大学基础化学课件工科-配位解离平衡.ppt
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1、8.3.1 配位解离平衡配位解离平衡8.3.2 螯合物螯合物8.3.3 配位反应的副反应系数及配位反应的副反应系数及 条件稳定常数条件稳定常数8.3.4 配位滴定分析法配位滴定分析法 8.3 配位解离平衡配位解离平衡第八章第八章 溶液中的四大化学平衡溶液中的四大化学平衡掌握内容:掌握内容:配位平衡、副反应及副反应系数、条件稳定常数及配位平衡、副反应及副反应系数、条件稳定常数及有关计算。有关计算。熟悉熟悉(理解理解)内容:内容:配位滴定分析及金属指示剂。配位滴定分析及金属指示剂。了解内容:了解内容:螯合物及螯合效应,晶体场稳定化能及其应用。螯合物及螯合效应,晶体场稳定化能及其应用。基基本本要要求
2、求p368-369习题:习题:7、10、13、15、18作作 业业8.3.1 配位解离平衡配位解离平衡一、配位平衡与配离子的稳定常数一、配位平衡与配离子的稳定常数Cu(NH3)4SO4 Cu(NH3)42+SO42BaCl2(aq)NaOH(aq)Na2S(aq)有有BaSO4 生成生成无无Cu(OH)2 生成生成有有CuS 生成生成Cu(NH3)42+Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)32+NH3 Cu(NH3)42+Cu(NH3)22+NH3 Cu(NH3)32+Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)22+Cu2+NH3 Cu(NH3)2+C
3、u(NH3)2+Cu2+NH3 Cu(NH3)22+Cu(NH3)2+NH3 Cu(NH3)32+Cu(NH3)22+NH3 标准累积标准累积稳定常数稳定常数标准逐级标准逐级稳定常数稳定常数标准累积标准累积解离常数解离常数Cu2+NH3 Cu(NH3)2+Cu2+2NH3 Cu(NH3)22+Cu2+3NH3 Cu(NH3)32+Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+Cu(NH3)42+Cu2+4NH3 解解Zn(OH)3+OH Zn(OH)42Zn2+3OH Zn(OH)3Zn2+4OH Zn(OH)4 得得例例已知配离子已知配离子Zn(OH)3的的 3 =1014.4,配离子配离子Zn(O
4、H)42的的 4 =1015.5,求反应求反应Zn(OH)3+OH Zn(OH)42的平衡常数的平衡常数K 为多少?为多少?二、配合物各物种的分布二、配合物各物种的分布c(M)=M+ML+ML2+MLn 配位平衡与酸碱平衡配位平衡与酸碱平衡 酸度的影响酸度的影响Fe3+3C2O42 Fe(C2O4)33H+H2C2O42OHFe(OH)3三、配位解离平衡的移动三、配位解离平衡的移动 配位平衡与沉淀溶解平衡配位平衡与沉淀溶解平衡Cu(NH3)42+Cu2+4NH3 S2-CuSCu(NH3)42+S2-CuS +4NH3 AgI(s)+2NH3 Ag(NH3)2+IAgI(s)+2CN Ag(C
5、N)2+I 配位平衡与氧化还原平衡配位平衡与氧化还原平衡MLn+Mn+LRedM四、配合物标准稳定常数的应用四、配合物标准稳定常数的应用 配合物溶液中有关物种浓度的计算配合物溶液中有关物种浓度的计算 配离子与沉淀之间转化的有关计算配离子与沉淀之间转化的有关计算 配离子间的相互转化的判断和有关计算配离子间的相互转化的判断和有关计算 有关配离子电对的标准电极电势的计算有关配离子电对的标准电极电势的计算*1.配合物溶液中有关物种浓度的计算配合物溶液中有关物种浓度的计算将将10.0ml、0.20moldm3的的AgNO3溶液与溶液与10.0ml、1.0moldm3的氨水混合,计算溶液中的氨水混合,计算
