4. Кристаллогидраты и двойные соли

Многие кристаллогидраты являются комплексными соединениями. Например, CrCl₃ ∙ 6H₂O=[Cr(H₂O)₆]Cl₃.

В водном растворе существуют гидратированные ионы хрома [Cr(H₂O)₆]³⁺. Пятиводный сульфат меди также комплексное соединение, причем в соответствии с к.ч. (Cu²⁺) =4 во внутреннюю сферу входят 4 из 5 молекул воды: [Cu(H₂O)₄]SO₄∙H₂O.

К комплексным солям очень близко примыкают двойные соли, например квасцы

KAl(SO₄)₂∙12H₂O=1/2K₂SO₄∙Al₂(SO₄)₃∙24H₂O.

Различие между кристаллогидратами, двойными солями и комплексными соединениями заключается в их относительной прочности. Двойные соли при диссоциации дают все те ионы, которые находятся в растворах простых солей.

Пример1. K[Al(SO₄)₂]↔K⁺+Al³⁺+2SO₄^2-.

Двойные соли имеют малостойкую внутреннюю сферу, отличаясь этим от комплексных соединений.

Пример2. Сколько требуется BaCl₂, чтобы осадить SO₄^2- из 1 моля K[Al(SO₄)₂]?

Решение. Соль полностью распадается на ионы, следовательно, в растворе находится 2 моля SO₄^2-, для осаждения которых по реакции 2Ba²⁺+2SO₄^2-=2BaSO₄ требуется 2 моля Ba²⁺.

5. Устойчивость комплексных соединений

Комплексный ион способен диссоциировать на составные части. В растворе, содержащем комплексные ионы, устанавливается подвижное равновесие, к которому применим закон действующих масс. Например, [Co(NH₃)₆]³⁺↔Co³⁺+6NH₃.

Константа равновесия в этом случае называется константой нестойкости комплексного иона

Чем меньше K_н, тем более устойчив комплексный ион.

Пример1. Определить концентрации ионов и молекул в 0,1 М растворе [Zn(NH₃)₄]SO₄, К_н=2,6∙10^-10.

Решение. Диссоциация соли происходит по уравнению [Zn(NH₃)₄]SO₄=[Zn(NH₃)]₄²⁺+SO₄^-2, при этом из 0,1 моля соли образуется 0,1 моль комплексного иона и 0,1 моль SO₄^2-. Диссоциация [Zn(NH₃)₄]²⁺ протекает в незначительной степени ввиду низкого значения К_н. Из уравнения диссоциации [Zn(NH₃)₄]²⁺=Zn²⁺+ 4NH₃ видно, что [Zn²⁺]=4[NH₃]. Обозначив [Zn²⁺]=x, получим Решая это уравнение, найдем х=2,52∙10^-3 г∙ион/л и, следовательно, [NH₃]=10,1∙10^-3 моль/л.

Пример2. Определить степень диссоциации комплексного иона [Zn(NH₃)₄]²⁺ в 0,1 молярном растворе [Zn(NH₃)₄]SO₄.

Решение. Обозначим концентрацию [Zn²⁺], образовавшегося при диссоциации комплексного иона, через х. Тогда [NH₃]=4х, а [Zn(NH₃)₄]²⁺=(0,1- x) моль/л. Подставим равновесные концентрации компонентов в уравнение Поскольку х<<0,1, то 0,1–х ≈ 0,1. Тогда 2,6∙10^-11=256х⁵, х=2,52∙10^-3 моль/л и степень диссоциации комплексного иона

α=2,52∙10^-3/0,1=0,025=2,5%.

6. Список литературы, рекомендуемой к использованию

1. Васильченко Л.М., Сеницкая Г.Б., Халикова А.В., Яковлев В.М. Методические указания к выполнению лабораторных работ по химии для студентов всех специальностей очной формы обучения. – Самара: СамГУПС, 2009. – 46 с.

2. Васильченко Л.М., Сеницкая Г.Б., Халикова А.В., Яковлев В.М., Сотова Н.В., Химия: контрольные задания для студентов – заочников всех специальностей. – Самара: СамГУПС, 2008. – 100 с.

3. Васильченко Л.М., Сеницкая Г.Б., Халикова А.В., Яковлев В.М Курс лекций по химии для студентов 1-го курса железнодорожных специальностей всех форм обучения. Самара: СамГУПС, 2005. – 63 с.

4. Витинг Л.М., Резницкий Л.А. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие – 2-е изд. – М.: Изд-во Моск.ун-та, 1985. С.60-68.

5. Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/Под ред. А.И.Ермакова. – изд. 29-е, исправленное – М.: Интеграл-Пресс, 2002. С.354-378.

6. Глинка Н.Л Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие для вузов/ Под. ред. В.А.Рабиновича и Х.М.Рубиной – М.: Кнорус, 2011.- С.174-187 .

7. Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для технич. направлений и спец. вузов-6-е изд.,испр.-М.:Высш. шк., 2006. С.71-82

9