- •Пособие по аналитической химии
- •Б.М. Марьянов
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
- •Глава 1
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Глава 2
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Глава 3
- •РАВНОВЕСИЯ
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Глава 4
- •КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Глава 5
- •Задачи для самостоятельного решения
- •ПРИЛОЖЕНИЯ
- •II. Произведения растворимости
- •некоторых малорастворимых соединений
- •IV. Логарифмы констант равновесия редокс-переходов
- •V. Показатели титрования некоторых индикаторов
ПРИЛОЖЕНИЯ
I.Константы ионизации некоторых кислот
иоснований
|
|
К и с л о т ы |
|
|
Название |
|
Формула |
Ка |
рКа |
Азотистая |
|
HNO2 |
5,1 10−4 |
3,29 |
Бензойная |
К1 |
С6Н5ОН |
6,3 10−5 |
4,20 |
Винная |
(СНОН)2(СООН)2 |
9,1 10−4 |
3,04 |
|
|
К2 |
|
4,3 10−5 |
4,37 |
Муравьиная |
|
НСООН |
1,8 10−4 |
3,75 |
Пероксид водорода |
|
Н2О2 |
2,0 10−12 |
11,70 |
Роданистоводородная |
К2 |
HSCN |
≈ 10 |
≈ −1 |
Серная |
H2SO4 |
1,15 10−2 |
1,94 |
|
Сероводородная |
К1 |
H2S |
1,0 10−7 |
6,99 |
|
K2 |
|
2,5 10−13 |
12,60 |
Синильная |
|
HCN |
5,0 10−10 |
9,30 |
Угольная |
К1 Н2СО3 |
4,5 10−7 |
6,35 |
|
|
К2 |
|
4,8 10−11 |
10,32 |
Уксусная |
|
СН3СООН |
1,74 10−5 |
4,76 |
Фенол |
|
С6Н5ОН |
1,01 10−10 |
10,0 |
Фосфорная (орто) |
К1 Н3РО4 |
7,1 10−3 |
2,15 |
|
|
К2 |
|
6,2 10−8 |
7,21 |
|
К3 |
|
5,0 10−13 |
12,30 |
Фтороводородная |
|
HF |
6,2 10−4 |
3,21 |
Щавелевая |
К1 Н2С2О4 |
5,6 10−2 |
1,25 |
|
|
К2 |
|
5,4 10−5 |
4,27 |
4-Аминобензойная |
|
H2NC6H4COOH |
1,4 10−5 |
4,85 |
Пропионовая |
|
СН3СН2СООН |
1,3 10−5 |
4,87 |
|
|
Приложения |
|
145 |
||
|
|
Основания |
Продолжение |
|||
|
|
|
|
|||
Название |
Формула |
Kb |
pKb |
|||
Аммиака раствор |
NH3 + H2O |
1,76 10−5 |
4,755 |
|||
Анилин |
|
C6H5NH2 |
4,3 10−10 |
9,37 |
||
Гидразин |
|
N2H4 + H2O |
9,3 10−7 |
6,03 |
||
Гидроксиламин |
NH2OH + H2O |
8,9 10−9 |
8,05 |
|||
Лития гидроксид |
LiOH |
|
|
6,8 10−1 |
0,17 |
|
|
II. Произведения растворимости |
|
||||
некоторых малорастворимых соединений |
|
|||||
Формула |
Ks |
рKs |
|
Формула |
Ks |
рKs |
|
||||||
соединения |
|
соединения |
|
|||
Ag3AsO4 |
1 10−22 |
22 |
|
Fe(OH)2 |
7,1 10−16 |
15,15 |
AgCN |
1,4 10−16 |
15,784 |
|
Fe(OH)3 |
6,3 10−38 |
37,2 |
AgCl |
1,78 10−10 |
9,75 |
|
KClO4 |
1,1 10−2 |
1,97 |
Ag3PO4 |
1,3 10−20 |
19,89 |
|
Mg(OH)2 |
7,1 10−12 |
11,15 |
Al(OH)3 |
3,2 10−34 |
33,5 |
|
MnCO3 |
1,8 10−11 |
10,74 |
BaCO3 |
4,0 10−10 |
9,40 |
|
Mn(OH)2 |
1,9 10−13 |
12,72 |
BaC2O4 |
1,1 10−7 |
6,96 |
|
Ni(OH)2 |
2,0 10−15 |
14,89 |
BaCrO4 |
1,2 10−10 |
9,93 |
|
PbCrO4 |
1,8 10−14 |
13,75 |
BaSO4 |
1,1 10−10 |
9,97 |
|
PbI2 |
1,1 10−9 |
8,98 |
BaSeO4 |
5 10−8 |
7,30 |
|
PbSO4 |
1,6 10−8 |
7,80 |
CaCO3 |
3,8 10−9 |
8,42 |
|
Sn(OH)2 |
6,3 10−27 |
26,20 |
CaC2O4 |
2,3 10−9 |
8,64 |
|
SrCO3 |
1,1 10−10 |
9,96 |
CaF2 |
4,0 10−11 |
10,40 |
|
SrC2O4 |
1,6 10−7 |
6,80 |
CaSO4 |
2,5 10−5 |
4,6 |
|
SrSO4 |
3,2 10−7 |
6,49 |
Co(OH)2 |
6,3 10−15 |
14,20 |
|
SrCrO4 |
3,6 10−5 |
4,44 |
Cr(OH)3 |
6,3 10−31 |
30,20 |
|
ZnCO3 |
1,5 10−11 |
10,84 |
Cu(OH)2 |
8,3 10−20 |
19,8 |
|
Zn(OH)2 |
1,4 10−17 |
16,86 |
146Расчеты ионных равновесий
III.КОНСТАНТЫ УСТОЙЧИВОСТИ НЕКОТОРЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ИОНОВ
Центральный ион |
Комплексный ион |
β |
|
|
lgβ |
||||||
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
7 |
|
|
7,23 |
AgP P |
|
|
Ag(NH3B )B 2B PB P |
|
1,7 10P P |
|
|
||||
|
|
|
|
− |
|
|
19 |
