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《配合平衡和配位化合物的稳定性.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、9.3配合平衡9.3.1稳定常数和不稳定常数9.3.2配合平衡的移动9.3.1稳定常数和不稳定常数我们进行下面一系列实验:Ag+→AgCl↓→Ag(NH3)2+→AgI↓→Ag(CN)2-往Ag(NH3)2+溶液中加入I-离子的溶液得到的AgI沉淀,这说明配离子Ag(NH3)2+也有离解反应。Ag(NH3)2+Ag++2NH3当Ag+与NH3生成Ag(NH3)2+的速率等于Ag(NH3)2+离解的速率,即[Ag+],[NH3]和[Ag(NH3)2+]都不随时间变化,这时上述反应达到平衡,这种平衡称为配位平衡。其平衡常数表达式
2、为:K稳称为稳定常数。这个常数的值越大,表示配合反应进行得越彻底,配合物越稳定。Cl-NH3I-CN-其解离反应为:Ag++2NH3Ag(NH3)2+其解离常数也即不稳定常数可以表示为:K不稳越大,离解反应越彻底,配离子越不稳定例题:0.2mol/L的AgNO3溶液和2.0mol/L的NH3·H2O溶液等体积混合。求溶液中Ag+的平衡浓度。已知Kθ稳=1.1x107解:由于NH3·H2O过量,计算时只考虑总配合平衡,即:Ag++2NH3Ag(NH3)2+x1-2(0.1-x)0.1-x由于Kθ稳数值很大,平衡进行的很完全,因
3、此0.1-x≈0.1,1-2(0.1-x)≈0.8。解得[Ag+]=x=1.4×10-8mol/L9.3.2配合平衡的移动9.3.2.1配合平衡与酸碱平衡以Ag++2NH3→Ag(NH3)2+为例讨论:若pH值增大,一方面由于[OH-]增大,使反应Ag++OH-→AgOH进行,从而[Ag+]减小,导致(a)左移;另一方面由于[OH-]增大,反应NH3+H2O→NH4++OH-逆向进行,从而[NH3]增大,使反应右移。9.3.2.2配合平衡与沉淀溶解平衡络合剂、沉淀剂都可以和结合,生成配合物、沉淀物,故两种平衡的关系实质是络合
4、剂与沉淀剂争夺的问题,当然要和Ksp、K稳的值有关。例如:计算AgCl在NH3·H2O中(6mol/L)的溶解度,已知Ksp(AgCl)=1.6×10-10,K稳=1×107解:反应为总反应为Ksp很小,K稳很大,Ag+不是结合成AgCl,就是络成Ag(NH3)2+,故游离的Ag+浓度极小.可以认为从AgCl中溶解下来的Ag+,完全变成Ag(NH3)2+,故[Cl-]=Ag(NH3)2+,设其为x,则消耗掉[NH3]为2x,则[NH3]平=6-2xAgCl的Ksp=1.6×10-10,计算表明,AgCl可溶于6的NH3·H2
5、O中。但AgI的Ksp=1.5×10-16,在6mol/L的NH3·H2O中,其溶解度为2.9×10-4mol/L,即AgI不溶于NH3·H2O.9.3.2.3配合平衡与氧化还原平衡这种关系体现在半反应的φ0值和φ值上。氧化型+ze→还原型若氧化型被络合,φ值减小;若还原型被络合,φ值增大。若氧化型和还原型同时被络合,则计算更复杂些。例如:实验测得298K时,下列原电池的电动势为0.406V,试求Ag(NH3)2+的稳定常数Kθ稳(一)AgAg(0.025m),NH3·H2O(0.1m)AgNO3(0.01m)Ag(+)解:
6、在电池的负极存在下列配合平衡Ag++2NH3Ag(NH3)2+x1-2(0.025-x)0.025-x预计Kθ稳数值较大,平衡进行的比较完全,假设0.025-x≈0.025,1-2(0.025-x)≈0.95电池反应的电动势为:E=E(+)-E(-)==0.059lg[Ag+](+)-0.059lg[Ag+](-)=0.059lg0.01-0.059lg解得:Kθ稳=2.1×1079.4配位化合物的稳定性9.4.1软硬酸碱规则在配合物中的应用9.4.2螯合效应9.4.1软硬酸碱规则在配合物中的应用规则:硬亲硬,软亲软。硬酸容
7、易和硬碱配体想成配合物,软酸容易和软碱形成配合物。常见硬酸:H+,Li+,Na+,K+,Be2+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,B3+Al3+,Fe3+,Cr3+,Ga3+,Ti4+,Si4+,Sn4+;常见软酸:Cu+,Ag+,Au+,Cd2+,Hg2+,Tl+,Pd2+,Pt2+常见硬碱:OH-,F-,O2-,NH3,H2O,CH3COO-,SO42-,NO3-,ClO4-,ROH常见软碱:I-,S2-,S2O32-,CN-,H-,SCN-,RS-,CO,RSH,R3P,C2H4软硬酸碱原理的应用:a.可以解释自然界中的
8、成矿原因。主族元素的矿物:含氧酸盐、氟化物等,如水晶石NaAlF6。过渡元素的矿物:硫化物等,如黄铜矿CuFeS2。b.可以判断化合物的稳定性。例如,CuCl2-的稳定性小于CuI2-,BeF2的稳定性大于BeI2。c.可以判定化学反应的方向。CsI+LiFLiI+CsF反应向右进行HgF