6、溶液中Ag+的浓度的浓度.以同体积同浓度的以同体积同浓度的NaCN溶液代替氨水,溶液中溶液代替氨水,溶液中 Ag+的浓度又是多少?的浓度又是多少?例:例:解:解:混合后溶液中混合后溶液中c(Ag+dm-3 c(NH3dm-3Ag+2NH3 Ag(NH3)2+起始浓度起始浓度/moldm-3 0.10 0.50 0平衡浓度平衡浓度/moldm-3 x 0.502(0.10 x)0.10 x由于由于 很大,故很大,故 0.10 x 0.10 0.50 2(0.10 x)0.50 0.20=0.30解得解得 Ag+=x=6.86 10-8 mol dm-3 若以若以NaCN代替氨水,则有代替氨水,则
7、有解得解得 Ag+=x=8.55 10-22 mol dm-3练习:练习:室温下,室温下,0.010mol 的的 AgNO3(s)溶于溶于 moldm-3 的的NH3H2O中中(设体积不变设体积不变),计算该,计算该 溶液中游离的溶液中游离的Ag+、NH3和和Ag(NH3)2+的浓度。的浓度。起始浓度起始浓度/moldm-3 0.010 0平衡浓度平衡浓度/moldm-3 0.010 x (0.010 x)/2 (0.010-x)/2Ag+2NH3 Ag(NH3)2+解:解:解得解得 NH3=x=2.48 10-4 mol dm-3Ag+=0.010 (0.010 x)/2=0.0050 mo
8、l dm-3Ag(NH3)2+=(0.010 x)/2=0.0050 mol dm-32.配离子与沉淀之间转化的有关计算配离子与沉淀之间转化的有关计算AgNO3NaClNH3KBrNa2S2O3KIKCNNa2SAgCl AgBr AgI Ag(NH3)2+Ag(S2O3)23 Ag(CN)2Ag2S 决定反应方向的因素:决定反应方向的因素:配合剂与沉淀剂的浓度配合剂与沉淀剂的浓度沉淀沉淀 +配合剂配合剂 配合物配合物配合物配合物 +沉淀剂沉淀剂 沉淀沉淀沉淀的沉淀的 越小,配合物越易解离生成沉淀越小,配合物越易解离生成沉淀 配合物的稳定常数配合物的稳定常数K 和沉淀的和沉淀的 的大小的大小配
9、合物的稳定常数配合物的稳定常数K 越大,沉淀越易溶解形成配合物越大,沉淀越易溶解形成配合物例例室温下,在室温下,在1.0 L氨水中溶解氨水中溶解0.10mol的的AgCl(s),问氨水的浓度最小应为多少,问氨水的浓度最小应为多少?解解AgCl(s)+2NH3 Ag(NH3)2+Cl设平衡时溶液中设平衡时溶液中NH3=x mol dm-3平衡浓度平衡浓度/moldm-3 x解得平衡时解得平衡时NH3=x=1.99 moldm-3故所需氨水的最小浓度应为故所需氨水的最小浓度应为 1.99+0.20=2.19 moldm-33.配离子间的相互转化的判断和有关计算配离子间的相互转化的判断和有关计算配离
10、子间的转化,主要决定于配离子稳定常数的差别配离子间的转化,主要决定于配离子稳定常数的差别不稳定的配合物易转化为稳定的配合物不稳定的配合物易转化为稳定的配合物配离子稳定常数之差越大,转化越完全配离子稳定常数之差越大,转化越完全例例计算下列反应的平衡常数,并分析反应进行的方向计算下列反应的平衡常数,并分析反应进行的方向(1)Ag(NH3)2+2CN Ag(CN)2+2NH3(2)Fe(SCN)2+3 F FeF3 +SCN解解 Fe(SCN)2+3 F FeF3 +SCNAg(NH3)2+2CN Ag(CN)2+2NH3练习:练习:25时,时,Ag(NH3)2+溶液中,溶液中,c(Ag(NH3)2
