met_khimija-12
.pdf7. Определите тип электролита и напишите протолитические равновесия в водных растворах хлоруксусной кислоты, этиламина и нитрита натрия. Предложите формулы для расчета pH в каждом из этих растворов.
8.В каком из растворов с равными молярными концентрациями NH3
(pKb = 4.6) или C6H5NH2 (pKb = 9.4) значение pH выше? Какое из этих двух соединений представляет собой более сильное основание?
9.Как изменится pKa и pH в растворе NaH2PO4, если к нему добавить не-
большое количество Na2HPO4?
10. Рассчитайтезначение pH 0.02 M растворамуравьинойкислоты, если ее
pKa = 3.75. (Ответ: 2.72) 11. Рассчитайте значение pH 0.02 M раствора анилина (C6H5NH2), если
pKBH+ = 4.6. |
(Ответ: 8.45) |
12 Рассчитайте значение pH 0.1 M раствора K2C2O4. Для H2C2O4 (щавеле- |
|
вая кислота) pKa1 = 1.19, pKa2 = 4.30. |
(Ответ: 8.65) |
10. Рассчитайте значение pH 0.01 M растворов гидрофосфата натрия и дигидрофосфата натрия, если для фосфорной кислоты pKa1 = 2.12, pKa2 = 7.20,
(Ответ: 9.82; 4.66)
Факультативно
1.Рассчитайте pH раствора, в 1 л которого содержится 0.05 моль H2SO4 и
0.02моль K2SO4, двумя способами: а) исходя из молярной концентрации ионов
водорода; б) исходя из активности ионов водорода. (Ответ: pH = 1 и 1.15) 2.РассчитайтеpH раствора, в1 л которого содержится 0.05 моль Ba(OH)2 и
0.02
и моль BaCl2 двумя способами: а) исходя из молярнойконцентрацииионов водорода; б) исходя из активности ионов водорода. (Ответ: pH = 13 и 12.85)
Образецбилетаконтроля«Равновесиевводныхрастворахэлектролитов»
1.Укажите сопряженные основания для частиц:
1)НСООН; 2) Н3РО4; 3) Н2РО4– ; 4) NH4+; 5) SO32– .
2.Укажите приблизительное значение рН (>7, =7, <7) в водных растворах следующих электролитов:
|
1) NaCl; |
2) K2CO3; |
3) CH3COOH; 4) NiSO4; 5) NH4Cl. |
|
3. Соотнеситезначения рН с растворами, в которых находятся нижеприве- |
||
денные вещества с равными молярными концентрациями. |
|||
|
|
|
Варианты ответа: |
|
|
|
|
1) NaOH |
|
а) 3,4 |
|
2) |
HCl |
|
б) 1,7 |
3) CH3COOH |
|
в) 12,3 |
|
4) |
H2SO4 |
|
г) 2,0 |
5) |
Sr(OH)2 |
|
д) 12,0 |
4. Определите тип электролита и напишите уравнения протолитических равновесий в водных растворах Н2S и СH3NH2. Зассчитайте рН 0.125М растворов этих электролитов. (Ответ: рН(Н2S) = 3.94; рН(СH3NH2) = 11.86)
5. Определите тип электролита и напишите уравнения протолитических равновесий в водном растворе NaHS. Рассчитайте рН 0,015Ь раствора этого
электролита. |
(Ответ: рН = 9.94) |
|
30 |
Лабораторнаяработа. Идентификацияраствороввеществпо их кислотности
Задание. Определить, раствор, какого вещества находится в каждой из трех выданных колб.
Выполнение работы.
1.Получите у преподавателя вариант задания (см. таблицу ниже) и набор пронумерованных колб. Зная свойства каждого вещества и его концентрацию (0.1 M), рассчитайте pH каждого раствора.
2.При помощи растворов индикаторов или индикаторной бумаги определите значение pH растворов в каждой колбе.
