Устойчивость комплексных соединений

Первичная диссоциация

Комплексные соединения диссоциируют в растворах как сильные электролиты на ионы внешней сферы и внутреннюю сферу (комплексный ион).

Диссоциация протекает одноступенчато и необратимо.

Например:      K₂[Zn(CN)₄] → 2К⁺ + [Zn(CN)₄]^2-

 

Вторичная диссоциация

Комплексные ионы, в свою очередь, диссоциируют как слабые электролиты, многоступенчато и обратимо.

Пример: [Zn(CN)₄]^2– ↔ [Zn(CN)₃]^- + CN^–      k₁

           [Zn(CN)₃]^– ↔ [Zn(CN)₂] + CN^– k₂

           [Zn(CN)₂]⁰ ↔ [Zn(CN)]⁺ + CN^–    k₃

           [Zn(CN)]⁺ ↔ Zn²⁺ + CN^–          k₄

           [Zn(CN)₄]^2– ↔ Zn²⁺ + 4CN^–     k_нест

 

Константа суммарной реакции диссоциации комплекса k_нест называется константой нестойкости и равна произведению констант ступенчатых диссоциаций:

k_нест = k₁· k₂· k₃· k₄

 

В соответствии с законом действующих масс константу нестойкости можно уравнением:             

Вопросы для самоконтроля

1. Сформулируйте основные положения координационной теории Вернера. Что такое центральный атом, лиганды, координационное число центрального атома? Каков характер связей в комплексах с точки зрения метода валентных связей?

2.  Исходя из электронного строения атомов элементов s-, p- и d-семейств сопоставьте способность к комплексообразованию и их место в химии комплексных соединений.

3. Приведите классификацию комплексных соединений по заряду и природе лигандов. Катионные комплексные соединения (аквакомплексы, аммиакаты). Анионные комплексные соединения (ацидокомплексы, гидроксокомплексы).

4. Номенклатура комплексных соединений.

5. Ионные равновесия в растворах комплексных соединений. Константы нестойкости и устойчивости комплексных ионов.

6. Внутрикомплексные соединения (хелаты). По какому признаку комплексы относят к хелатным?  Приведите примеры хелатных и нехелатных комплексных соединений.

7. Какие свойства комплексных соединений используют при подборе лекарств для лечения при отравлениях? Что такое антидот?

8. Что такое комплексоны? Почему с их помощью можно ослабить токсическое действие ионов тяжелых металлов на организм человека? Приведите примеры наиболее используемых в биологии и медицине комплексонов и комплексонатов.

 

Задания для самоподготовки

1. Дайте определения:

Комплексное соединение –

Лиганды –

Комплексообразователь –

Комплексон –

Комплексонат – 

 

2. Заполните пропуски в тексте, вписывая недостающие слова:

а) Комплексное соединение обычно состоит из внутренней и внешней____________. Внутреннюю _________ образует комплексообразователь - атом или ____________. Во внутренней _________ находятся отрицательно заряженные ионы или ___________. Число лигандов во внутренней сфере зависит от______________________ числа комплексообразователя. Но оно зависит и от такой характеристики лиганда, как______________. Она показывает, сколько координационных мест может занимать лиганд, образуя связи с комплексообразователем. Внешнюю сферу образуют ионы, число которых зависит от ____________________внутренней сферы.

б) На этой схеме показано строение комплексного_________________. Судя по схеме координационное число равно______________, а дентатность каждого____________равна______________. Если частицы А - это однозарядные отрицательные ____________, то данное соединение _______________ комплексное соединение, и заряд внутренней сферы равен_______________.

 

3. Дайте названия следующим комплексным соединениям: [Cu(NH₃)₄]SO₄, K₄[Fe(CN)₆], [Cr(CO)₆], Н₂[PtCl₆], K[ReF₇], Ba[Cr(NH₃)₂(SCN)₄]₂, [Pt(NH₃)₂Cl₂], [Co(NH₃)₄(H₂O)Cl]Cl₂, K[Cr(C₂O₄)₂(H₂O)₂].

 

4. Установите соответствие:

Комплексное соединение		Координационное число		Заряд внутренней сферы
1	Хлорид диамминсеребра	А	4	а	-1
2	Нитротетрахлороаммин-кобальтат (III) аммония	Б	6	б	-2
3	Гидроксотрифторо-беррилат галия (III)	В	2	в	0
4	Оксалатохлоротриаква-кобальт (III)	Г	3	г	+1

 

5. Заполните таблицу:

Структурный элемент	Комплексное соединение
	[Pd(H2O)(NH3)2Cl]Cl	K2[Zn(CN)4]	[Co(NH3)4SO4]	[Fe(CO)2(NO)2]
Внешняя сфера
Внутренняя сфера
Комплексо- образователь
Лиганды
КЧ
Дентатность
Название
Тип КС

 

6. Составьте формулы возможных координационных соединений, если известен комплексообразователь Cr³⁺ (КЧ = 6), возможные лиганды и ионы внешней сферы: NH₃, H₂O, Cl^-, K⁺.