11、+)=0.10 moldm-3,c(NH3)=1.0 moldm-3,加入加入 Na2S2O3 使使c(S2O32)=1.0 moldm-3,计算平衡时溶液中,计算平衡时溶液中NH3、Ag(NH3)2+的浓度。的浓度。解解:平衡浓度平衡浓度 x 1.0 2(0.10 x)0.10 x 1.0+2(0.10 x)/moldm-30.10 x 解得平衡时解得平衡时Ag(NH3)2+=x=1.53 10-7 moldm-3 NH3=1.0+2(0.10 x)=1.20 moldm-13 8.3.2 螯合物螯合物螯合物比具有相同配位原子的简单配合物稳定螯合物比具有相同配位原子的简单配合物稳定 乙二胺四
12、乙酸乙二胺四乙酸(Ethylene diamine tetraacetic acid)物理性质:物理性质:在水中的溶解度很小在水中的溶解度很小(22C时,时,3)H4Y 难溶于酸和有机溶剂,易溶于难溶于酸和有机溶剂,易溶于NaOH或或NH3形成盐形成盐配位滴定中使用的是它的二钠盐配位滴定中使用的是它的二钠盐 Na2H2Y2H2O水中溶解度:水中溶解度:22C时,时,3dm-3)HH 白色晶状固体,白色晶状固体,EDTA在水溶液中的存在形式在水溶液中的存在形式 pH主要存主要存在形式在形式10.26Y4Ka 10-0.9 10-1.6 10-2.0 10-2.67 10-6.16 10-10.2
13、6 EDTA 配合物的特征配合物的特征 形成配合物的配位比大多为形成配合物的配位比大多为1 :1 与金属离子能形成五个五元环,配合物的稳定性高与金属离子能形成五个五元环,配合物的稳定性高 配合物的水溶性好配合物的水溶性好 配合物的颜色特征:配合物的颜色特征:无色无色Mn+,形成,形成MY仍为无色仍为无色有色有色Mn+,形成,形成MY颜色更深颜色更深ZnY2、AlY、CaY2、MgY2 CuY2(深蓝色深蓝色)、NiY2(蓝色蓝色)MnY2(紫色紫色)、FeY(黄色黄色)EDTA与常见金属离子形成的配合物的稳定常数与常见金属离子形成的配合物的稳定常数以上数据是无副反应情况下的数据以上数据是无副反
14、应情况下的数据不能反映实际滴定过程中的真实状况不能反映实际滴定过程中的真实状况稳定常数具有以下规律:稳定常数具有以下规律:碱金属离子的配合物最不稳定碱金属离子的配合物最不稳定 lg KMY 20配合物的稳定性受两方面的影响:配合物的稳定性受两方面的影响:金属离子自身性质和外界条件金属离子自身性质和外界条件金属离子与金属离子与EDTA配位反应中的副反应配位反应中的副反应引进副反应系数引进副反应系数(),就可以定量地表,就可以定量地表示副反应进行的程度示副反应进行的程度8.3.3 配位反应的副反应系数配位反应的副反应系数 及条件稳定常数及条件稳定常数一、副反应及副反应系数一、副反应及副反应系数1.
15、Y的副反应及副反应系数的副反应及副反应系数 YY 未与金属离子未与金属离子M 配位的配位的Y的各物种的总浓度的各物种的总浓度Y 游离游离Y的浓度的浓度 Y值越大,表示值越大,表示Y发生的副反应越严重发生的副反应越严重 Y=1,表示,表示Y未发生副反应未发生副反应通常情况下:通常情况下:Y 1(1)Y的酸效应与酸效应系数的酸效应与酸效应系数 Y(H)酸效应:酸效应:溶液中溶液中H+与与Y发生的副反应发生的副反应 使使EDTA与与M的配位能力下降的配位能力下降式中:式中:n Y 的累积质子化常数的累积质子化常数酸度越高,酸度越高,Y(H)值越大,酸效应越严重值越大,酸效应越严重不同不同pH时的时的
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- 大学 基础 化学课件 工科 解离 平衡
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