3.Полученные расчетные и экспериментальные данные запишите, проанализируйте и сделайте соответствующие выводы.
|
Варианты заданий |
|
||
|
|
|
|
|
№ варианта |
|
Наборы веществ |
|
|
1 |
HCl |
NaCl |
|
K2CO3 |
2 |
Na2CO3 |
KBr |
|
CH3COOH |
3 |
NaNO3 |
H2SO4 |
|
NaOH |
4 |
Na2SO4 |
Na2CO3 |
|
H2SO4 |
5 |
NH3×H2O |
HCl |
|
KNO3 |
6 |
NaNO3 |
K2CO3 |
|
CH3COOH |
7 |
NaCl |
NaOH |
|
CH3COOH |
8 |
Na2SO4 |
HCl |
|
Na2CO3 |
9 |
H2SO4 |
NH3×H2O |
|
NaCl |
10 |
Na2CO3 |
NH4Cl |
|
KBr |
11 |
K2CO3 |
NaNO3 |
|
CH3COOH |
12 |
NaCl |
NaOH |
|
CH3COOH |
Характеристики некоторых кислотно-основных индикаторов
Индикаторы |
Окраска раствора с индикатором при pH |
|||
|
|
|
|
|
|
бесцветная |
область перехода |
малиново- |
|
Фенолфталеин |
красная |
|||
< 8.3 |
8.3–10.0 |
|||
|
> 10.0 |
|||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Метиловый красный |
красная |
область перехода |
желтая |
|
(метилрот) |
< 4.2 |
4.2–6.3 |
> 6.3 |
|
|
|
|
|
|
Метиловый оранже- |
красная |
область перехода |
оранжево-желтая |
|
вый |
< 3.1 |
3.1–4.4 |
> 4.4 |
|
|
|
|
|
31
Тема 7. Буферные системы
Содержание темы. Состав, механизм буферного действия, расчет pH буферных растворов (уравнение Гендерсона– Гассельбаха). Буферная емкость и факторы ее определяющие. Главные буферные системы в организме человека. (ББХ, 299–307, или ПОХ, с. 594–603).
Разделы, выносимые на самостоятельную проработку: |
кислотно- |
основное |
|
состояние в организме (КОС) и основные показатели КОС (щелочной резерв крови, дефицит и избыток оснований, буферные основания) (ББХ, с. 316–321
или ПОХ, с. 603–612).
Письменное домашнее задание по теме 7
1) Выпишите определения следующих терминов: буферные системы буферное действие, интервал буферного действия, буферная емкость, амфолит, диполярныйион, анионная и катионная формы аминокислот, изоэлектрическая точка.
2) Выпишите формулы для расчета рН ацетатного, гидрокарбонатного, гидрофосфатного, аммиачного и аминокислотного буферных растворов; расчета буферной емкости.
3)Оформите лабораторный журнал по лабораторной работе, СБ с. 36.
4)Выполните задания по ББХ 9.18–9.20, 9.22 и 9.25, с. 323.
Ситуационные задачи (САРС), выполняемые на занятии
1. Ацетатный буферный раствор получен при смешивании 40 мл 0.1 M
раствора CH3COOH и 20 мл 0.1 M CH3COONa.
а) Приведите уравнения реакций, иллюстрирующих схему буферного действия.
б) Рассчитайте значение pH исходного раствора, если для уксусной кис-
лоты Ka = 1.75×10–5 , pKa = 4.76.
в) Рассчитайте значение pH после добавления к этому раствору: 1) 2 мл
0.5 M раствора HCl; 2) 10 мл 0.3 M раствора NaOH.
г) Укажите интервал буферного действия этой системы.
(Ответ: pHисх. = 4.46; а) pH = 4.06; б) pH = 5.46) 2. Рассчитайте объемы 0.1 M растворов CH3COOH и CH3COONa, необхо-
димых для приготовления 100 мл буферного раствора с pH = 5.36.
(Ответ: 20 и 80 мл) 3. Рассчитайте pH аммиачного буфера, образующегося при добавлении
10 мл 0.1 M раствора HCl к 40 мл 0.1 M раствора NH3 (pKBH+ = 9.25).
(Ответ: 9.73) 4. Покажите, какие буферные системы и в какой области pH образуются по мере добавления раствораNaOH к растворуH3PO4, если для фосфорной кисло-
ты pKa1 = 2.12, pKa2 = 7.20, pKa3 = 12.44.
