第八章 配位化合物(5)

2018-12-20 10:37

要不至生成AgBr沉淀,则有:

??KK+

c(Ag) c(Br)

+

-

?Kc(NH3)={ c[ Ag(NH3)2]/[fc(Ag+)]}1/2=9.22 mol·L-1

+

则氨的初始浓度c(NH3)=9.22+0.05×2=9.32 mol·L-1

8-10 分别计算Zn(OH)2溶于氨水生成Zn(NH3)4和Zn(OH)4时的平衡常数。若溶液中NH3和NH4的浓度均为0.1mol·L-1,则Zn(OH)2溶于该溶液中主要生成哪一种配离子? 解:Zn(OH)2 + 4NH3 ? Zn(NH3)42+ + 2OH- (1)

Zn(OH)2 + 2NH3·H2O ? Zn(OH)42- + 2NH4+ (2)

2?c[Zn(NH3)4]c2(OH?)??K1??KK?fsp4c(NH3)2.9×109×6.68×10-17=1.94×10-7

2?2???2??c[Zn(OH)4]c2(NH4)???2K2??KKK?4.6?1017?6.68?10?17?(1.77?10?5)2fspb2c(NH3)

? =9.6×10-9

注:计算到此可以说明问题,因(1)的平衡常数远远大于(2),故主要生成Zn(NH3)42+。 还可继续计算两种配离子的浓度,计算如下:

?c(OH?)?Kb当 c(NH3)= c(NH4+)=0.1mol·L-1

c(NH3)?5?1.77?10?c(NH4)

2?c[Zn(NH3)4](1.77?10?5)2?1.94?10?740.1,c[Zn (NH3)42+]=6.19×10-2 mol·L-1 2?c[Zn(OH)4]0.12?9?9.6?100.12,c[Zn (OH)42-]=9.6×10-9mol·L-1

故主要生成Zn(NH3)42+配离子。

8-11 将含有0.2mol·LNH3和1.0mol·L

-1

-1

?NH4的缓冲溶液与0.02mol·L

-1

2?Cu(NH3)4溶液等体

?K积混合,有无Cu(OH)2沉淀生成?[已知Cu(OH)2的sp=2.2×10-20]

解:设该溶液中Cu2+浓度为xmol·L-1

Cu2+ + 4NH3 ? Cu (NH3)42+ x 0.1+4x≈0.1 0.01-x≈0.01

2?c(Cu(NH3)4)0.0113Kf???2.1?10c(Cu2?)c4(NH3)x?(0.1)4,x= c(Cu2+)=4.76×10-12mol·L-1

??c(OH?)?Kbc(NH3)0.1?5?6?1?1.77?10??3.54?10mol?L?0.5c(NH4)

-62

-23

?KspQB=4.76×10(3.54×10)=5.96×10<

-12

因此,没有沉淀产生。

8-12 写出下列反应的方程式并计算平衡常数: (1)AgI溶于KCN溶液中;

(2)AgBr微溶于氨水中,溶液酸化后又析出沉淀(两个反应)。 解:(1)AgI + 2CN- ? Ag(CN)2- + I-

?c[Ag(CN)2]c(I?)?21?17Kj??K??1.11?105fKsp?1.3?10?8.51?102?c(CN)

?(2)AgBr + 2NH3 ? Ag(NH3)2+ + Br-

?c[Ag(NH3)2]c(Br?)?7?13Kj??K??5.89?10?6fKsp?1.1?10?5.35?102c(NH3)

?(3)Ag(NH3)2+ + Br- + 2H+ ? AgBr + 2NH42+

??Kbc2(NH4)?Kj???5.32?1023??2?2??c[Ag(NH3)2]c(Br)c(H)K?fKspKw

2

8-13 下列化合物中,哪些可作为有效的螯合剂?

(1)HO—OH (2)H2N—(CH2)3—NH2 (3)(CH3)2N—NH2

COOH(4)H3CCHOH (5)

NN (6)H2N(CH2)4COOH

解:(2)、(4)、(5)可作为有效螯合剂。

8-14 计算pH=7.0时EDTA的酸效应系数?Y(H),此时Y4-占EDTA总浓度的百分数是多

少?

??KK解: 已知EDTA的各级离解常数a1~a6分别为10-0.9,10-1.60,10-2.00,10-2.67,10-6.16,

HH??6,故各级累积质子化常数1~分别为1010.26,1016.42,1019.09,1021.09,1022.69,

10

-10.26

1023.59,pH=7.00时,按下式计算,

?Y(H)?1?c(H?)?1H?c2(H?)?2H?c3(H?)?3H?c4(H?)?4H?c5(H?)?5H?c6(H?)?6H

=1+1010.26-7.00+1016.42-14.00+1019.09-21.00+1021.09-28.00+1022.69-35.00+1023.59-42.00 =1+103.26+102.42+10-1.91+10-6.91+10-12.31+10-18.41 =103.32

