- •Федеральное агентство по образованию
- •Программа дисциплины
- •2.3. Кинетическая сторона химических реакций
- •3. Растворы. Электрохимические процессы
- •3.1. Растворы
- •3.2. Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимия
- •3.3. Коррозия и защита металлов и сплавов от коррозии.
- •5. Химия и охрана окружающей среды
- •Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена
- •В кислой среде и.
- •Гидролиз соли, образованной сильной кислотой и слабым основанием.
- •Жёсткость природных вод и её устранение.
- •Примеры решения типовых задач.
- •Задача. Сколько граммов содержится в воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна ?
- •1.2. Окислительно-восстановительные реакции
- •Примеры решения типовых задач.
- •Задача. Составьте уравнение окислительно-восстановительной реакции между перманганатом калия и сульфитом натрия в среде серной кислоты.
- •Переходим к молекулярной форме уравнения:
- •1.3. Электрохимические процессы
- •Определить абсолютные значения электродных потенциалов невозможно. Их можно только сравнивать.
- •Электролиз
- •Для расчетов используют математическое выражение обобщенного закона Фарадея:
- •Примеры решения типовых задач.
- •Коррозия и защита металлов и сплавов от коррозии
- •Примеры решения типовых задач
- •1.5. Комплексные соединения
- •Примеры решения типовых задач.
- •1.6. Задачи
- •Определите рН 0,001 м раствора кон, считая диссоциацию полной.
- •Подберите по два уравнения в молекулярном виде к каждому из кратких ионных уравнений:
- •При сливании растворов иобразуется осадок гидроксида хрома (III). Объясните причину этого явления и напишите соответствующие уравнения в молекулярном и ионном виде.
- •Водородный показатель (рН) 0,003н раствора гипохлорита калия равен 9,5. Вычислите степень гидролиза этой соли и напишите уравнения реакций гидролиза в молекулярном и ионном виде.
- •Определите степень гидролиза (для первой ступени) и рН в 0,001м растворе и. Напишите уравнения реакций в молекулярном и ионном виде.
- •II. Варианты контрольной работы № 2
- •Продолжение
- •III. Приложение
- •IV. Содержание
Примеры решения типовых задач.
Пример 1. Составление формулы и диссоциация комплексного соединения, вычисление заряда комплексного иона.
Задача 1. Составьте формулу сульфата гексаамминкобальта (II). Напишите уравнение диссоциации этого соединения в водном растворе, определите заряд комплексного иона.
Решение. Координационное число кобальта (II), согласно названию (гексаамминкобальт), равно шести, поэтому он образует комплексный ион [Co(NH3)6]2+. Заряд иона равен +2, так как ион кобальта имеет заряд +2, а молекулы аммиака нейтральны.
Комплексное соединение имеет формулу [Co(NH3)6]SO4 и диссоциирует в водном растворе на комплексный ион и противоион внешней сферы:
[Co(NH3)6]SO4 [Co(NH3)6]2+ + SO42-.
Пример 2. Способы разрушения комплексных соединений.
Задача 1. Предложите способ разрушения комплексного соединения [Co(NH3)6]SO4..
Решение. Комплекс [Co(NH3)6]2+ содержит в качестве лигандов молекулы аммиака, обладающие основными свойствами. Поэтому естественным способом разрушения этих комплексов является связывание молекул аммиака протонными кислотами. Процесс разрушения комплексов можно представить сложным равновесием, являющегося сочетанием простых равновесий (1) и (2):
1 |
(1) | |
6 |
(2) | |
|
(3) |
Умножая уравнение (2) на 6 и суммируя левые и правые части равновесий (1) и (2), приходим к суммарному уравнению реакции (3). Константы равновесий (1), (2) и (3) выражаются через их равновесные концентрации следующими равенствами:
Сопоставляя эти выражения, можно видеть
К= Кнест..Кв6 (4)
Подставляя табулированные значения для Кнест. и Кв в выражение (4), имеем:
К = 7,8 . 10-6 . (1,73 . 109)6 = 2,09 . 1050
Полученное значение константы равновесия К очень велико. Это указывает на то, что суммарное равновесие (3) нацело смещено в правую сторону, т.е. комплекс [Co(NH3)6]2+ полностью разрушен.
Задача 2. Можно ли разрушить комплексное соединение [Ag(NH3)2]NO3 воздействием соли KI?
Решение. Представим процесс разрушения комплекса системой простых равновесий (5) и (6):
(5)
(6)
___________________________________________________________
(7)
Суммирование левых и правых частей этих равновесий приводит к уравнению разрушения комплекса (7). По аналогии с вышеприведенными рассуждениями в примере 1 можно показать, что
К = Кнест. . Кос. (8)
Подставляя в равенство (8) табулированное значение для Кнест.. и Кос. приходим к значению К:
К = 7,94 . 10–8 . 1016 = 7,94 . 108
Высокое значение константыК указывает на практически полное смещение равновесия (7) в правую сторону, т.е. комплекс [Ag(NH3)2]+ разрушен.
Задача 3. Можно ли разрушить комплексное соединение Na[Ag(CN)2] воздействием на него KCl?
Решение. Процесс разрушения комплекса [Ag(CN)2]– можно представить равновесиями (9) и (10):
(9)
(10)
___________________________________________________________
(11)
Суммирование левых и правых частей уравнений (9) и (10) приводит к равновесию разрушения комплекса (11). Можно показать, что
К = Кнест. . Кос.
При подстановке численных значений Кнест. и Кос. в последнее выражение имеем
К = 10–21 . 0,912 . 1010 = 0.912 . 10–11
Низкое значение константы К указывает, что равновесие брутто-реакции (11) практически нацело смещено в левую сторону. Таким образом, комплекс [Ag(CN)2]– невозможно разрушить воздействием анионов Cl–.