5. Рассчитайте, как изменится значение pH 1 л фосфатного буферного раствора, содержащего 0.1 моль NaH2PO4 и 0.2 моль Na2HPO4 после добавления 0.15 моль HCl (pKa H3PO4 см. задание 4). Чему равна буферная емкость исходного раствора по отношению к кислоте?
(Ответ: pH1 = 7.50; pH2 = 6.50; Bк = 0.15 моль/л)
32
6. Гидрокарбонатныйбуфер, состоящий из NaHCO3 и растворенного CO2, является важной буферной системойкрови. РассчитайтеpH, если концентрация HCO3– составляет 24 мМ, парциальное давление CO2 — 40 мм рт. ст., растворимость CO2 — 0.03 мМ/мм рт. ст., для угольной кислоты в данных условиях pKa1 = 6.1. Как изменится pH, если парциальное давление CO2 уменьшится на
5 мм рт. ст.? (Ответ: pH1 = 7.4; pH2 = 7.46) 7. Определите состав и соотношение компонентов фосфатной буферной
системы в условияхорганизма: pH = 7.4, pKa2 = 7.2. Рассчитайте, какое количество щелочи может поглотить 1 л такого раствора при изменении pH до 7.5, если его буферная емкость по щелочи составляет 0.5 ммоль/л.
(Ответ: c(Na2HPO4) : c(NaH2PO4) = 1.58 : 1; nщелочи = 5×10–5 моль)
Уравнение Гендерсона– Гассельбаха: pH = pKa + lg |
|
|
|
[основание] |
|
|
|
||||||||||||
[сопряженная кислота] |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Буферная система |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основание |
Сопряженная |
|
|
|
Расчет pH |
|
|
|
||||||||||
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1. Ацетатная буферная система |
pH = pKa |
+ lg |
[CH |
3COONa] |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
[CH3COOH] |
|
|
|
|
||||||||||||
|
СН3COONa |
СН3COOH |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2. |
Гидрокарбонатная буферная система |
pH = pKa1 |
+ lg [NaHCO3] * |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
NaHCO3 |
CO2×H2O |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s × |
p(CO2) |
|
|
|
|||||
|
3. Карбонатная буферная система |
pH = pKa2 |
+ lg |
[Na2CO3] |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Na2CO3 |
NaHCO3 |
[NaHCO3] |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Гидрофосфатная буферная система |
pH = pKa2 |
+ lg |
[Na2HPO4] |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
Na2HPO4 |
NaH2PO4 |
[NaH2PO4] |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
5. Аммиачная буферная система |
pH = pKBH+ + lg |
|
[NH3] |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
NH3 |
NH4Cl |
[NH4Cl] |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Глицин-кислота |
pH = pKa1 |
+ lg |
[+ NH 3CH2COO - ] |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
+NH3CH2COO– |
+NH3CH2COOH |
|
|||||||||||||||||
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ NH3CH2COOH] |
|
|||||||||
диполярная форма |
катионная форма |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
7. Глицин-основание |
|
|
|
|
|
|
[NH2CH2COO - ] |
|
||||||||||
|
|
|
pH = pKa2 |
|
|
|
|
||||||||||||
NH2CH2COO– |
+NH3CH2COO– |
+ lg |
+ |
|
|
|
- |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
[ |
|
NH3CH2COO |
] |
|
|
||||||
анионная форма |
диполярная форма |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
*s — растворимость CO2 (ммоль/мм рт. ст.), p(CO2) — парциальное давление CO2 (мм рт. ст.). Вместо произведения s · р(СО2) можно использовать [CO2].
8.Определите, какого типа буферная система образуется при добавлении к 20 мл
0.1 M раствора глицина (NH2CH2COOH +NH3CH2COO– ) 12 мл 0.1 M рас-
твора NaOH. Рассчитайте значение pH этого |
раствора, если |
pKa1 = 2.34, pKa2 = 9.60. |
(Ответ: 9.78) |
9.Рассчитайте буферную емкость плазмы крови по кислоте, если для изменения pH от 7.36 до 7.0 к 100 мл крови было добавлено 36 мл 0.05 M раствора HCl.
