролитов (HCN, HNO₂, CH₃COOH) величина константы диссоциации К_д связана со степенью диссоциации α и концентрацией электролита c уравнением Оствальда:

К_д = (α 2· с)/(1-α) (3)

Для практических расчетов при условии, что α

К_д = α 2· с (4)

Поскольку процесс диссоциации слабого электролита обратим, то к нему применим принцип Ле Шателье. В частности, добавление CH₃COONa к водному раствору CH₃COOH вызовет подавление собственной диссоциации уксусной кислоты и уменьшение концентрации протонов. Таким образом, добавление в раствор ассоциированного электролита веществ, содержащих одноименные ионы, уменьшает его степень диссоциации.

Следует отметить, что константа диссоциации слабого электролита связана с изменением энергии Гиббса в процессе диссоциации этого электролита соотношением:

ΔG_T 0 = — RTlnK_д (5)

Уравнение (5) используется для расчета констант диссоциации слабых электролитов по термодинамическим данным.

Примеры решения задач

Задача 1. Определите концентрацию ионов калия и фосфат-ионов в 0,025 М растворе K₃PO₄.

Решение. K₃PO₄ – сильный электролит и в водном растворе диссоциирует полностью:

Следовательно, концентрации ионов К + и РО₄ 3- равны соответственно 0,075М и 0,025М.

Задача 2. Определите степень диссоциации α_д и концентрацию ионов ОН — (моль/л) в 0,03 М растворе NH₃·H₂О при 298 К, если при указанной температуре К_д(NH₃·H₂О) = 1,76× 10 — 5 .

Решение. Уравнение диссоциации электролита:

Концентрации ионов: [NH₄ + ] = α С ; [OH — ] = α С , где С – исходная концентрация NH 3 ·H 2 О моль/л. Следовательно:

K_д = αС · αС /(1 — αС)

К_д ≈ α 2 С

Константа диссоциации зависит от температуры и от природы растворителя, но не зависит от концентрации растворов NH 3 ·H 2 О . Закон разбавления Оствальда выражает зависимость α слабого электролита от концентрации.

α = √( К_д / С) = √(1,76× 10 — 5 / 0,03 ) = 0,024 или 2,4 %

[OH — ] = αС, откуда [OH — ] = 2,4·10 — 2 ·0,03 = 7,2·10 -4 моль/л.

Задача 3. Определите константу диссоциации уксусной кислоты, если степень диссоциации CH₃CОOH в 0,002 М растворе равна 9,4 %.

Решение. Уравнение диссоциации кислоты:

CH₃CОOH → СН₃СОО — + Н + .

α = [Н + ] / С_исх(CH₃CОOH)

откуда [Н + ] = 9,4·10 — 2 ·0,002 = 1,88·10 -4 М.

Kд = [Н + ] 2 / С_исх(CH₃CОOH)

Константу диссоциации можно также найти по формуле: К_д ≈ α 2 С .

Задача 4. Константа диссоциации HNO₂ при 298К равна 4,6× 10 — 4 . Найдите концентрацию азотистой кислоты, при которой степень диссоциации HNO₂ равна 5 %.

Решение.

К_д = α 2 С , откуда получаем С исх (HNO 2 ) = 4,6·10 — 4 /(5·10 — 2 ) 2 = 0,184 М.

Задача 5. На основе справочных данных рассчитайте константу диссоциации муравьиной кислоты при 298 К.

Решение. Уравнение диссоциации муравьиной кислоты

В “Кратком справочнике физико–химических величин” под редакцией А.А. Равделя и А.М. Пономаревой приведены значения энергий Гиббса образований ионов в растворе, а также гипотетически недиссоциированных молекул. Значения энергий Гиббса для муравьиной кислоты и ионов Н + и СООН — в водном растворе приведены ниже:

Изменение энергии Гиббса процесса диссоциации равно:

ΔG_T 0 = — 351,5- (- 373,0) = 21,5 кДж/моль.

Для расчета константы диссоциации используем уравнение (5). Из этого уравнения получаем:

lnK_д = — Δ G_T 0 /RT= — 21500/(8,31 298) = — 8,68

Откуда находим: K_д = 1,7× 10 — 4 .

