Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Курс Лекций по Неорганической Химии

.pdf
Скачиваний:
825
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
5.39 Mб
Скачать

25.Г.П. Жмурко, Е.Ф. Казакова, В.Н. Кузнецов, В.А. Яценко. Общая химия.

М.:.Академия, 2011. – 512 с.

26.В.А. Попков, Ю.А. Ершов, А.С. Берлянд. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.: Юрайт, 2011. – 560с.

27.В.В. Болтромеюк. Общая химия. Мн.: Высшая школа, 1912. – 624с.

28.И.А. Пресс. Основы общей химии для самотоятельного изучения. СПб: Лань,

2012. – 496с.

29.Н.Н. Павлов. Общая и неорганическая химия. СПб: Лань, 2011. – 496с.

30.В.В. Еремин, А.Я. Борщевский. Основы общей и физической химии. Долгопрудный: Изд. Дом «Интеллект», 2012. – 848с.

31.Л.А. Мечковский, А.В. Блохин. Химическая термодинамика. В 2 Ч. Ч.1. Минск:

БГУ, 2012. – 144с.

32.Е.В. Барковский, С.В. Ткачев, Л.Г. Петрушенко. Общая химия./Мн.: Вышэйшая школа, 2013. – 639 С.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Константы диссоциации кислот в водном растворе при 250 С.

Кислота

К1

К2

 

 

 

HI

1·1011

 

 

 

 

HBr

1·109

 

 

 

 

HCl

1·107

 

 

 

 

H2SO4

1·103

1,2·10-2

 

 

 

HNO3

4,36·10

 

 

 

 

HClO4

3,8·10

 

 

 

 

CCl3COOH

2,2·10-2

 

 

 

 

251

H2SO3

1,58·10-2

6,31·10-8

 

 

 

H3PO4

7,52·10-3

6,31·10-8

 

 

 

HF

6,61·10-4

 

 

 

 

HNO2

4·10-4

 

 

 

 

HCOOH

1,77·10-4

 

 

 

 

CH3COOH

1,754·10-5

 

 

 

 

H2CO3

4,45·10-7

4,69·10-11

 

 

 

H2S

6·10-8

1·10-14

 

 

 

HClO

5,01·10-8

 

 

 

 

HCN

7,9·10-10

 

 

 

 

H4SiO4

1,6·10-10

1,9·10-12

 

 

 

C6H5OH

1,0·10-10

 

 

 

 

H2O

1,8·10-16

 

 

 

 

Константы диссоциации оснований в водном растворе при 250 С.

Основание

К1

К2

 

 

 

KOH

2,9

 

 

 

 

NaOH

1,5

 

 

 

 

LiOH

0,44

 

 

 

 

Ba(OH)2

 

0,23

 

 

 

Sr(OH)2

 

0,15

 

 

 

Ca(OH)2

 

4,3·10-2

 

 

 

Mg(OH)2

 

2,5·10-3

 

 

 

Fe(OH)2

1,2·10-2

5,5·10-8

 

 

 

CH3NH2

4,2·10-4

 

 

 

 

NH3

1,7·10-5

 

 

 

 

Zn(OH)2

1,3·10-5

4,9·10-7

 

 

 

252

Al(OH)3

8,3·10-9

2,1·10-9

 

 

 

C6H5NH2

3,8·10-10

 

 

 

 

Fe(OH)3

4,8·10-11

1,8·10-11

 

 

 

Произведения растворимости (ПР)

(водная среда, 25 oС)

Вещество

ПР

 

 

AgBr

5,0.10-13

 

 

Ag2C2O4

1,1.10-11

 

 

Ag2Cr2O7

2,0.10-7

 

 

Al(OH)3

5,7.10-32

 

 

BaSO3

8,0.10-7

 

 

Be(OH)2

8,0.10-22

 

 

CaCO3

4,4.10-9

 

 

CaSO4

3,7.10-5

 

 

CdS

6,5.10-28

 

 

Cr(OH)3

1,1.10-30

 

 

CuI

1,1.10-12

 

 

Fe(OH)2

7,9.10-16

 

 

Hg2Br2**

7,9.10-23

 