|
19,85 |
||
|
|
|
B |
BP |
P |
|
P |
P |
|||
|
|
|
Ag(CN)2 |
|
3− |
7,1 10 |
13 |
|
13,46 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
B B B B |
B |
PB |
P |
P |
P |
|||
3+ |
|
|
Ag(S2O3)2 |
|
2,9 10 |
16 |
|
|
|
||
|
|
|
|
3− |
|
|
16,3 |
||||
AlP |
|
|
B B B B |
B |
PB |
P |
P |
P |
|||
|
P |
|
Al(C2O4)3 |
|
2,0 10 |
|
|
|
|
||
2+ |
|
|
2+ |
|
|
6 |
|
6,56 |
|||
CdP |
|
P |
Cd(NH3B )B 4B PB |
P |
3,6 10P P |
|
|||||
|
|
|
2− |
|
|
17 |
|
17,11 |
|||
2+ |
|
B BP |
|
P |
|
P |
P |
||||
|
Cd(CN)4 |
|
2− |
1,3 10 |
|
|
− |
|
|||
CoP |
|
|
|
B |
BP |
P |
0,5 |
|
|
0,3 |
|
|
|
P |
Co(SCN)4 |
|
|
|
|
|
|||
3+ |
|
|
Fe(SCN)3B |
|
|
|
4 |
|
|
4,63 |
|
FeP |
P |
|
B |
|
4,3 10P P |
|
|
||||
|
|
|
|
|
3− |
|
|
4 |
|
|
3,23 |
|
|
|
|
B |
PB |
P |
P P |
|
|
||
|
|
|
Fe(SCN)6 |
|
|
1,7 10 |
16 |
|
|
||
|
|
|
3− |
|
|
|
|
16,1 |
|||
|
|
|
B BP P |
|
|
|
P |
P |
|||
2+ |
|
|
FeF6 |
|
|
|
1,26 10 |
|
|
|
|
|
|
4− |
|
|
36 |
|
36,9 |
||||
FeP |
|
|
B PB |
|
P |
|
P |
P |
|||
|
P |
|
Fe(CN)6 |
|
|
|
7,9 10 |
|
|
|
|
2+ |
|
|
|
|
2− |
|
2 |
|
2,1 |
||
PbP |
|
|
B B |
|
|
B BP P |
P |
P |
|
||
|
P |
|
Pb(CH3COO)4 |
1,25 10 |
|
|
|
IV. Логарифмы констант равновесия редокс-переходов
Элемент
Ag
As
Bi
C
Cd
Ce
Co
Cr
Cu
Fe
H
Hg
|
|
|
Уравнение редокс-перехода |
|
lgКrB B |
|||||||||||||||||
+ |
P + е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13,34 |
|||||
AgP |
|
↔ AgP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+2 е |
|
|
|
|
|
|
|
|
19,02 |
|||
B B |
|
|
|
|
B |
B |
|
|
P P |
|
|
B B |
|
|
B B |
B |
B |
|||||
H3AsO4 |
|
+ 2H |
↔ H3AsO3 |
+ H2O |
|
|||||||||||||||||
3+ |
|
+ 3 е |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11,7 |
|||||||
BiP |
P |
|
↔ BiP |
P |
|
|
2− |
|
|
|
|
|
||||||||||
2CO2B B |
+ 2 е ↔ C2B |
OB 4B |
|
|
|
|
|
−6,8 |
||||||||||||||
BP |
|
P |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
2+ |
|
+ 2 |
е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
−13,41 |
||||||
CdP |
|
|
P |
↔ CdP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
4+ |
|
|
+ е |
|
|
3+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26,2 |
||||||
CeP |
|
P |
|
↔ CeP |
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2+ |
|
+ 2 |
е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
−9,23 |
||||||
CoP |
|
|
P |
↔ CoP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2− |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
↔ 2Cr |
3+ |
|
|
|
|
136 |
|
B B |
|
|
|
B |
BP P |
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
P |
P |
P |
|
B |
B |
||
Cr2O7 |
|
|
+ 6 е + 14H |
|
|
|
|
+ 7H2O |
|
|||||||||||||
2+ |
P + 2 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,50 |
|||||||
CuP |
|
|
е ↔ CuP P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
P |
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,79 |
2+ |
|
+ е |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Cu |
|
|
|
↔ Cu |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2+ |
|
|
+ 2 е |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−14,68 |
||||||
FeP |
P |
|
|
↔ FeP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,86 |
3+ |
|
|
+ е |
|
|
2+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Fe |
|
|
|
↔ Fe |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
+ |
|
+ 2 е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,00 |
||||||
P |
P |
|
B |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2H |
|
↔ H2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2+ |
P + 2 |