(Ответ: 0.05 моль/л)
33
Показатели кислотно-основного состояния (КОС) в крови
Показа- |
Название |
Значение в |
Изменения при патологии |
||
тель КОС |
|
норме |
|
|
|
|
|
7.4 ± 0.05 |
|
6.8–7.8 |
|
pH |
Водородный показатель |
|
< 7.35 – |
ацидоз |
|
|
|
|
|
> 7.45 – |
алкалоз |
|
Показатель CO2 или пар- |
|
|
10–130 мм рт. ст. |
|
|
циальное давление CO2 |
40 ± 5 мм рт. ст. |
> 45 мм рт. ст. (pH < 7.35) |
||
pCO2 |
над кровью. Дыхательный |
– |
дыхательный ацидоз |
||
|
компонент КОС (респира- |
(5.3 ± 0.7 кПа) |
< 35 мм рт. ст. (pH > 7.45) |
||
|
торный) |
|
– |
дыхательный алкалоз |
|
|
|
|
Значение [HCO3– ] указы- |
||
|
Показатель свободного |
|
вает на характер наруше- |
||
[HCO3– ] |
гидрокарбоната крови или |
|
ния КОС. Дыхательный |
||
концентрации ионов |
24 ммоль/л |
– |
незначительные изме- |
||
|
HCO3– |
|
нения. Метаболический |
||
|
(щелочной резерв крови) |
|
|
– |
|
|
|
|
|
большие изменения |
|
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ КОС (НЕРЕСПИРАТОРНЫЕ) |
|||||
|
Сумма буферных основа- |
|
|
BB > 42 |
|
BB |
ний – определяется в ос- |
|
– |
метаболический алка- |
|
новном ионами HCO3– |
42 ммоль/л |
|
лоз; |
||
(buffer |
(24 ммоль/л) и анионами |
|
BB < 42 |
||
base) |
|
|
|||
белка (Pt– ) (18 ммоль/л). |
|
– |
метаболический аци- |
||
|
BB = [HCO3– ] + [Pt– ] = 42 |
|
|
доз |
|
|
Избыток оснований – ко- |
|
|
+30 ÷ –30 |
ммоль/л; |
|
личество оснований, кото- |
|
|
BE > 0 (pH > 7.4) |
|
BE |
рое необходимо удалить, |
0 ± 2.3 ммоль/л |
– |
метаболический алка- |
|
(base ex- |
чтобы довести pH крови |
|
лоз; |
||
cess) |
до нормального при |
|
|
BE < 0 (pH < 7.4) |
|
|
pCO2 = 40 мм рт. ст.; |
|
– |
метаболический аци- |
|
|
BB = 42 + BE |
|
|
доз |
|
|
Недостаток оснований – |
|
|
BD > 0 (pH < 7.4) |
|
|
|
– |
метаболический аци- |
||
BD |
величина, обратная по |
|
|||
0 ± 2.3 ммоль/л |
|
доз; |
|||
(base def- |
смыслу BE |
|
|||
|
BD < 0 (pH > 7.4) |
||||
icit) |
(см. выше); |
|
|
||
|
– |
метаболический алка- |
|||
|
BB = 42 – BD |
|
|||
|
|
|
лоз |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Пример вопроса по этому материалу. Укажите, какие показатели КОС характеризуют следующие состоянияорганизма(состояние нормы, ацидоз или алкалоз): 1) BE < 0; 2) p(CO2) = 40 мм рт. ст.; 3) BE = 0; 4) pH плазмы крови = 7.38;
5) |
BB < 42 |
ммоль/л; |
6) [HCO3– ] = 30 ммоль/л; |
7) p(CO2) = 33 мм рт. ст.; |
8) |
BB = 42 |
ммоль/л; 9) [HCO3– ] = 24 ммоль/л; 10) pH плазмы крови = 7.20. |
34
Образец билета тестового контроля «Буферные системы»
1. Укажите, какая из приведенных смесей электролитов проявляет буферные свойства:
Варианты ответа: 1) NaHCO3 и NaCl; 2) NaHCO3 и Na2CO3; 3) NaCl и NaH2PO4;
4) NH2CH2COO– и +NH3CH2COOH; 5) KCl и K2HPO4.