 

HgS

1,4.10-45

 

 

LiF

1,5.10-3

 

 

Mg(OH)2

6,0.10-10

 

 

Ni(OH)2

1,6.10-14

 

 

Pb(BrO3)2

1,6.10-4

 

 

PbCrO4

2,8.10-13

 

 

Pb(OH)2

5,5.10-16

 

 

Вещество

ПР

 

 

AgBrO3

5,8.10-5

 

 

AgCl

1,8.10-10

 

 

AgI

2,3.10-16

 

 

BaCO3

4,9.10-9

 

 

BaSO4

1,8.10-10

 

 

Bi(OH)3

3,0.10-36

 

 

CaF2

4,0.10-11

 

 

CaWO4

1,6.10-9

 

 

Co(OH)2

1,6.10-15

 

 

CuCN

3,2.10-20

 

 

Cu(OH)2

5,6.10-20

 

 

FeO(OH)*

2,2.10-42

 

 

Hg2Cl2**

1,5.10-18

 

 

KIO4

8,3.10-4

 

 

Li3PO4

3,2.10-9

 

 

Mn(OH)2

2,3.10-13

 

 

NiS

9,3.10-22

 

 

PbC2O4

7,3.10-11

 

 

PbF2

2,7.10-8

 

 

PbS

8,7.10-29

 

 

Вещество

ПР

 

 

Ag2CO3

8,7.10-12

 

 

Ag2CrO4

1,2.10-12

 

 

Ag2S

7,2.10-50

 

 

BaCrO4

1,1.10-10

 

 

BaWO4

5,0.10-9

 

 

Bi2S3

8,9.10-105

 

 

Ca(IO3)2

1,9.10-6

 

 

Cd(OH)2

2,2.10-14

 

 

CoS

1,8.10-20

 

 

CuCl

2,2.10-7

 

 

CuS

1,4.10-36

 

 

FeS

3,4.10-17

 

 

Hg2I2**

5,4.10-29

 

 

Li2CO3

1,9.10-3

 

 

MgF2

6,4.10-9

 

 

MnS

2,5.10-10

 

 

PbBr2

5,0.10-5

 

 

PbCl2

1,7.10-5

 

 

PbI2

8,7.10-9

 

 

PbSO4

1,7.10-8

 

 

253

RaSO4

4,3.10-11

 

SnS

3,0.10-28

SrCrO4

2,7.10-5

 

 

 

 

 

 

 

SrSO4

2,1.10-7

 

Tl2CO3

4,0.10-3

TlCl

1,9.10-4

 

 

 

 

 

 

 

Tl2CrO4

1,0.10-12

 

Tl2S

3,0.10-9

Tl2SO4

1,5.10-4

 

 

 

 

 

 

 

Zn(OH)2

3,0.10-16

 

ZnS

7,9.10-24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стандартные электродные потенциалы окислительно-восстановительных систем

окисленная

количество

восстановленная

Е0, В

форма

электронов

форма

 

 

 

 

 

F2

2e

2F-

2,87

 

 

 

 

O3 + 2H+

2e

O2 + H2O

2,07

 

 

 

 

H2O2 + 2H+

2e

2H2O

1,77

 

 

 

 

Au+

1e

Au

1,68

 

 

 

 

MnO4- + 8H+

5e

Mn2+ + 4H2O

1,51

 

 

 

 

HClO + H+

2e

Cl- + H2O

1,50

 

 

 

 

PbO2 + 4H+

2e

Pb2+ + 2H2O

1,46

 

 

 

 

ClO3- + 6H+

6e

Cl- + 3H2O

1,45

 

 

 

 

ClO4- + 8H+

8e

Cl- + 4H2O

1,38

 

 

 

 

Cl2

2e

2Cl-

1,34

 

 

 

 

Cr2O72- + 14H+

6e

2Cr3+ + 7H2O

1,33

 

 

 

 

MnO2 + 4H+

2e

Mn2+ + 2H2O

1,23

 

 

 

 

Pt2+

2e

Pt

1,20

 

 

 

 

Br2

2e

2Br-

1,07

 

 

 

 

HNO2 + H+

1e

NO + H2O

1,00

 

 

 

 

NO3- + 4H+

3e

NO + 2H2O

0,96

 

 

 

 

Hg2+

2e

Hg

0,84

Ag+

1e

Ag

0,80

 

 

 

 

Fe3+

1e

Fe2+

0,77

 

 

 

 

254

O2 + 2H+

2e

H2O2

0,68

 

 

 

 

I2

2e

2I-

0,54

 

 

 

 

Cu2+

2e

Cu

0,34

 

 

 

 

SO42- + 2H+

2e

SO32- + H2O

0,22

 

 

 

 

Sb3+

3e

Sb

0,20

 

 

 

 

Cu2+

1e

Cu+

0,16

 

 

 

 

Cu+

1e

Cu

0,15

 

 

 

 

2H+

2e

H2

0,0000

 

 

 

 

Fe3+

3e

Fe

-0,06

 

 

 

 

Pb2+

2e

Pb

-0,13

 

 

 

 

Sn2+

2e

Sn

-0,14

 

 

 

 

Ni2+

2e

Ni

-0,23

 

 

 

 

Co2+

2e

Co

-0,29

Cd2+

2e

Cd

-0,40

Cr3+

1e

Cr2+

-0,41

 

 

 

 

Fe2+

2e

Fe

-0,44

Cr3+

3e

Cr

-0,74

 

 

 

 

Zn2+

2e

Zn

-0,76

 

 

 

 

Cr2+

2e

Cr

-0,91

 

 

 

 

Mn2+

2e

Mn

-1,18

 

 

 

 

Al3+

3e

Al

-1,66

 

 

 

 

U3+

3e

U

-1,80

H2

2e

2H-

-2,23

 

 

 

 

Mg2+

2e

Mg

-2,37

Na+

1e

Na

-2,71

 

 

 

 

Ca2+

2e

Ca

-2,87

 

 

 

 

Sr2+

2e

Sr

-2,89

 

 

 

 

255

 

Ba2+

 

2e

 

 

Ba

 

 

-2,91

 

 

K+

 

1e

 

 

K

 

 

-2,92

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cs+

 

1e

 

 

Cs

 

 

-2,92

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rb+

 

1e

 

 

Rb

 

 

-2,92

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Li+

 

1e

 

 

Li

 

 

-3,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Константы устойчивости комплексных соединений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Комплексное

β

 

lgβ

Комплексное

β

 

 

lgβ

 

соединение

 

 

 

соединение

 

 

 

 

 

Ag(NH3)2+

1,7

. 107

7,22

FeOH+

3,2

. 104

4,50

 

Cd(NH3)42+

5,5

. 106

6,74

FeOH2+

8,5

. 1011

11,81

 

Cu(NH3)42+

5,6

. 1011

11,75

NiOH+

1,3

. 104

4,10

 

Ni(NH3)42+

4,7

. 107

7,67

HgOH+

4,0

. 1010

10,60

 

Ni(NH3)62+

2,0

. 108

8,31

PbOH+

2,0

. 106

6,30

 

Zn(NH3)42+

7,8

. 108

8,89

ZnOH+

1,0

. 105

5,00

 

HgBr2

9,6

. 1017

17,98

ZrOH3+

2,0

. 1014

14,30

 

HgBr3-

5,0

. 1020

20,70

AlOH2+

1,0

. 109

9,00

 

HgBr42-

2,7

. 1022

22,23

BiOH2+

50,0

 

1,70

 

HgCl2

1,7

. 1013

13,23

CdOH+

8,0

. 103

3,90

 

HgCl3-

1,5

. 1014

14,20

CoOH+

2,0

. 104

4,30

 

HgCl42-

2,0

. 1015

15,30

CrOH2+

1,2

. 1010

10,07

 

AlF4-

1,3

. 1019

19,10

CuOH+

2,0

. 106

6,30

 

MgC2O4

5,7

. 102

2,76

AlEDTA-

4,0

. 1016

16,60

 

Mg(C2O4)22-

1,7

. 104

4,24

CaEDTA2-

1,0

. 1014

14,00

 

Ag(CN)2-

0,9

. 1021

20,96

CdEDTA2-

2,9

. 1016

16,46

 

Hg(CN)42-

0,3

. 1042

41,40

CoEDTA2-

2,0

. 1016

16,30

 

Cd(CN)42-

0,1

. 108

7,12

CuEDTA2-

6,3

. 1018

18,80

 

Cu(CN)43-

0,2

. 1031

30,30

HgEDTA2-

5,0

. 1021

21,70

 

Fe(CN)64-

1,0

. 1037

37,00

NiEDTA2-

4,2

. 1018

18,62

 

Fe(CN)63-

1,0

. 1044

44,00

PbEDTA

1,1

. 1018

18,04

 

FeSal+

2,8

. 1017

17,44

ZnEDTA2-

3,1

. 1016

16,50

256

Сотрудники кафедры биохимии и биофизики МГЭУ имени А.Д. Сахарова(2011 год)

Таблица математических формул курса общей и неорганической химии

 

1

 

Стехиометрические законы

 

 

Закон эквивалентов

nэкв.1) = nэкв.2) = …

 

 

для масс и

nэкв.i)

 

 

растворов

 

 

 

реагирующих

m(А1 )/ Mэкв.(А1) = m(А2 )/ Mэкв.(А2) = … m(Аi

 

 

веществ

)/ Mэкв.(Аi)

 

 

 

Сэкв. (А1 ) . V(А1) = Сэкв. (А2 ) . V(А2) = … Сэкв.

 

 

 

i ) . V(Аi), где Сэкв. – нормальная концентрация

 

 

 

вещества в растворе, V – объем раствора

 

 

 

 

 

 

уравнение

pV= (m / M) RT, где m - масса газа; M -

 

 

Клапейрона-

молекулярная масса; p - давление; V - объем; T -

 

 

Менделеева

абсолютная температура (°К); R - универсальная

 

 

 

газовая постоянная (8,314 Дж/(моль · К) или 0,082

 

 

 

л атм/(моль · К))

2

 

Электронная структура атома и химическая связь

 

 

двойственная

λ = с/ν , где λ – длина волны, с – скорость света, ν

 

 

природа

– частота излучения;

 

 

 

257

 

электромагнитного

энергия фотона: Е = hν;

 

излучения и

для любой частицы:

λ = h/(m . v)

 

элементарных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

частиц

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значения, которые

Главное: n = 1,2,3…. ∞

 

могут принимать

Орбитальное: ℓ = 0,1,2,… n -1

 

квантовые числа

Магнитное: m = -ℓ, -(ℓ-1)…0…(ℓ+1), ℓ

 

 

Спиновое s = +1/2, -1/2

 

дипольный момент

µ = l × q

 

 

 

связи и молекулы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок связи в

ПС

nсв

 

 

n разр

;

 

 

двухатомных

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

молекулах в методе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Химическая термодинамика

 

 

 

Первый закон

Q = U + A/

 

 

 

(начало)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

термодинамики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тепловой эффект

rH0298 = ∑vi · fH0298,i - ∑vj · fH0298,j

 

химической реакции

 

 

 

прод.

 

исход.

 

(следствие закона

где rH0298 — теплота реакции, r — первая буква

 

Гесса)

слова rеасtiоп, νi, и

 

 

 

νj — количества (молей) веществ, вступивших в

 

 

реакцию, и продуктов реакции.

 

 

Размерность энтальпии реакции — кДж

 

Второй закон

S =

 

Qобр

 

 

 

 

(начало)

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

термодинамики.

S >

 

Qнебр ; S = k·1пW

 

 

Энтропия

 

 

T

 

 

 

 

обратимых и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

необратимых

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

процессов и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

смешения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия Гиббса –

G =

Н-Т S

 

 

 

связь первого и

Если

 

 

rG <0, то возможно самопроизвольное

 

второго законов

протекание прямой реакции

 

термодинамики

Если

 

rG >0, то возможно самопроизвольное

 

 

 

 

 

протекание обратной реакции

 

 

Амакс.

=

 

rG максимально-возможная работа,

 

 

совершенная за счет тепла, выделившегося в

 

 

результате химической реакции равна

 

 

изменению энергии Гиббса реакции

 

Третий закон

При абсолютной температуре Т = 00 К энтропия

 

термодинамики

идеального кристалла равна нулю S = 0

258

4

Химическая кинетика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость

 

 

 

с2

 

с1

 

c

 

 

 

химической реакции

V =

 

 

 

 

 

 

- скорость гомогенной

 

 

t2

 

t1

t

 

 

 

химической реакции;

 

 

 

 

 

V

 

n

 

- скорость гетерогенной химической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

t

 

 

 

 

 

 

 

 

реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V = k·[А]a · [В]b,

 

скорости

 

где k — константа пропорциональности,

 

элементарной

 

называемая константой скорости химической

 

химической

 

реакции, [А], [В] — концентрации веществ А и

 

реакции:

 

В, выраженные в единицах моль/л,

а, b

 

аА + bВ = dD + еЕ

стехиометрические коэффициенты

 

 

от концентраций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реагирующих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

веществ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правило

Вант-

 

 

 

 

 

 

гдеV1—скорость реакции при

 

Гоффа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зависимости

 

температуре T1, V2 — скорость при температуре

 

скорости

 

Т2. γ температурный коэффициент скорости

 

химической реакции

реакции

 

 

 

 

 

 

от температуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнение

 

 

 

 

 

 

 

Еа -

энергия

активации

 

Аррениуса

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

зависимости

 

реакции

 

 

 

 

 

 

скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

химической реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

от температуры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

константа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

равновесия для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обратимой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гомогенной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

реакции:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

аА + bВ = сС +dD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Связь константы

 

 

 

 

 

 

 

 

r G0T = -RТ lпКc

 

равновесия реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кc с величиной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изменения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стандартного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изобарно-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изотермического

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

потенциала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

259

(энергии Гиббса) r G0T реакции

5 Растворы

5.1Способы выражения концентрации растворов

Молярная

СМ =

 

n

(

моль

)

 

m

 

 

 

концентрация

Vраствора

 

л

V M

 

 

 

Молярная

Cэкв. =

 

nэкв .

 

(

моль.экв.

)

 

m

 

концентрация

Vраствора

 

л

 

V M экв.

 

эквивалента

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(нормальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

концентрация)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Массовая доля w(X) = m (X)/m(раствора)

Титр раствора

Т =

mв еществ а

(

г

)

 

 

 

 

 

 

V раств ора

мл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Молярная доля

χ (Аi) =

n( Ai

)

 

; процентах: χ (Аi) =

 

n( Ai

)

.

вещества

m

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n( Ai )

 

 

n( Ai )

 

 

 

 

i 1

 

 

 

 

 

i

1

 

 

 

100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Моляльная

Моляльная концентрация – это химическое

концентрация

 

количество вещества, растворенное в

 

 

 

одном килограмме растворителя:

 

 

 

Cm = mраств орителя ( кг )

5.2Связь различных способов выражения концентрации растворовn моль

Молярность -

СМ =

% 10

 

 

 

 

 

массовая доля (СМ -

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ω)

 

 

 

 

 

 

 

Моляльность –

 

.

 

1000

 

 

массовая доля (Cm

Cm = ω 1000/M(1 – ω) =

 

 

В случае

M (1

)

ω)

процентного выражения массовой доли:

 

 

.

 

 

% 1000

 

 

Cm = ω% 1000/M(100 – ω%) =

 

 

 

M (100 %)

 

 

 

 

 

 

Молярность –

Cэкв. = Z.CM

 

 

 

 

нормальность (СМ

 

 

 

 

 

 

 

Сэкв.)

 

 

 

 

 

 

 

5.3Коллигативные свойства растворов

закон Генри

ωВ = kВ · pB

(растворимость газа

где ωВ – массовая доля газа в насыщенном

в жидкости)

растворе, рВ – парциальное давление газа над

 

раствором, kВ – коэффициент

 

пропорциональности, называемый константой

 

Генри, характеризующий растворимость данного

 

газа в данном растворителе

260