е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
23,5 |
|||||||
HgP |
|
|
|
↔ HgP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
Приложения |
147 |
Элемент
I
Mn
N
Pb
S
Sb
Sn
Продолжение
|
|
|
Уравнение редокс-перехода |
lgКrB B |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
↔ 2I |
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17,83 |
|
B |
B |
|
|
|
P P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
I2 |
+ 2 е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
− |
+ 5 |
е + 8H |
+ |
Mn |
2+ |
|
|
|
|
|
127 |
|||||
|
|
|
B BP P |
P P |
P |
P |
|
|
|
B B |
||||||||||
MnO4 |
|
|
|
+ 4H2O |
|
|||||||||||||||
|
|
− |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13,5 |
|
|
B |
BP |
P |
|
|
|
P |
P |
|
|
|
|
|
B B |
|
|
|
B |
B |
|
NO3 |
|
+ е + 2H |
|
↔ NO2 |
+ H2O |
48 |
||||||||||||||
|
B |
BP |
P |
|
|
|
|
|
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
B B |
|
|
|
− |
+ 3 е |
+ 4H |
+ |
|
↔ NO + 2H2O |
|
||||||||||||
NO3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
2+ |
|
+ 2 е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−4,2 |
|||
PbP |
P |
↔ PbP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
B |
B |
|
|
|
|
|
P |
|
P |
|
|
P |
|
|
P |
|
B B |
48,59 |
PbO2 + 2 е |
|
|
|
+ |
|
|
|
2+ |
|
+ 2H2O |
|
|||||||||
+ 4H |
|
|
↔ Pb |
|
|
|
|
|||||||||||||
S + 2 е |
|
2− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−16,95 |
|||||
↔ SP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
3+ |
|
+ 3 е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,2 |
|||
SbP |
P |
↔ SbP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2+ |
|
+ 2 е |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−4,54 |
|||
SnP |
P |
↔ SnP |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V. Показатели титрования некоторых индикаторов
Индикатор |
рТ |
Метиловый оранжевый |
4,0 |
Бромкрезоловый зеленый |
4,9 |
Метиловый красный |
5,5 |
Лакмус |
7,0 |
Бромтимоловый синий |
7,0 |
Фенолфталеин |
9,0 |
Нитрамин |
12 |
Метиловый оранжевый + индигокармин |
4,1 |
Бромкрезоловый синий + метиловый красный |
5,1 |
Нейтральный красный + метиленовый синий |
7,0 |
Фенолфталеин + α-нафтолфталеин |
8,9 |
Тимолфталеин |
10,0 |
VI. Молярная растворимость некоторых газов в воде при 20 °с
Газ |
Н2B B |
СО2B B |
NO |
H2B SB |
SO2B B |
Растворимость |
4 |
−2 |
−3 |
0,11 |
1,62 |
8 10P P |
3,8 10P P |
2,1 10P P |
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
ПредисловиеUT |
TU ...................................................................................................... |
|
|
3 |
||
ОсновныеUT |
обозначения и сокращенияTU ............................................................. |
|
5 |
|||
Глава 1. Общие расчеты химическихUT |
равновесий ..................................... |
7TU |
||||
|
1UT .1. Способы выражения концентрации растворовTU......................... |
7 |
||||
|
1UT .2. Закон действия массTU ................................................................... |
|
9 |
|||
|
1UT .3. УравненияматериальногобалансаU иU электронейтральностиU .... |
15T |
||||
|
1UT .4. Практика решения прямых задач моделирования |
|
||||
|
|
|
химических равновесий............................................................. |
|
16TU |
|
|
ЗадачиUT |
для самостоятельного решенияTU ........................................... |
21 |
|||
ГлаваUT |
2. Кислотно-основные (протолитические) равновесия................. |
23TU |
||||
|
2UT .1. Протолитическая теория кислот и основанийTU ......................... |
