Яглов В.Н. (ред.) Задачи предлабораторного контроля по химии
Подождите немного. Документ загружается.
[Р1(МНз)4С1
2
]С1
2
- хлорид
дихлоротетраамминплатины
(IV)
[Р^МН^ЬСиЗ-
тетрахлородиамминплатина.
I
УРОВЕНЬ С
1. Определить концентрацию свободных ионов металлов
А§
+
и
Си
2+
в
IМ
растворах
[А§(1ЧН,)
2
]е1
и
[СЛ^Нз^ЗСЬ.
Константы устойчивости комплексных ионов соответственно
равны
1-Ю
7
и
1,3'Ю
7
.
Дано:
1 М растворы
2+1
.
9
РЕШЕНИЕ:
Первичная диссоциация комплексных
солей протекает по типу диссоциации
сильных электролитов:
[А§(МНя)
2
]С1
=
[А
ё
(ЫН,)
2
]
+
+
СГ
(1)
[01(МН,)4]С12
=
[Сс1(НН,)4]
2+
+
2СГ
(2)
Концентрация комплексных ионов
[А§(ЫН^)
2
]
+
и
[Сс1(ЫИ0
4
]
2
'
1
"
равна 1 моль/л,
так как из одной молекулы комплексной соли образуется один
комплексный ион.
Константа устойчивости (образования) комплексного иона
[А§(ЫН^)
2
]
+
характеризует следующий процесс:
А§
+
+
2№^
<=>
[А§(1Ч!Н,)
2
;Г
(3)
Э„
=
принимаем равной х моль/л,
тогда согласно уравнения (3)
[МН-)]
=
2х моль/л, а
[А§(№Ь)
2
;Г
=
(1-х)
моль/л.
х-
Ввиду малости х, принимаем
1-х~1
з
'
1
=0,135-1
0-
3
моль/л
=
[А§
+
]
111
Рассуждая аналогично для иона
[Сс^МН^]
2
*
получаем
С(1
2+
_
Рп
~
[СИ
2+
]принимаем
равной х моль/л,
тогда согласно уравнению (4)
=
4х моль/л, а
2
*
=
(1-х)
моль/л,
(4)
Ввиду молости х, принимаем 1
-х~1
256хЧЗ-Ю
7
=1
х
=
5 - о,0786 моль/л =
[Сс1
2+
]
256-1.3-10
7
Ответ:
[А§
+
]
=
0,135-1
оЛгапь/л,
[С4
2+
]
=
0,0786
моль/л.
2. Выпадает ли осадок
N15,
если к 1М раствору
[1Ч1(1УН
3
)
6
]СЬ
прилить равный объем
0,005М
раствора
К
2
8.
К
=1
9-Ю"
9
77гэ
-'
'
п9
Дано:
С^
5
=0,005моль/л
^!1',!°-=<.9
Выпадает ли осадок
,
гч-9
№5
РЕШЕНИЕ:
Осадок №5 образуется, если
С^-С^_>ПР
№5
Концентрация иона
К]
2+
определяем
по концентрации раствора
[№(Ш
3
)
6
]С1
2
.
Комплексная соль
Г№('КН
3
)б]С1
2
диссоциирует по уравнению: Ь
[№(№Г,)
6
]С1
2
=
[М(КН,)
6
]
2+
+ 2С1
"
(первичная диссоциация) (1)
Из уравнения
(1)
определяем концентрацию комплексного иона: '
ОЩМН,М
2
Ч
=
^
<щуС4
-а-п
=
1моль/л.
где а =
1;
п = 1
Комплексный ион в свою очередь диссоциирует равновесно
112
[№(МНл)
6
]
2+
<=>
№
2+
+
6ЫН
3
(вторичная диссоциация) (2)
Согласно уравнения (2)
[ЫН
3
]
=
6[№
6+
]
Константа нестойкости комплексного иона из уравнения (2) равна:
к
н
=
.
7
+
или
[№
2+
]-[6№
2+
]
6
6
6
-[№
2+
]
7
1Л
„
-
2+
=
1,9-10*
(табл.
П9[1])
""з-^
^
и^н^пД] ]
откуда
[№
+2
]=
7
'
'
'-,-'-
=
0,012
моль/л
= С
+2
б
6
№
Из уравнения диссоциации
К2§
=
2К
+
+
5
2
~
с
5
2-
=
С
к
2
5
-
а
'
п
=
0,005-1-1
=
5-10
я
моль/л
где
а-=
1;
п =
1.
При сливании равных объемов растворов солей
К^З
и
[№(ЫНч)б]С12
концентрация всех ионов уменьшается в 2 раза и
составляет:
С
м+2
= 1/2
0,012
= 0,006 моль/л.
С
52
_
= 1/2
5-10
'
= 0,0025 моль/л
Произведение С
м+2
• С
х2
„
=
0,006-0,0025
=
1,5-10'
5
т.к.
