Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

met_khimija-12

.pdf
Скачиваний:
114
Добавлен:
12.02.2015
Размер:
843.73 Кб
Скачать
pKa3 = 12.44.

7. 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: рН2S) = 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 HCO3составляет 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) NH2CH2COOи +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 Соснованиякислоты 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+, Iили 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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]