23 |
||||
|
2UT .2. Ионное произведение воды, водородный и гидроксильный |
|
||||
|
|
|
показатели .................................................................................. |
|
24TU |
|
|
2UT .3. Одноосновные кислоты и однокислотные основания............ |
25TU |
||||
|
2UT .3.1. Расчет концентрации ионов водородаTU................................... |
25 |
||||
|
2UT .3.2. Полный расчет равновесияTU .................................................... |
28 |
||||
|
2UT .4. Диссоциация слабой кислоты (основания) в присутствии |
|
||||
|
|
|
сильного электролита................................................................ |
|
29TU |
|
|
2UT .5. Многопротонные кислотыTU ........................................................ |
32 |
||||
|
2UT .6. Расчет концентраций компонентов протолитического |
|
||||
|
|
|
равновесия при заданном значении рН.................................... |
32TU |
||
|
2UT .7. Расчет рн смесей кислот или основанийTU .................................. |
35 |
||||
|
2UT .8. Расчет рН растворов амфолитовTU............................................... |
36 |
||||
|
2UT .9. Влияниеприродырастворителянасилукислот иоснований..... |
40TU |
||||
|
2UT .10. Буферные растворыTU ................................................................. |
|
44 |
|||
|
2UT .11. Расчет кривых титрованияTU ...................................................... |
53 |
|
|
Оглавление |
149 |
|
2UT .11.1. Титрование сильной кислоты сильным основанием |
|
|
|
|
(и наоборот).................................................................... |
53TU |
|
2TU .11.2. Титрование слабой кислоты сильным основаниемT...... |
57U |
|
|
2TU .11.3. Титрование слабого основания сильной кислотойT ...... |
61U |
|
|
2UT .11.4. Титрование многопротонных кислотTU ............................ |
63 |
|
|
2UT .11.5. Титрование сопряженных оснований |
|
|
|
|
многопротонных кислот................................................ |
64TU |
|
2UT .11.6. Титрование смеси сильной и слабой кислот, смеси |
|
|
|
|
сильного и слабого оснований...................................... |
70TU |
|
2UT .12. Расчет индикаторных погрешностейTU...................................... |
71 |
|
|
2TU .12.1. Титрование сильной кислоты сильным основаниемT ... |
71U |
|
|
2UT .12.2. Титрование слабых кислот сильными основаниямиU |
|
|
|
|
иU слабых оснований сильными кислотамиU .................. |
73T |
|
ЗадачиUT |
для самостоятельного решенияTU ........................................... |
76 |
ГлаваUT |
3. Равновесия в гетерогенных системах.......................................... |
80TU |
|
|
3UT .1. Произведение растворимости и его применение |
|
|
|
для решения задач аналитической химии.................................. |
80TU |
|
|
3UT .2. Влияние рн раствора на процессы осаждения |
|
|
|
и растворения гидроксидов......................................................... |
83TU |
|
|
3UT .3. Влияние протолиза ионов осадка на его растворимость........ |
87TU |
|
|
3UT .4. Растворение солей слабых кислот в кислых средах................ |
90TU |
|
|
3UT .5. Дробное (избирательное) осаждениеTU ....................................... |
94 |
|
|
3UT .6. Расчет кривых титрованияTU ........................................................ |
97 |
|
|
ЗадачиUT |
для самостоятельного решенияTU ......................................... |
100 |
ГлаваUT |
4. Комплексные соединения в анализе ......................................... |
103TU |
|
|
