Комплексообразуваие реакции - studopediya

Увеличаването на разтворимостта на слабо разтворими съединения често свързани с образуването на комплекси. В много случаи, депозирани йони са в състояние да взаимодействат с различни лиганди, в резултат на което те се отразяват на равновесие между утайка и разтворът. Така, винена киселина и други хидрокси киселини йони взаимодействат с утаяване на желязо като хидроксид. Разтворимостта на оловен сулфат в присъствието на Pb (NO3) 2 се повишава чрез образуване на комплексни катиони [Pb2 SO4] 2+. . [Pb3 (SO4) 2] 2+ и т.н. В утаяването на сребърни йони с излишък от солна киселина или натриев хлорид сребърен хлорид утайка преминава в разтвор под формата на сложни аниони [AgCl2] - или [AgC13] 2-.

Прехвърляне на състоянието на равновесие между утайка и разтворът към шлама разтваряне на утайката зависи от разтворимостта на продукта, стабилност на комплекса лиганд концентрация, киселинността на разтвора и други условия.

Използването на различни лиганди могат да се свързват йони, които пречат на анализ, чрез утаяване или други методи. По същество този процес съответства на разделяне без филтруване, промиване и така нататък. Е. Това изисква много време.

Изчисленията на разтворимостта на валежите по време на образуването на комплекси, свързани с някои трудности. Това се дължи на факта, че много сложни съединения, все още не са инсталирани на постоянна нестабилност или стабилността. В допълнение, комплексни йони, подобно на полиосновна киселини се образуват и дисоциират в стъпки. Състояние на равновесие между отделните групи на сложни форми зависи от концентрацията на лиганда и киселинността на разтвора.

Пример 3.10 Изчисли разтворимост на сребърен хлорид в 1 М разтвор на NH3, при условие, че след достигане на равновесната концентрация на излишния амоняк [NH3] е 0,1mol / л.

Решение: Разтворимостта на сребърен хлорид в разтвор на амоняк е свързано с образуването на амоняк комплекс:

Това съединение е силен електролит и дисоциира в йони [Ag (NH3) 2] + и С1 -. Така, комплексът е катион [Ag (NH3) 2] +. който е много слабо неотделими. Следователно разтворимост в този случай поради взаимодействието на сребърни йони с амоняк, съгласно уравнението:

Константата на стабилност на комплекса е от вида:

Сребърен хлорид разтворимост продукт на:

PPAgCI = [Ag +] [С1 -] = 1 # 8729; 10 -10.

Уравнението на реакцията между сребърен хлорид и амонякът може да се запише, както следва:

Равновесната константа за тази реакция

Ако този израз е да се размножават и се разделят на концентрацията на сребърни йони [Ag +], и заместване на съответната стойност,

K = 1.7 # 8729; 10 юли # 8729; 10 -10 = 1,7 # 8729; 10 -3

Състояние на равновесие на отмествания реакционните надясно е по-голяма, толкова по-голяма разтворимост на утайката и по-малката константата на дисоциация на комплекса, т.е.. Е. По-голямата си стабилност.

AgCl утаяване когато разтваря в разтвор на NH3 количества от С1 - йони и [Ag (NH3) 2] +, за да бъде равна, т.е. [С1 -] = [Ag (NH3) 2] +.

Тогава можем да запишем:

Следователно AgCl разтворимост във вода равно на 10 5М, и 1 М амоняк разтвор се увеличава до 3,7 # 8729; 10 3 М, т.е. утаява почти напълно в разтвор.

3.5. фракционна утаяване

Често добавен на реагента образува слабо разтворимо съединение с не един, а два или повече йони в разтвора. Използване на принципите на разтворимост на продукта, е възможно да се разбере как отлагането на йони в такива случаи.

Да приемем, че са едновременно присъства в разтвора на катиони Са2 + и Ba 2+. концентрация равна на 10 -1 мол / л. При постепенно прибавяне на тази смес на (NH4) 2 С2 O4 възможно разтвор на амониев оксалат за двете реакции:

Първият се утаява на връзката, за които ще бъде постигнато по-рано (и превишена) стойността на продукта за разтворимост.

Въз основа на стойностите на PR, може да се изчисли какво концентрация С2 O4 2- йон изисква да започне утаяване на калциев оксалат и бариев:

От тези изчисления показват, че за утаяване на калциев оксалат изисква много по-ниска концентрация на йон оксалат (2,6 # 8729; 10 -8 мол / л) от бариев оксалат (1.6 # 8729; 10 -6 мол / л) ,

Следователно, смес първо се утаява калциев оксалат, чиято разтворимост продукт се постигне по-рано.

По този начин, отлагането на йони от смес от тях се извършва в същата последователност, в която се получава продуктът на разтворимост умерено разтворими електролити образувани чрез действието на реагент, т.е. първи утаява съединение с по-ниска разтворимост продукт. Такова последователно отлагане наречен фракционирано (или фракционна).

утаяване последователност зависи не само от големината на PR, но също така и на концентрациите на съответните йони в разтвор. Например, увеличаване на концентрацията на йони Ba 2+ до 100 пъти и повече по отношение на концентрацията на Са2 + йони. възможно да се предизвика обратната последователност на отлагане на калциев оксалат и барий, т. е. на първата утайка BaC2 O4.

Фракционен утаяване се използват често в качествен химичен анализ, утаяване хроматография и други подобни. D.

3.6. Превръщането на някои слабо разтворим

в други съединения

В аналитичната химия, често трябва да се справят с реакциите, в които един слабо разтворим съединение се превръща в друго, много по-малко разтворим в тези условия. Например, SrSO4 утайка (OL = 3.2 х 10 ~ 7) могат да бъдат лесно превърнати в SrCO3 (PR = 1,1 # 8729; 10 -10) чрез действието на излишък CO3 разтвор Na2 да се утаи SrSO4.

Това е от голямо практическо значение, така да се SrSO4 не се разтваря в киселини и SrCO3 - .. Разтворим. Следователно, за да я превърне в разтвор SrSO4, тя първо се превръща в карбонат, и след това се разтваря в киселини.

Ако сравним разтворимост продукт BaSO 4 (PR = 1.1 х 10 -10) и ВаСО3 (PR = 5.1 х 10 -9), тя може да изглежда, че прехвърлянето сулфат бариев карбонат невъзможно. Въпреки това, той не е така. ВаСО3 Образува се утайка, когато разтворимост това продуктът ще бъде превишена, т. Е ..

трябва да се осигури Превръщането на BaSO 4 в ВаСО3 :. т. е.

По този начин, се наблюдава превръщане BaSO 4 в ВаСО3, е необходимо да се [CO3 2-] в разтвора превишава [SO4 2-] повече от 50 пъти.

На практика, пълен превод се извършва утайка потенцира действие прясна порция от разтвора на Na2 CO3 да се утаи, като по този начин сливане на течност от утайката.

Процеси на конверсия на някои други разтворими съединения могат да се използват успешно за отделяне на йони, особено в тяхната относителна засича.