Примеры расчета к совмещенного равновесия однотипных равновесий.

Пример 1.

Рассмотрим вывод константы совмещенного равновесия на примере взаимодействия соли щелочного металла и слабой кислоты (NaCN) с другой слабой кислотой (CH₃COOH).

Решение.

1. Составляем схему частных равновесий данного процесса.

В этой реакции два совмещенных протолитических равновесий: образование слабой кислоты HCN и диссоциация слабой кислоты CH₃COOH.

CN ^- + H ⁺ HCN, ,

CH₃COOH H⁺ + CH₃COO^-, ,

H⁺ - объект конкуренции

1. Составляем общее уравнение реакции

CN ^- + CH₃COOH HCN + CH₃COO ^-

3. Записываем К_равн. общего процесса

4 Поскольку К_{совм.равн}.=2,8^.10⁴, то равновесие смещено вправо. т.е. в сторону образования слабой синильной кислоты.

Пример 2

Комплексонометрическое определение Mg²⁺ проводят, используя в качестве индикатора эриохром черный Т (H₃Ind). Докажите, что данное определение возможно.

Решение.

Определение Mg²⁺ основано на разрушении одного комплексного соединения и образовании другого. Следовательно, имеет место совмещение однотипных лигандообменных равновесий:

1. Составляем систему частных равновесий

[MgInd]^- + 2H⁺ Mg²⁺ + H₂Ind^- , Кн = 1^.10^-7

красный синий

Mg²⁺ + H₂Υ^2- [MgΥ]^{2 - -} + 2H⁺ , Кн = 2 ^.10^-9

Н⁺ и Mg²⁺ - объекты конкуренции

2. Составляем общее уравнение процесса

[MgInd]^- + H₂Υ^{2 -} H₂Ind^- + [MgΥ]^{2 -}

3. Записываем К_{совм. равн.} общего процесса.

К_{совм. равн.}

4. Поскольку К_равн.= 50, то разрушение первого и образование более прочного комплекса Mg²⁺ с трилоном Б возможно.

0. Определение применимости реакции для анализа.

На основании общей константы равновесия реакции можно установить применимость ее для целей анализа. Чем больше константа равновесия, тем больше, следовательно, образуется продуктов реакции и меньше остается исходных веществ. Обычно для практических целей достаточно, чтобы определяемое вещество, прореагировало на 99,99% и его остаток, не вступивший в реакцию, не должен превышать 0,01% (1^.10^-4 от исходного вещества). Особенно это важно в количественном анализе. Какова же должна быть величина К равновесия, чтобы выполнялось указанное условие? Если принять концентрации остатка определяемого вещества и реагента, не вступившего в реакцию, равными 0,01%, а состав образующегося соединения 1:1, то для реакции А + В АВ

Следовательно, для целей количественных химических определений подходят только такие реакции, константа равновесия которых больше 1^.10⁸.

Аналогичными рассуждениями можно вывести критерии применимости химических реакций для других целей анализа – обнаружения, разделения, определения, маскирования веществ. Определение этих критериев на основании анализа равновесных констант является одной из важнейших задач теоретической аналитической химии.

Пример.

Возможно ли количественное определение уксусной кислоты в титриметрическом анализе при ее титровании раствором NaOH?