?Y(H)

c(Y)1c(Y?)??10?3.32?c(Y),则c(Y?)?Y(H)=0.05%

8-15 在0.01mol·L-1Zn2+溶液中,用浓的NaOH溶液和氨水调节pH至12.0,且使氨浓度为0.01mol·L-1(不考虑溶液体积的变化),此时游离Zn2+的浓度为多少? 解:Zn(NH3)42+的lg?1~lg?4分别为2.27,4.61,7.01,9.06。

????Zn(NH)?1?c?NH3??1??c2?NH3??2?c3?NH3??2?c4?NH3??n

3?? =1+102.27-2.00+104.61-4.00+107.01-6.00+109.06-8.00 =1+100.27+100.61+101.01+101.06 =101.46

1.468.5??????10?10lg??8.5ZnZn(NH)Zn(OH)Zn(OH)3查表知pH=12时,,则=108.5

则游离的Zn2+的浓度

c(Zn)?c(Zn?)?Zn?0.01?8.5103.2×10-11mol·L-1

?lgK?CdY2?。若8-16 pH=6.0的溶液中含有0.1mol·L的游离酒石酸根(Tart),计算此时的

-1

Cd2+的浓度为0.01mol·L-1,能否用EDTA标准溶液准确滴定?(已知Cd2+-Tart的

lg?1??2.8)

?解:pH=6.00时,lg?Y(H)?4.65,查表知lgKCdY?16.46

?Cd(T)?1??1?c(Tart)?1?102.8?0.1?101.8

??lgK??lgK?lg?Y(H)?lg?Cd(T)?16.46?4.65?1.8?10.1>8 CdYCdY

?lgcK??8.1>8,故能用EDTA标准溶液准确滴定。 CdY

8-17 pH=4.0时,能否用EDTA准确滴定0.01mol·L-1Fe2+? pH=6.0,8.0时?

?lgcK?14.32lg?Y(H)=8.44、4.65、2.27,FeY2?解:查表pH=4、6、8时,

pH=4时,

?lgK??lg?Y(H)?14.32?8.44?5.882???lgKFeYFeY2?<8,故不能准确滴定,

pH=6时,

?lgK??lg?Y(H)?14.32?4.65?9.672???lgKFeYFeY2?>8,

pH=8时,

?lgK??lg?Y(H)?14.32?2.27?12.052???lgKFeYFeY2?>8,

又Fe2+的滴定允许的最低pH值为:lg?Y(H)=14.32-8=6.32,pH=5.1;滴定允许的最高

?Kspc(OH)?pH值为:

?c(Fe2?)?4.87?10?17?6.98?10?80.01,pH=6.8,

因此,pH=6时能准确滴定,pH=8时不能准确滴定。

8-18 若配制EDTA溶液的水中含有Ca2+、Mg2+,在pH=5~6时,以二甲酚橙作指示剂,用Zn2+标定该EDTA溶液,其标定结果是偏高还是偏低?若以此EDTA溶液测定Ca2+、Mg2+,所得结果又如何?

解:(1)pH=5~6时,Ca2+、Mg2+不干扰,c(EDTA)为准确浓度,测定结果无影响;

(2) pH=10时,Ca2+、Mg2+消耗部分EDTA,c(EDTA)的实际浓度小于计算浓度,测定结果偏高。

8-19 含0.01mol·L-1Pb2+、0.01mol·L-1Ca2+的溶液中,能否用0.01mol·L-1EDTA准确滴定Pb2+?若可以,应在什么pH下滴定而Ca2+不干扰?

?lgKP解:查表得:?lgKCaY2?c(Ca2+)=107.35>106

-

bY2??lgKCaY2?=10.69,=18.04,

-

?lgKPbY2?c(Pb2+)/

?lgK-—

PbY2?故可用0.01mol LEDTA准确滴定Pb。由lgαY(H)= 8得lgα

-1

2+

Y(H)=18.04-8=10.04

查表得pH=3.3。

??KK2+2--20-spsp由[Pb(OH)]=c(Pb)c(OH)=1.42×10,c(OH)=[/ c(Pb2+)]1/2=1.19×10-9 mol L-1

2

pH=14-pOH=5,即滴定溶液的pH在3.3到5之间。

8-20 用返滴定法测定A13+的含量时,首先在pH=3左右加入过量的EDTA并加热,使A13+完全配位。试问为何选择此pH值?

解:酸度不高时,Al3+水解生成一系列多核、多羟基配合物如[Al2(H2O)6(OH)3]3+… ,即使酸度提高至EDTA滴定Al3+最高酸度pH=4,仍不可避免水解;铝的多羟基配合物(多核配合物)与EDTA反应缓慢,Al3+对XO等指示剂有封闭作用,因此不能直接滴定,

在pH=3时,酸度较大, Al3+不水解,但EDTA过量较多, Al3+与EDTA配位完全。

?Kspc(OH)?3设c(Al3+)= 0.01mol·L-1,则

?c(Al3?)?2?10?33?5.85?10?11mol?L?10.01,


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