 

7. Заполните пропуски в таблице:

Параметр	Комплексное соединение
	[Ag(NH3)2]-	[BF4]-	[Fe(CN)6]3-	[Cu(H2O)4]2+
Заряд комплексо- образователя			3+
КЧ	2
Тип гибридизации орбиталей центрального атома				sp2d
Графическое изображение расположения связей
Конфигурация комплекса				квадратно-плоскостная

 

Какая химическая связь называется координационной или донорно-акцепторной? С позиций метода валентных связей разберите строение двух комплексных ионов из данного задания. Укажите донор и акцептор.

 

8. Константа нестойкости комплексного иона [Ag(NH₃)₂]⁺ равна отношению:

а)                    б)

в)                     г)

д)                    е)

 

9. Напишите уравнения первичной и вторичной диссоциации следующих комплексных соединений: [Ag(NH₃)₂]OH, Na₂[Be(OH)₄], [Co(NH₃)₄SO₄]Br, [Pt(H₂О)₂Cl₂]. Запишите выражения констант нестойкости для каждой ступени и выражение общей константы нестойкости.

 

10. Расположите ионы в порядке возрастания их устойчивости:

а) [HgCl4]2-, Кн = 8, 5· 10-15; б) [HgI4]2-, Кн = 1, 5· 10-30;

в) [Hg(CN)4]2-, Кн = 4· 10-42; г) [HgBr4]2-, Кн = 1· 10-21.

11.  Первая и вторая ступенчатые константы нестойкости комплексного иона [Ag(S₂O₃)₂]^3- соответственно равны: К_н1=2, 0· 10^-5; К_н2=1, 5· 10^-9. Общая константа нестойкости рассматриваемого комплексного иона окажется равной

а) 3, 3· 1013;  б) 2, 9· 10 14;  в) 3, 0· 10 -13;

г) 3, 0· 10 -14;  д) 3, 5· 10 -14;  е) 3, 0· 10 -45;

 

12. Из раствора соли PtCl₄· 6NH₃ нитрат серебра осаждает весь хлор в виде хлорида серебра, а из раствора соли PtCl₄· 3NH₃ – только ¼ часть входящего в её состав хлора. Напишите координационные формулы этих солей и дайте им названия. Как будут диссоциировать эти вещества в растворе?

 

13. Концентрация ионов [Cu⁺] в 0, 01 М растворе К[Сu(CN)₂], содержащем 0, 1 моль/л избыточного KCN, равна 1, 0· 10^-6 моль/л. Константа устойчивости комплексного иона [Сu(CN)₂]^– составит:

а) 1, 0· 10-7; б) 1, 0· 10-6; в) 1, 0· 10-5;

г) 1, 0· 105; д) 1, 0· 106; е) 1, 0· 107;

14.  Существует два координационных соединения кобальта с одинаковой эмпирической формулой CoBrSO₄· 5NH₃. Различия между ними проявляются в реакциях их взаимодействия в растворах с BaCl₂ и AgNO₃. Одна соль дает осадок только с хлоридом бария, а вторая – только с нитратом серебра. Напишите координационные формулы и дайте названия обеих солей, приведите уравнения их электролитической диссоциации.

 

15.  Продукты химической реакции [Cu(NH₃)₄]SO₄ + KCN_{(избыток)} →

 

а) CuSO4 б) Cu(CN)2 в) K2[Cu(CN)4]

г) (NH4)2SO4 д) NH3 е) NH4CN

ж) K2SO4 з) KOH и) KHSO4

РАЗДЕЛ II. ТЕРМОДИНАМИКА

Актуальность

Живые организмы являются открытыми термодинамическими системами, которые обмениваются с окружающей средой различными веществами и энергией. Все процессы жизнедеятельности в организме тесно связаны с изменением энергетического баланса в системе живой организм - окружающая среда, поэтому термодинамические расчеты широко используются в медицине. Это расчеты энергетических превращений в целом живом организме и отдельных его системах в покое и при совершении работы (например, при мышечном сокращении, проведении нервных импульсов, осмотической работе), определение эффективности биологических процессов и энергии связи биохимических соединений. Исследование живых организмов как открытых термодинамических систем в стационарных условиях вблизи термодинамического равновесия позволяет подойти к изучению таких процессов, как, например, активный и пассивный транспорт веществ через клеточные мембраны, возникновение биоэлектрических потенциалов, механизм сопряжения потоков в биологической системе.

 

Цель: приобрести системные знания об основных понятиях термодинамики, научиться производить термодинамические расчеты.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: