配位平衡
Ag+ + 2NH3
反应前 0.02
1.0
[Ag(NH3)2]+ 0.0
反应后 0.0 1.0-2×0.02
0.02
平衡时 x 1.0-2×0.02+2x 0.02-x
1.0-2×0.02
0.02
=0.96
3
Kθf
[Ag(NH3 )2+ ] [Ag ][NH3 ]2
0.02 0.962 x
1.7 107
则KCN的起始浓度至少为: c(KCN)=2×0.1 + 3.43×10-4 0.2 mol·L-1
结论:(1) AgI不溶于浓NH3•H2O,可溶于稀KCN溶液。 (2) 形成相同的配离子时,Kθsp越大越容易转化11 。
(2) 配离子
沉淀
通式:MLn+nX
MXn nL
(说明:X为沉淀剂,L为配位剂。)
[Ag(NH3)2]+ + Cl-
0.1
0.1
K
θ j
[Ag(NH3 )2 ][Cl- ] [NH3 ]2
0.1 0.1 x2
Kθf
K
θ SP
9
解之得:x = 1.82 mol/L
则氨水的起始浓度至少为:
c(NH3) = 2×0.1+1.82 = 2.02 mol·L-1
② 设要溶0.1 mol 的AgI,平衡时NH3的浓度为
离解反应:[FeF6]3-
Fe3+ + 6 F-
一定温度下,达平衡时,
K不 θ 稳
[Fe3 ][F ]6 [FeF63 ]
K
θ d
意义:Kθ不稳 称不稳定常数,其值愈大,则配离 子愈不稳定。显然,它与K稳互为倒数。
即有:
Kθ稳
1 Kθ不稳
K
θ f
1 K θd
说明:有的书Kθ稳与Kθ不稳分别用Kfθ 与Kdθ表示。
NH3 )
5
K
θ j
[HL]n [Mn ] [MLn ] [H ]n
[L]n [L]n
K
θ f
1 (Kθa )n
对同类配离子,Kθf↓、Kθa↓、Kθj↑、则MLn受 H+效应作用越 强,MLn 越不稳定。
例4:[FeF6]3-
6F-+Fe3+ +
6H+
6HF 总反应为:[FeF6]3-+ 6H+
解之得:x= 1.34×10-9(mol·L-1)
该题主要是进行有关溶液体系中平衡组成的计算
4
二、配位平衡移动
配体浓度对配位平衡移动的影响
例 M + nL
MLn
c(L) ↗,则平衡右移,有利于配离子的稳定。
2.2 配位平衡与酸碱平衡
酸效应使MLn稳定性被破坏
MLn + n H+
nHL + Mn+
(其中:L=弱酸根,F-、SCN-、CN- 、OH-、
2
例3:将c(AgNO3) = 0.04 mol·L-1的硝酸银溶液与 c(NH3) =2.0 mol·L-1氨水等体积混合,计算平衡时 溶液中银离子的浓度。已知: Kθ稳=1.7×107
解:∵ Kθ稳=1.7×107 很大,可假设与NH3•H2O 混合后Ag+全部生成Ag(NH3)2+
设平衡时[Ag+]为x mol/L,则由
平衡常数 : Kθ
1
K
θf K
θ SP
Kθj
Kθj
[L]n [MLn ] [X]n
[Mn ]
1
[Mn ]
Kθf
K
θ SP
求:
[X沉淀剂 ]
n
[L]n
K
θ f
KθSP
[MLn ]
从上式:给定配合物MLn,则Kθf一定,若[沉淀剂]
一定,则: Kθsp越小,MLn越易转化为沉淀。
12
如 + Cl ―
1
2、平衡常数Kfθ的应用: (1)、比较 MLm稳定性大小,L的配位能力大小, [Mn+]大小。对同类型配离子(配位数相
同),相同条件下,Kθ稳越大则配离子越稳定。
例: Kfθ: 稳定性
Fe(CN)631031
大
FeF631016
小
离解性:
小
大
L的能力: 大
小
[Fe3+]
小
大
②、计算配位平衡体系中[M]、[L]与[ML]。
y mol·L-1,则
Kθj
[Ag(NH3 )2 ][I ] [NH3 ]2
0.1 0.1 y2
Kθf
KθSP
1.7 107 8.511017
解之得:y = 2.63×103 mol/L
则氨水的起始浓度至少为:
c(NH3)=2×0.1+2.63 × 10 3
2.63 ×103 mol·L-1
10
已知:Kθsp(AgCl)=1.7×10-10, Kθsp(AgI)=8.51×10-17 Kf{[Ag(NH3)2]+}=1.7×107, Kf{[Ag(CN)2]-}=1.0×1021
解:① 设要溶0.1 mol 的AgCl,平衡时NH3的浓度为 x mol·L-1,则
AgCl + 2NH3 x
③、设要溶0.1 mol 的AgI,平衡时CN- 的浓度为
Z mol·L-1,则
AgI + 2CN-
[Ag(CN)2-] + I-
Z
0.1
0.1
Kθj
[Ag(CN)2 ] [CN ]2
[I ]
0.1 0.1 Z2
Kθf
K
θ SP
1.0 1021 8.511017
解之得:Z = 3.43× 10 -4 mol·L-1
配离子
通式: MXn + m L
MLm + nX
说明:X为沉淀剂,L为配位剂。
Kθ
K
θ j
[MLm ][X]n [L]m
[Mn ] [Mn ]
K
θ f
K
θ SP
求:
[L]
m
[MLm ][X]n Kf KSP
8
例5:要使0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI完全溶 解于1升氨水中,至少需要氨水的浓度是多少? 若0.1 mol AgI溶于1升KCN呢?
6HF + Fe3+
6
Kθ
[HF]6 [Fe 3 [FeF63 ][H
] ]6
[F [F
]6 ]6
K
θ f
1
(K
θ a
)6
Kθj
Kθj
1
Kθ f (FeF63 )
(KHθ F )6
1 1016 (104 )6
108
1
∴ 加H+ ,FeF63- 被破坏。
注意:并非酸度越低越好,由于反应
Ag(NH3)2+ + Br― + I―
具体计算:
AgCl↓ Kθsp= 10-10 大 AgBr↓ Kθsp= 10-13 AgI ↓ Kθsp= 10-16 小
操作方法: ①、从Kfθ求[Mn+],考虑L过量; ②、从Kjθ求[沉淀剂]; ③、算Qc,比Kθsp,作沉淀与否的结论。
[FeF6]3- + 3OH- = Fe(OH)3 (s )+ 6F-
同样也使配离子解离。这种现象称金属离子的 水解效应。
7
结论:由于存在着配体的酸效应和金属离子的水解效
应,所以配离子只能在一定的酸度范围内稳定存在。
2.3 配位平衡与沉淀溶解平衡 取决因素:Kθf、Kθsp;沉淀剂、配位剂浓度.
1、沉淀