2. Из приведенных значений выберите интервал буферного действия карбонатной буферной системы (для угольной кислоты рКа1 = 6,36, рКа2 = 10,33).
Варианты ответа: 1) 9,33–11,33; 2) 8,25–10,25; 3) 6,20–8,20; 4) 5, 36–7,36;
5)3,76–5,76.
3.КакиесвойствапроявляетNa2HPO4 вгидрофосфатной буферной системе?
Варианты ответа: 1) кислотные; 2) основные; 3) окислительные; 4) восстановительные; 5) ни кислотные, ни основные.
4. Из каких компонентов состоит аминокислотный буфер при рН > pI?
Варианты ответа: 1) катионная форма и диполярный ион 2) анионнная форма и диполярный ион; 3) катионная и анионная формы.
5. При каком соотношении концентраций компонентов буферной системы Соснования/Скислоты буферная емкость будет максимальной?
Варианты ответа: 1) Соснования > Скислоты; 2) Соснования < Скислоты; 3) Соснования = Скислоты.
Пример билета контрольной работы «Буферные системы»
В расчетах используйте табличные значения рК.
1. Гидрофосфатный буферный раствор получен смешиванием 60 мл 0,2М раствораNa2HPO4 и 30 мл 0.2М раствора NaH2PO4. Рассчитайте рН полученного буферного раствора. Каково будет значение рН после добавления к этому раствору 10 мл 0.2М NaOH? Напишите уравнение реакции, отражающей механизм буферного действия этой системы при добавлении щелочи.
(Ответ: pH1 = 7.50; pH2 = 7.74) 2. Рассчитайте рН аминокислотного буферного раствора, в 1 л которого
содержится0.08 моль катионнойформы и0.04 моль диполярной формы аланина. (Ответ: рН = 2.04)
3. Рассчитайте буферную емкость (в ммоль/л) по кислоте гидрокарбонатного буферного раствора, если при добавлении к 200 мл этого раствора 48 мл 0.01М раствора кислоты его рН изменилось на 0.2. Напишите уравнение реакции, отражающей механизм буферного действия этой системы при добавлении
кислоты. |
(Ответ: ВК = 12 ммоль/л) |
Лабораторная работа |
|
Колориметрическое определение буферной емкости растворов
Задание. Определить буферную емкость по кислоте ацетатного буфера визуальным методом.
Выполнение работы.
1. Для определениябуфернойемкости по кислоте налить в колбу емкостью
50 мл по 5 мл 0.1 M растворовCH3COOH иCH3COONa (исследуемый раствор).
35
2.В другой колбе приготовить контрольный раствор: смесь 1 мл 0.1 M
CH3COONa и 9 мл 0.1 M CH3COOH. В обе колбы внести по 3 капли индикатора метилоранж (метиловый оранжевый).
3.Рассчитать pH исследуемого и контрольного растворов.
4.Исследуемый раствор оттитровать 0.2 M солянойкислотойдо получения одинаковойокраскис контрольнымраствором. Окраскусравнивать на фоне белого экрана.
5.Рассчитать рН оттитрованного раствора, исходя из объема израсходованной кислоты, сравнить с рН контрольного и объяснить полученное расхож-
дение.
6. Рассчитать буферную емкость по формуле |
BК |
= |
VКcК |
|
|
, |
где Vк — |
||
Vб. р. |
|
рН |
|
|
|||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
объем HCl, пошедший на титрование исследуемого раствора, л; cк – молярная концентрация раствораHCl; Vб.р. — объембуферного раствора, ∆рН— разность рН исследуемого раствора до и после титрования.
Тема 8. Комплексные соединения и равновесия в их растворах
Содержание темы. Комплексныесоединения, их строение и основные характеристики. Равновесия в растворахкомплексных соединений. Устойчивость комплексных ионов, константа устойчивости. Биологическая роль внутрикомплексных соединений. (ББХ, 328–348 или ПОХ, с. 649–656).
Разделы, выносимые на самостоятельную проработку: типы химиче-
ской связи в комплексных соединениях, гибридизация центрального атома, пространственная конфигурация и типы изомерии комплексных молекул и ионов. (ББХ с. 328–342, 348–355 или ПОХ с. 309–326).