Задачи для самостоятельного решения

1. К сильным электролитам в разбавленных водных растворах относятся:

1. СН₃СOOH
2. Na₃PO₄
3. NaCN
4. NH₃
5. C₂H₅OH
6. HNO₂
7. HNO₃

13.2. К слабым электролитам в водных растворах относятся:

3. Определите концентрацию ионов NH₄ + в 0,03 М растворе (NH₄)₂Fe(SO₄)₂;

4. Определите концентрацию ионов водорода в 6 мас.% растворе H₂SO₄, плотность которого составляет 1,038 г/мл. Принять степень диссоциации кислоты по первой и второй ступеням равной 100 %.

5. Определите концентрацию гидроксид-ионов в 0,15 М растворе Ba(OH)₂.

6. Степень диссоциации муравьиной кислоты в 0,1 М растворе равна 4 %. Рассчитайте Концентрацию ионов водорода в этом растворе и константу диссоциации НСООН.

7. Степень диссоциации муравьиной кислоты в водном растворе увеличится при:

а) уменьшении концентрации HCOOH;

б) увеличении концентрации HCOOH;

в) добавлении в раствор муравьиной кислоты HCOONa;

г) добавлении в раствор муравьиной кислоты НCl.

8. Константа диссоциации хлорноватистой кислоты равна 5× 10 — 8 . Определите концентрацию HClO, при которой степень диссоциации HClO равна 0,5 %, и концентрацию ионов Н + в этом растворе.

0,002М; 1× 10 — 5 М.

9. Вычислите объем воды, который необходимо добавить к 50 мл 0,02 М раствора NH 3·H 2О, чтобы степень диссоциации NH 3·H 2О увеличилась в 10 раз, если К_д(NH₄OH) = 1,76·10 — 5 .

10. Определите степень диссоциации азотистой кислоты в 0,25 М растворе при 298 К, если при указанной температуре К_д(HNO₂) = 4,6× 10 — 4 .

Особенности строения, свойства и номенклатура комплексных соединений

Задача 182.
Для приведенных формул комплексных соединений: [Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂, [Ni(NH₃)₆]₂[Fe(CN)₆].
а) укажите внутреннюю и внешнюю координационные сферы, комплексообразователь и лиганды;
б) определите заряд комплекса, степень окисления и координационное число комплексообразователя;
в) классифицируйте соединения;
г) приведите названия;
д) напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации и выражения констант
равновесия.
Решение:
1. [Pt(NH₃)₄Br₂]Cl₂
а) внутрення сфера — [Pt(NH₃)₄Br₂] 2+ , внешня координационная сфера — 2Сl — ;
б) заряд комплекса (2+), степень окисления Pt (+4) и координационное число комплексообразователя (6);
в) катионная комплексная соль;
г) дибромотетраамминплатина(IV)хлорид или хлорид дибромоететраамминплатины (IV);
д) уравнение первичной диссоциации:

выражение константы равновесия:

а) внутрення сфера — [Fe(CN)₆] 4- , внутренняя (внешня) координационная сфера — 2[Ni(NH₃)₆] 2+ ;
б) заряд комплексного аниона (4-), степень окисления Fe (+2) и координационное число комплексообразователя (6); заряд комплексного катиона (2+), степень окисления Ni (+2) и координационное число комплексообразователя (6);
в) двойной (ион-катионный) комплекс;
г) гексацианоферрат(II) 2 гексаамминникеля(II) или гексаамминникеля(II) гексацианоферрат(II)
д) уравнение первичной диссоциации:

Задача 183.
Надо назвать соединения, определить заряд комплекса и комплексообразователя в следующих соединениях. Написать выражение для константы нестойкости и реакцию диссоциации координационного соединения. Определить тип гибридизации и структурную форму комплекса.
(1.[Co(H₂O)₆]Cl₃; 2.[Pt(H₂O)(NH₃)Cl₂]; 3.Ca[PtCl₆]; 4.[Pt(H₂O)(NH₃)I₂].)
Решение:
1. [Co(H₂O)₆]Cl₃
Название — хлорид гексааква хрома (III), заряд комплекса — (3+), заряд комплексообразователя Со — (3+).
Выражение константы нестойкости:

Со 3+ имеет d 2 sp 3 -гибридизацию.

[Cr(Н₂О)₆] 3+ имеет октаэдрическую конфигурацию.

2.[Pt(H2O)(NH3)Cl2] и 4.[Pt(H2O)(NH3)I2]

всё тоже только в названии вместо дихлоро. нужно дииодо.
дихлороамминакваплатина(II), заряд комплекса — (0), заряд комплексообразователя Pt — (2+).