4UT .1. Образование и устойчивость комплексных соединений...... |
103TU |
|
|
4UT .2. Расчет равновесий в растворах комплексных соединений... |
104TU |
|
|
4UT .3. Маскирование ионовTU ............................................................... |
107 |
|
|
4UT .4. Обнаружение ионовTU ................................................................. |
108 |
|
|
4UT .5. Растворение осадковTU................................................................ |
109 |
|
|
4UT .6. Растворимость осадка в избытке осадителя-комплексанта.. |
111TU |
|
|
4UT .7. Расчет кривых титрованияTU ...................................................... |
114 |
|
|
ЗадачиUT |
для самостоятельного решенияTU ......................................... |
117 |
ГлаваUT |
5. Равновесия в реакциях окисления-восстановления............... |
119TU |
|
|
5UT .1. Константа равновесияTU ............................................................. |
119 |
|
|
5UT .2. Окислительно-восстановительный потенциалTU ...................... |
121 |
|
|
5UT .3. Растворение металлов в кислотахTU .......................................... |
123 |
|
|
5UT .3.1. Растворение в сильных кислотахTU......................................... |
123 |
|
|
5UT .3.2. Растворение в слабых кислотахTU ........................................... |
126 |
|
|
5UT .4. Растворение сульфидов металловTU .......................................... |
126 |
|
|
5UT .5. Направление окислительно-восстановительных реакций.... |
128TU |
150 |
|
|
Расчеты ионных равновесий |
|
|
|
5UT .5.1. Влияние комплексообразованияTU.................................... |
128 |
|
|
|
5UT .5.2. Влияние концентрации ионов водородаTU ....................... |
131 |
|
|
|
5UT .5.3. Влияниефактораобразованиямалорастворимого |
|
|
|
|
|
соединенияTU........................................................................ |
132 |
|
5UT .6. Расчет кривых титрованияTU ...................................................... |
134 |
||
|
5UT .7. Расчет индикаторных погрешностейTU...................................... |
138 |
||
|
ЗадачиUT |
для самостоятельного решенияTU ........................................ |
140 |
|
СписокUT |
литературыTU ........................................................................................ |
142 |
||
ПриложенияUT |
TU .................................................................................................... |
|
144 |
|
IUT . Константы ионизации некоторых кислот и оснований..................... |
144TU |
|||
IIUT . Произведения растворимости некоторых малорастворимых |
|
|||
соединений .......................................................................................... |
145TU |
|||
IIIUT . Константы устойчивости некоторых комплексных ионов............. |
146TU |
|||
IVUT . Логарифмы констант равновесия редокс-переходовTU ...................... |
146 |
|||
VUT . Показатели титрования некоторых индикаторовTU ............................. |
147 |
|||
VIUT . Молярная растворимость некоторых газов в воде при 20 °сTU ......... |
147 |
Учебное издание
МАРЬЯНОВ Борис Михайлович
РАСЧЕЫ ИОННЫХ РАВНОВЕСИЙ Пособие по аналитической химии
Редактор Е.В. Лукина Оригинал-макет Д.М. Кижнер
Лицензия ИД № 04617 от 24.04.01. Подписано в печать 05.02.06. Формат 60х 841P P / 16B .B Бумага офсетная № 1. Гарнитура «Таймс». Печать офсетная.
Печ. л. 9,50; уч.-изд. л. 9,34. Тираж 500. Заказ №.
ОАО «Издательство ТГУ», 634029, г. Томск, ул. Никитина, 4 ОАО «Асиновская типография», г. Асино, ул. Проектная, 22