1,5-10
^
>
1-Ю
9
(табл. величина ПР) то осадок №8 выпадает.
3. К раствору, содержащему 0,2335г комплексной соли
СоСЬ
•
41ЧНз
добавили
в
достаточном
количестве
раствор
А^О
3
.
Масса
осажденного
А§С1
составила
0,1435г.
Определить координационную формулу соли и написать
ее диссоциации в водном растворе.
РЕШЕНИЕ:
Для написания
координационных формул
-
I),
1435г
необходимо знать состав
Дано:
Координационная
формула комплексной
соли - ?
внутренней и внешней сферы
этой
соли.
113
Лиганды
(С1
),
находящиеся во внутренней сфере
комплексного соединения, связаны с
комплексообразователем
Со
+3
прочными
ковалентными
связями, и поэтому обнаружить их
наличие с помощью качественной реакции на С1
(А&СЦ)
невозможно. Напротив, ионы
С1
,
входящие во внешнюю сферу,
можно осадить из раствора комплексной соли в виде
А§С1|.
Таким образом, в состав осадка
(А&С1)
входят
С1
,
находящиеся только во внешней сфере комплексной соли.
Обозначим число ионов С1 во внешней сфере комплексной
соли - п.
Тогда число ионов С1 во внутренней сфере комплексной
соли - (3- п).
При добавлении к раствору комплексной соли раствора
!
протекает реакция:
С1
п
П)
]С1
П
+
пА§Ш,
=
пА
ё
СЦ
+
[Со(1ЧЩ
4
СЬ
п)
](Ш,)п
Поскольку в молекуле
А§С1
на 1 ион
А§
+
приходится I ион С1 , то
из 1 -ой молекулы комплексной соли образуется п молекул
А§С1.
233,5т
-
п!43,5г
0,2335г -
0,1435г
_
233,5
-0,1
435
"~
0,2335-143,5
~
Следовательно во внешней сфере
находится
один ион
С1
,
а
остальные 2 иона
С1
включены во внутреннюю сферу
комплексной соля. Формула комплексной соли
Первичная диссоциация соли:
[Со(кщ
4
суа
=
[Со(№Ъ)
4
сы
+
+ а
Вторичная диссоциация:
С1
2
]
+
<=> Со
+3
+ 2С1 +
4NН
°
Ответ:
[Со(1ЧН
3
)
4
СЫС].
114
14. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ
УРОВЕНЬ А
1. Какие из указанных соединений обуславливают
постоянную жесткость воды:
Ре(НСО
3
)
2
,
СаС1
2
,
М§8О
4
,
Са(НС0
3
)
2
,
Ре(1ЧОз)2,
М§(НСО
3
)
2
.
Ответ Постоянная (некарбонатная) жесткость воды
обусловлена присутствием в воде
СаС1
2
,
М§ЗО
4
,
Ре(МО
3
)
2
2. Какие из указанных соединений обуславливают
временную жесткость воды:
М§С1
2
,
Са(НСОз)2,
Ре^Оз)2,
М§(НС0
3
)
2
,
Ге80
4
,
Са(NОз)2.
Ответ: Временная (карбонатная) жесткость воды обусловлена
присутствием в воде
Са(НСОз)
2
,
М§(НСО
3
)
2
.
3. Какие из указанных уравнений реакций протекают при
устранении временной жесткости воды:
а)
М§С1
2
+
№
2
СО
3
+
Н
2
О
=
Мё(ОН)
2
|+
2NаС1
+
СО
2
|
б)
ЗСа8О
4
+
2NазРО4
=
Са
3
(РО
4
)
2
1
+
ЗNа
2
8О4
в)
Ге(НС0
3
)
2
+
2Са(ОН)
2
=
Ре(ОН)
2
|
+
2СаСО
3
|
+
2Н
2
О
4Ре(ОН)
2
|
+
2Н
2
О
+
0
2
=
4Ре(ОН)
3
|
Ответ: Для устранения временной жесткости в воду добавляют
гашеную известь
Са(ОН)
2
:
Ре(НСО,)
2
+2Са(ОН)
2
= =
Ре(ОН)
2
|
+
2СаСО4
+
2Н
2
О
4Ре(ОН)
2
|
+
2Н
2
О
+
О
2
=
4Ре(ОН)
3
|
4. Какие из указанных уравнений реакций протекают при
устранении постоянной жесткости воды:
а)
М§(НСО
3
)
2
+
2Са(ОН)
2
=
М§(ОН)
2
|+
2СаСО
3
|
+
2Н
2
О
б)
Са8О
4
+
№
2
СО
3
=
СаСО
3
|
+
N82804
в)
Са(НСО
3
)
2
=
СаСО
3
|
+
СО
2
|
+
Н
2
О
Ответ: Для устранения постоянной жесткости в воду добавляют
соду
(Ма
2
СО,):
б)
Са5О
4
+
На
2
СО
3
=
СаСО
3
|
+
Ыа
2
5О
4
115
УРОВЕНЬ В
1. Вычислить жесткость воды, если в 140 л воды
содержится 16,2 г ионов кальция и 2,92 г ионов
магния.