Пример вопроса по этому материалу. Определите, какой из этих ком-
плексных ионов [Ag(NH3)2]+ и [Al(H2O)2(OH)4]– может существовать в виде изомеров. Предскажитегибридизациюцентрального атома и пространственную конфигурацию этих ионов.
Письменное домашнее задание по теме 8:
1) Выпишите определения следующих терминов: комплексноесоединение, центральный атом– комплексообразователь, координационное число, внутренняя и внешняя сфера комплекса, лиганды, координирующие атомы в лигандах, дентатность лиганда, хелатные лиганды, константы устойчивости и нестойкости комплексного соединения.
2)Выпишите формулы для расчета концентрации иона-комплексо- образователя.
3)Выполните задания по ББХ 10.5, 10.6 и 10.10, с. 355.
4)Подготовьтесь к выполнению лабораторной работы на с. 39 СБ; напишите в лабораторном журнале уравнения соответствующих реакций.
36
Строение комплексных соединений
|
|
|
Внешняя сфера |
|
|
|
|
|
Центральный атом |
|
|
|
H |
+ |
NH3 |
|
2+ |
|
|
|
|
||
Cl– |
3– |
|
|
|
|
H N H |
|
+2 |
2– |
||
|
H |
|
H3N Cu |
NH3 |
SO4 |
|
|
Внутренняя сфера |
|
|
|
|
|
|
NH3 |
|
|
|
|
|
Лиганды |
|
|
|
Хлорид аммония |
Сульфат тетраамминмеди(II) |
Ситуационные задачи (САРС), выполняемые на занятии
1. В комплексах 8-гидроксихинолина и аспарагиновой кислоты укажите ион-комплексообразователь, его степень окисления и координационное число. Каков заряд комплексной частицы? Укажите лиганды, их заряд и дентатность, координирующие атомы в лигандах.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
O |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2C |
|
|
|
|
|
|
|
O O |
|
|
CH2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Na |
|
|
|
|
|
|
|
Fe3+ |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
Mg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
N |
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH2 |
|
NH2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
O |
O |
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
O |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Строение некоторых органических лигандов |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Название исходного соединения |
Формула лиганда |
Дентатность |
Заряд |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Этиленгликоль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– O–CH 2–CH 2–O – |
|
2 |
|
–2 |
||||||||||||||||||||||||||
2-аминоэтанол (коламин) |
|
|
|
|
|
:NH –CH |
2 |
–CH |
2 |
–O – |
|
2 |
|
–1 |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Этилендиамин (en) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
:NH2–CH 2–CH 2–NH 2: |
|
2 |
|
0 |
|
|||||||||||||||||||||||||
α-аминокислоты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
COO− |
|
2 |
|
–1 |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
:NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
щавелевая кислота (H C |
O |
) |
|
|
|
|
|
– OOC–COO – |
|
2 |
|
–2 |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Молочная кислота (Lac) |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
CH |
|
COO− |
|
2 |
|
–2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O− |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
8-гидроксихинолин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
–1 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.. |
|
|
|
|
O− |
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Напишите структурную формулу комплексного иона меди с этилендиа- мином, если координационное число Cu2+ равно 4. Какова дентатность этого лиганда?
3.Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации комплекса [Ag(NH3)2]NO3. Рассчитайте концентрацию иона-комплексообразователя в его 0.352 M растворе, если Kуст([Ag(NH3)2]+ = 1.12×107. Как изменится его концен-
37
трация, если к 1 л этого раствора добавить 0.1 моль аммиака?
