Хімічна рівновага в реакціях комплексоутворення

Приклади розв 'язку задач

Приклад 1. Визначити процент розпаду комплексного іону в 1 М розчині солі [Zn(NH₃)₄]Cl₂, якщо 2,6×10^-10.

Розв'язок. Концентрація цинку як у вигляді комплексного іону [Zn(NH₃)₄]²⁺, так і у вигляді іону Zn²⁺ буде дорівнювати концентрації комплекс­ної солі, тобто 1 моль/л.

За умовою для розпаду комплексного іону за рівнянням

маємо

Якщо позначити

то

та

оскільки на кожний іон Zn²⁺ припадає чотири молекули аміаку.

Підставляючи х у формулу константі нестійкості комплексу, будемо мати:

Як не важко помітити, х значно менше 1, тому величиною х у знаменнику можно знехтувати, тоді:

звідки

або 4×10^-3×100=0,4% комплексного іону [Zn(NH₃)₄]²⁺в 1 М розчині солі [Zn(NH₃)₄]Cl₂ розпадуться на іони Zn²⁺ та молекули NH₃.

Розрахувати рН водневого електроду зануреного у розчин 0,1 М оцтової кислоти.

Приклад 2. Нехай маємо 0,1 М розчин солі, що містить іон [ Zn(NH₃)₄ ]²⁺, через який пропущено сірководень до початкової концентрації S^2- -іонів, яка дорівнює 10^-10 моль/дм³. Визначити, чи буде руйнуватись комплексний іон та чи випаде в осад сульфід цинку?

Розв'язок. Для [Zn(NH₃)₄]²⁺ маємо

але, очевидно,

так як

Відповідно,

звідки

З іншого боку

Підставляючи знайдену концентрацію іону Zn²⁺ та дану концентрацію
S^2--іонів до формули добутку розчинності, отримаємо

що значно більше, ніж 7,9×10^-26. Добуток концентрацій іонів [Zn²⁺]×[S^2-] буде в багато разів перевищувати ДР _ZnS, тому відбудеться осадження сульфіду цинку та розпад комплексного іону [Zn(NH₃)₄]²⁺.

Приклад 3. Визначити концентрацію комплексного іону в 1 дм³ 0,1 М розчину після додавання до нього 0,1 молю кристалічного KJ.

Розв'язок. У розчині буде мати місце слідуюча рівновага:

вихідні рівноважні концентрації

кінцеві рівноважні концентрації

У разі взаємодії іонів J ^- з перебігає така реакція

Константа рівноваги цієї реакції

Помноживши чисельник на знаменник правої частини рівняння на концентрацію іонів [ Ag ⁺], отримаємо:

Позначимо концентрацію іону через х, тоді

тобто

та

Підставляючи значення рівноважних концентрацій до виразу для константи рівноваги, будемо мати

звідки

Нехтуючи значенням х у чисельнику, яке дуже мале по відношенню до 0,1, остаточно одержимо:

Таким чином 99,98% комплексного диамінаргенту-катіону розпалось. Додавання до розчину, що містить цей комплексний іон, еквівалентної кількості йодистого калію призвело до утворення осаду AgJ.

Осад AgJ практично не розчиняється в аміаку, але буде розчинятись в KCN за рівнянням

Концентрація іону Ag ⁺ в насиченому розчині AgJ виявляється достат­ньою для того, щоб реакція пішла в напрямку утворення слабкодисоціюючого комплексу [ Ag(CN)₂ ]^-, константа нестійкості якого

Завдання для самостійного розв'язування