Дано
т
й
„
^Н
2
0
"V
=16,2
г
=
140л
г
=
2,92
г
Ж-?
Са
Ж=
М
(мг/ммоль)
РЕШЕНИЕ:
;+
-1000
V
™»*
-ЮОО
Мя
н
,
0
)
=
Са
+
= =20 г/моль
2 2
24
М
эк
(М§
+
)
=
=
=12
г/моль (мг/ммоль).
_
16,2-1000
2,92-1000
Ж= + =7,53 ммоль/л.
20-140
12-140
Ответ:
Ж=
7,53 ммоль/л.
2. Определить массу сульфата кальция в 200 л
воды, если жесткость, обусловленная этой
солью, 9 ммоль/л.
РЕШЕНИЕ:
п
эк
(Са
2+
)=п
эк
(Са50
4
)
т
2+
т
са<;о
4
М
эк
(Са
2+
)
=
М
ж
(Са50
4
)
т
С
а5о
4
-ЮОО
М
эк
(Са50
4
)-У
н
,
0
Дано:
Ж
=
9
т
Са50
ММОЛЬ/Л
9
4
поэтому Ж
=
116
Ж-М
эк
(Са50
4
)-У
н
,
0
откуда
т
са504
=
М
эк
(Са8О
4
)=
Са
4
=
- 68 г/моль (мг/ммоль)
^ ^
9-68-200
т
г
,
ЧГ1
=
=122,4
г
4
1000
Ответ:
т
а5
=122,4г
3. Рассчитать обменную емкость катионита КУ-2, если
через адсорбционную колонку, содержащую 100 г
катионита, пропустили 25 л воды общей жесткости
13,6 ммоль/л. Написать уравнение протекающей
реакции.
РЕШЕНИЕ:
' Обменная емкость катионита (е)
н
з°
~
л
- максимальное количество
Ж
0
бщ
=
13,6
ммоль/л
т
кат
=100
г
ионов (ммоль), поглощаемое 1 г
или 1
см
1
катионита обменным
путем (ммоль/г или ммоль/ см ).
*
+
Са
2+
(М§
2+
,
Ре
2+
)
=
2Ма
+
+
КСа(М§
2+
,
Ре
2+
)
Ж„
к
.
-V,
_
Н
2
0
о —
13,6-25
е
=
=3,4
ммоль/г
100
Ответ:
е
= 3,4 ммоль/г
УРОВЕНЬ С
1. На титрование 100
см
3
воды, содержащей
гидрокарбонат магния, ушло 12
см'
0,15 н раствора
117
2
0
Д/
2
|
2+
)
.
у
/
//
. 0
по закону эквиваленто
• С
Ж
(НС1);
•ж-
у
(НС1)-1000_
12-0,15-
=
1000
но
шо
=
Жесткость можно так же определить из уравнения
О
,
-1000
ПТК'V
ЯЯ
откуда
(мг/ммоль);
),
24 + 122
в
,
=73
г/моль
18-73
40
=
~
Ответ: Ж = 18 ммоль/л,
/я
%(//со,,
2
=52,56
г.
и
118
2. При кипячении 2 л воды (при
рН>10,3),
содержащей
только гидрокарбонат магния, образовался осадок
массой 28 мг. Написать уравнение протекающей
реакции. Определить жесткость воды и массу соли в
0,5 м
3
этой воды.
Дано:
т
осадка
^
28
мг
=
0,028г.
V'
н
г
о
=0,5м
3
_9
Ж-?
РЕШЕНИЕ:
При кипячении воды,
содержащей гидрокарбонаты
кальция, магния или железа,
осадок выпадает в результате
следующих реакций:
Са(НССЦ)
2
=
СаССЫ
+
Н
2
О
+
СО
2
|
2
=
М§(ОН)
2
|
+
2СО
2
|
(при
Р
Н>10,3)
Ре(НС0
3
)
2
=
Ре(ОН)
2
1
+
2СО
2
т
м2+
-1000
Ж
=
8
.
, так как
М
эк
(М§
2+
)-У
н
,
0
т
=
п,
к
(М§
2+
)
=
п
эк
[М
ё
(НСОз)
2
]
=
п
эк
[М
Е
(ОН)
2
]
=
М
эк
[М
8
(ОН)
2
]
„.
откуда Ж =
т
м
6(
он)
2
-
1000
— -
М
эк
[М
ё
(ОН)
2
]-У
Нг0
М
ЭК
[М§(ОН)
2
] =
24
+
4
= 29 г/моль (мг/ммоль)
лт
„
0,028-1000
Ж = =0,48 ммоль/л.
29-2
119
Ж
Формуле:
(мг/м
моль)
].
2
=73
г/моль
1000
,)
г
=
17,52г.
ж
120