Pt 2+ — dsp 2 -гибридизация. Плоскоквадратная структура комилекса.

3.Ca[PtCl₆]
гексахлороплатинат(IV) кальция, заряд комплекса — (2-), заряд комплексообразователя Pt — (4+).
Выражение константы нестойкости:

Kн = [Pt 4+ ][Cl — ]₆/[[PtCl₆] 2- ].

[PtCl6]2- = Pt4+ + 6Cl-.

Pt 4+ имеет d 2 sp 3 -гибридизацию.
[PtCl₆] 2- имеет октаэдрическую конфигурацию.

Комплексные ионы

Задача 184.
Как объяснить зеленую окраску раствора комплексного иона [Cu(H2O)2Cl4]2- и фиолетовую окраску раствора комплексного иона [Cu(еn)2]2+?
Решение:
При наличии на d-подуровне в ионе Cu 2+ 9 электронов суммарный спин в слабом и сильном поле получается одинаковым. Следовательно, на верхнем энергетическом подуровне имеется вакансия. Переход электронов с t₂g на eg подуровень при поглощении кванта света и определяет окраску соединений меди (II). Различная окраска комплексных соединений комплексного иона Cu 2+ зависит от характера лигандов. Аквакомплексы меди (П) имеют в водном растворе голубую окраску, введение во внутреннюю сферу комплекса хлорид-ионов приводит к образованию смешанно-лигандного комплекса, что и вызывает изменение окраски раствора на зеленую. Объяснить это можно тем, что слабые лиганды Cl — и H₂O. При этом октаэдрический, парамагнитный, внешнеорбитальный (высокопассивный) комплексный ион [Cu(H₂O)₂Cl₄] 2- поглощает длину волн видимого спектра в диапозоне 510-550 нм.
Парамагнитный внутриорбитальный ион [Cu(еn)₂] 2+ , образован лигандом сильного поля (еn), имеет линейную геометрическую структуру, гибридизация sp 2 . Ион [Cu(H₂O)₂Cl₄] 2- имеет более высокий параметр поглощения энергии, чем ион [Cu(еn)₂] 2+ и будет поглощать электромагнитные волны в диапазоне 390 — 440 нм, что и будет обусловливать фиолетовую окраску раствора.

Задача 185.
Даны растворы комплексных ионов с одинаковой молярной концентрацией: [Ni(NH₃)₄] 2+ (С₁) и [Ni(CN)₄] 2- (С₂). В каком из двух растворов концентрация никеля будет больше? Напишите уравнения вторичной диссоциаци этих комплексных ионов.
Решение:
Известно, что чем устойчивее комплексный ион, тем меньшее численное значение имеет константа нестойкости данного комплексного иона и наоборот – чем большее численное значение имеет константа нестойкости комплексного иона, тем мене он устойчив. Так как константа нестойкости комплексного иона [Ni(NH₃)₄] 2+ больше чем у иона [Ni(CN)₄] 2- (9,1•10 -8 > 1,0•10 -31 , то концентрация комплексообразователя (Ni) в растворе [Ni(NH₃)₄] 2+ больше чем в растворе [Ni(CN)₄] 2- .
[Ni 2+ ](C₁) = 9,1 • 10 -8 моль/л); [Ni 2+ ](C₂) = 1,0 • 10 -31 моль/л).
Следовательно, [Ni 2+ ](C₁) > [Ni 2+ ](C₂).
Вторичная диссоциация комплексных ионов:

Задача 186.
Даны растворы комплексов с одинаковой молярной концентрацией: K2[Cd(CN)4](С1) и Cd[Co(CN)4](С2). Определите концентрации комплексообразователй и лигандов в этих растворах? Составьте схемы полной диссоциации этих комплексов.
Решение:
1. Схемы полной диссоциации комплексов:

K2[Cd(CN)₄] = 2K + + Cd 2+ + 4CN — ;
Cd[Co(CN)₄] = Co 2+ + Cd 2+ + 4CN — .

2. Определение концентраций комплексообразователей и лигандоов
Так как молярные концентрации комплексных соединений одинаковы, то концентрационными величинами можно пренебречь, тогда

[Cd 2+] (C₁) = 1,4•10 -17 моль/л), [CN — ](C₁) = 4 • 1,4•10 -17 моль/л;
[Cd 2+ ](C₂) = 7,8•10 -6 моль/л), [CN — ](C₂) = 4 • 7,8•10 -6 моль/л.