Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Вольхин В.В. -> "Общая химия. Избранные главы" -> 50

Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.

Вольхин В.В. Общая химия. Избранные главы: Учебное пособие — Перм.гос.техн. ун-т. - Пермь, 2002. — 352 c.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка): obshaya_himiya.pdf
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 155 >> Следующая

Пример 3.6. Вычислим значение Кк для NH3(p), если известно значение K0= =1,8-10"5. Решение.
1,8 • 10
Ответ: для NH3(p) А^к = 5,6-10-'0. NH3 проявляет в водном растворе свойства основания, и для него K0 » Кк.
Гидроксиды и оксиды металлов. Гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а именно LiOH5 NaOH5 KOH5 RbOH5 CsOH, Sr(OH)2 и Ba(OH)2, являются хорошо растворимыми сильными основаниями. Умеренно растворим Ca(OH)2. Гидроксиды других металлов, например Mg(OH)2, Ni(OH)2, Fe(OH)3, обладают малой растворимостью в воде, но в пределах растворенной части хорошо диссоциируют на ионы. Однако они не могут создать высокую концентрацию ионов ОН" в растворе из-за низкой растворимости.
На примере Cu(OH)2 и CuO рассмотрим равновесие процессов диссоциации малорастворимых гидроксидов и оксидов металлов в воде.
Cu(OH)2(K) Cu(OH)2(P) *=* Cu2+(P)+ 2OH-(P).
Для малорастворимого сильного электролита обеспечивается постоянство произведения растворимости (см. раздел 3.11):
OP[Cu(OH)2] = [Cu2+][OH-]2 = 4,8•1O-20.
Величина ПР[Си(ОН)2] позволяет вычислить равновесные концентрации ионов Cu2+ и 0Н~ в растворе, pH раствора. Но если установить новое значение pH раствора, то можно определить растворимость Cu(OH)2 при заданном значении pH, вычислив величину [Cu2+].
CuO также проявляет основные свойства:
CuO(K)+ Н20(ж) Cu2+(P)+ 2OH-(P).
Выражение концентрационной константы равновесия для этой реакции: AV[CUO][H2O] = [Cu2+][OH-]2 = ПР(СиО).
112
В.В. Вольхин. Общая химия
Все постоянные величины собраны в левой части уравнения. CuO - конденсированная фаза, чистое вещество. Его концентрация (лучше сказать, активность) является постоянной величиной. Концентрация H2O практически не изменяется из-за малого количества образующихся ионов. Поэтому произведение трех постоянных величин также остается постоянной величиной, которая является произведением растворимости, ПР(СиО) = 4,5-10"21.
Пример 3.7. Определим, какое вещество, Cu(OH)2 или CuO, более растворимо вводе при 25 0C, если известны значения: ПР[Си(ОН)2] = 4,8- 1(Г20 и ПР(СиО) = 4,5-10-21.
Решение. Выражения ПР[Си(ОН)2] и ПР[СиО] одинаковы (совпадают правые части уравнений их диссоциации). Поэтому при сравнении Cu(OH)2 и CuO по растворимости можно сопоставить непосредственно значения их ПР:
ПР'СиО] < ПP[Cu(OH)2],
что свидетельствует о меньшей растворимости CuO.
Ответ: CuO - менее растворимое соединение по сравнению с Cu(OH)2.
Гидроксиды и оксиды металлов, проявляющие основные свойства, могут реагировать с ионами H3O+ в водных растворах. Так, на примере Cu(OH)2 и CuO соответствующие реакции выражаются уравнениями
Cu(OH)2(K)+ 2H3O+(P) Cu2+(P)+ 4Н20(Ж),
СиО(к) + 2Н30"(р) Cu2+(P) + ЗН20(Ж).
Выражение концентрационной константы равновесия для обоих реакций одинаково: [H3O+]2
Покажем связь Кс с ПР и Кв на примере Cu(OH)2. Проведем суммирование двух уравнений:
Cu(OH)2(K) =1==* Cu2+(P)+ 20Н"(Р), HP[Cu(OH)2]
20И"(р)+ 2H3O+(P) 4Н20(Ж), {MK,)2
Cu(OH)2(K) + 2Н30"(Р) Cu2+(P)+ 4Н20(Ж); ПР [Си(0Н)2]-(1/ Kn)2.
Отсюда
к_ [Cu21] = HP[Cu(OH)2]^ 4,8-Ю-20 ,
С [H3O+]2 Kn2 (1,0-10"14)2 '
Высокое значение K0 свидетельствует о хорошо выраженных основных свойствах Cu(OH)2. Гидроксиды и оксиды некоторых металлов проявляют амфотерные свойства. Это означает, что они должны взаимодействовать с ионами H3O+ и OH- в водных растворах. Для каждого из этих процессов можно вычислить значение Кс. Сравнение значений K0 для реакций взаимодействия гидроксида или оксида с ионами H3O+ и OH- позволяет сделать вывод о том, какие свойства у данного соединения выражены сильнее.
Ионные равновесия в растворах
из
Пример 3.8. Определим для ZnO, какие свойства выражены сильнее - основные или кислотные. nP(ZnO) = 2,2-10"17.
Решение. Основные свойства ZnO проявляются в ходе реакции ZnO(K) + 2H3O+(P) Zn2+(p)+ ЗН20(Ж).
Воспользуемся выражением Кс, выведенным выше для аналогичной реакции с участием Cu(OH)2, и применим его для данной реакции.
„ _ [Zn2+] nP(ZnO)] 2,2-10-17 ,,
Лс(осн) — -г =-;-=-г,—г = A ^ '1^ •
С } [H3O+]2 Кв (1,0-10-'")2
Кислотные свойства ZnO проявляются в ходе реакции: ZnO(p) + 20Н-(р)+Н20(р) Zn(OH)42-(P).
В результате реакции растворения образуются гидроксокомплексный ион цинка (см. главу 1). Концентрационная константа равновесия для этой реакции
_ [Zn(OH)42-] Кс(кис) [0Н-]2 •
Из справочной литературы (приложение 14) выпишем значение ?4 - константы образования комплексного иона [Zn(OH)42-]. Его образование происходит по реакции:
Zn2+(P)+ 4OH-(P) [Zn(OH)42-](P).
Отсюда
[Zn(OH)4'-]
[Zn2+][OH-]4
Чтобы получить нужное нам уравнение, просуммируем два уравнения:
Zn2+(p)+ 4OH-(P) [Zn(OH)42-](P), ?4
ZnO(K) + 2Н30+(р) Zn2+(P) + 3H2O0K), ПР (ZnO)
ZnO(K)+20Н~(р)+ H2O0K) =*=* [Zn(OH)42-](P), ?4 •11P(ZnO). Отсюда следует:
*с(кис> = Е2"1?,Н),2 ]=?4[Zn(OH)42-]-nP(ZnO) = 2,8• 10t5 -2,2• KT17 = 6,2• КГ2. [OH ]
Ответ: АГс(осн) » А:с(кис). Следовательно, у ZnO основные свойства выражены значительно сильнее, чем кислотные.
Растворимость осадков при образовании комплексов. За счет образования комплексов растворимость осадков может резко возрастать. Допустим, в раствор ввели ионы Ag+, СГ и NH3, причем последние из них в большом избытке. В таком растворе возможны химические реакции
Предыдущая << 1 .. 44 45 46 47 48 49 < 50 > 51 52 53 54 55 56 .. 155 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed