Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Расчеты ионных равновесий.pdf
Скачиваний:
163
Добавлен:
30.05.2015
Размер:
2.28 Mб
Скачать

ПРИЛОЖЕНИЯ

I.Константы ионизации некоторых кислот

иоснований

 

 

К и с л о т ы

 

 

Название

 

Формула

Ка

рКа

Азотистая

 

HNO2

5,1 104

3,29

Бензойная

К1

С6Н5ОН

6,3 105

4,20

Винная

(СНОН)2(СООН)2

9,1 104

3,04

 

К2

 

4,3 105

4,37

Муравьиная

 

НСООН

1,8 104

3,75

Пероксид водорода

 

Н2О2

2,0 1012

11,70

Роданистоводородная

К2

HSCN

10

1

Серная

H2SO4

1,15 102

1,94

Сероводородная

К1

H2S

1,0 107

6,99

 

K2

 

2,5 1013

12,60

Синильная

 

HCN

5,0 1010

9,30

Угольная

К1 Н2СО3

4,5 107

6,35

 

К2

 

4,8 1011

10,32

Уксусная

 

СН3СООН

1,74 105

4,76

Фенол

 

С6Н5ОН

1,01 1010

10,0

Фосфорная (орто)

К1 Н3РО4

7,1 103

2,15

 

К2

 

6,2 108

7,21

 

К3

 

5,0 1013

12,30

Фтороводородная

 

HF

6,2 104

3,21

Щавелевая

К1 Н2С2О4

5,6 102

1,25

 

К2

 

5,4 105

4,27

4-Аминобензойная

 

H2NC6H4COOH

1,4 105

4,85

Пропионовая

 

СН3СН2СООН

1,3 105

4,87

 

 

Приложения

 

145

 

 

Основания

Продолжение

 

 

 

 

Название

Формула

Kb

pKb

Аммиака раствор

NH3 + H2O

1,76 105

4,755

Анилин

 

C6H5NH2

4,3 1010

9,37

Гидразин

 

N2H4 + H2O

9,3 107

6,03

Гидроксиламин

NH2OH + H2O

8,9 109

8,05

Лития гидроксид

LiOH

 

 

6,8 101

0,17

 

II. Произведения растворимости

 

некоторых малорастворимых соединений

 

Формула

Ks

рKs

 

Формула

Ks

рKs

 

соединения

 

соединения

 

Ag3AsO4

1 1022

22

 

Fe(OH)2

7,1 1016

15,15

AgCN

1,4 1016

15,784

 

Fe(OH)3

6,3 1038

37,2

AgCl

1,78 1010

9,75

 

KClO4

1,1 102

1,97

Ag3PO4

1,3 1020

19,89

 

Mg(OH)2

7,1 1012

11,15

Al(OH)3

3,2 1034

33,5

 

MnCO3

1,8 1011

10,74

BaCO3

4,0 1010

9,40

 

Mn(OH)2

1,9 1013

12,72

BaC2O4

1,1 107

6,96

 

Ni(OH)2

2,0 1015

14,89

BaCrO4

1,2 1010

9,93

 

PbCrO4

1,8 1014

13,75

BaSO4

1,1 1010

9,97

 

PbI2

1,1 109

8,98

BaSeO4

5 108

7,30

 

PbSO4

1,6 108

7,80

CaCO3

3,8 109

8,42

 

Sn(OH)2

6,3 1027

26,20

CaC2O4

2,3 109

8,64

 

SrCO3

1,1 1010

9,96

CaF2

4,0 1011

10,40

 

SrC2O4

1,6 107

6,80

CaSO4

2,5 105

4,6

 

SrSO4

3,2 107

6,49

Co(OH)2

6,3 1015

14,20

 

SrCrO4

3,6 105

4,44

Cr(OH)3

6,3 1031

30,20

 

ZnCO3

1,5 1011

10,84

Cu(OH)2

8,3 1020

19,8

 

Zn(OH)2

1,4 1017

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