(Ответ: c1 = 2×10–3 M; c2 = 3.14×10–6 M) 4.Рассчитайте массу меди (II), находящейся в виде ионов в 1.5 л раствора
диглицината меди(II) (координационное число меди 4) с концентрацией 0.035 моль/л при избытке глицина, равном 0.05 моль/л, в щелочной среде, если
Kуст.([Cu(Gly)2]) = 3.5×1015. (Ответ: 3.84×10–13 г)
Факультативно
5. В каком направлении сместится равновесие реакции, если смешать реагенты в указанных концентрациях (Kуст комплексного иона = 2.1×1013):
[Cu(NH3)4]2+ |
Cu2+ + 4 NH3 |
|
0.1 моль/л |
1×10–7 моль/л 2 моль/л |
(Ответ: Пс = 6.25×10–4 , влево) |
Ответ подтвердите расчетом ПС. |
Типы гибридизации, основные геометрические формы молекул или ионов
Координаци- |
Гибри- |
Геометри- |
Пример |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Структура |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
онное число |
дизация |
еская форма |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
sp |
линейная |
[Ag(NH3)2]+ |
|
H3N–Ag–NH 3 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тригональ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
I |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
sp2 |
[HgI3]– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hg |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
ная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
4 |
sp3 |
тетраэдр |
[Zn(Cl) ]2– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zn |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
dsp2 |
плоский |
[PtCl ]2– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
Pt |
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
квадрат |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
dsp3, d3sp |
тригональ- |
[SiF5]– |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
|
F |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
5 |
ная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Si |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
бипирамида |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
квадратная |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
d2sp2, d4s |
[CuCl5]3– |
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
пирамида |
|
|
|
|
|
|
|
|
Cu |
Cl |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
6 |
d2sp3 |
октаэдр |
[Ni(NH3)6]2+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH3 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni |
NH |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NH3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38
Лабораторная работа. Комплексные соединения
Задание 1. Получить и исследовать тетраиодовисмутат калия.
1. В пробирку к 1–2 каплям 0.5 M раствора нитрата висмута Bi(NO3)3 прибавьте по каплям 0.5 M раствор KI до выпадения бурого осадка иодида висмута. Продолжайте прибавление раствора KI до полного растворения выпавшего осадка.
2.Каков цвет полученного раствора? Может ли эта окраска объясняться присутствием ионов K+, I– или Bi3+? Какой из этих ионов может быть комплексообразователем?
3.Напишите формулу полученного комплексного соединения, если его состав отвечает формуле KI×BiI3.
4.Напишите уравнения реакций: (а) образования иодида висмута; (б) взаимодействия иодида висмута с избытком иодида калия, (в) уравнения первичной и вторичнойдиссоциацииполученного комплексного соединения тетраиодовисмутата калия, а также (г) выражение Куст. для этого комплекса.
Задание 2. Провести реакцию гексацианоферрата (II) калия с сульфатом меди (реакция обмена).
1.В пробирку к 4–5 каплям 0.5 M раствора сульфата меди добавьте такой
же объем0.5 M растворакомплекснойсоли K4[Fe(CN)6]. Отметьте цвет образовавшегося осадка гексацианоферрата(II) меди(II).
2.Напишите молекулярное и ионное уравнение реакции.
3.Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации комплекса
гексацианоферрат(II) калия и выражение Куст..
Тема 9. Гетерогенные равновесиявсистеме осадок– насыщенный раствор
Содержание темы. Растворимость и константа (произведение) растворимости. Условия образования осадка при сливании растворов. Растворимость малорастворимых электролитов в воде и растворах, содержащих другие электролиты. Осаждение и растворениекак процессы смещения гетерогенного рав-
новесия. (ББХ, 253–258, или ПОХ, с. 624–638).
Письменное домашнее задание по теме 9
1)Выпишитеопределенияследующих терминов: растворимость, константа произведения растворимости.
2)Выпишите формулы для расчета растворимости малорастворимого бинарного электролита по КПР в чистойводеи в растворе, содержащем одноимен-
ный ион для бинарного электролита.
4) Выполнить задания по ББХ 8.15–8.17, с. 268.
Условия выпадения и растворения осадка малорастворимого электролита
Пс > KПР |
осадок выпадает |
осадок не растворяется |
Пс = KПР |
осадок не выпадает |
осадок не растворяется |
Пс < KПР |
осадок не выпадает |
осадок растворяется |
Ситуационные задачи (САРС), выполняемые на занятии
1. Какова растворимость(моль/л) оксалата кальция (KПР = 2.0×10–9 ) в воде и растворимость этой соли в 0.01 M растворе CaCl2? (Ответ: 4,47×10–5 и 2,0×10–7 )
39