Перевод одних труднорастворимых электролитов в другие

РАСТВОРЕНИЕ ОСАДКОВ

Произведение растворимости необходимо учитывать при переведении труднорастворимых осадков в раствор. Предположим, нам требуется растворить осадок ВаСОз. Раствор, соприкасающийся с этим осадком, является насыщенным относительно ВаСОз. Это означает, что ионное произведение [Ва²⁺] * [CO₃^2-] равно ПР_BaCO3. Что произойдет, если добавить в раствор немного хлоро­водородной кислоты? Ионы водорода свяжут имеющиеся в растворе ионы СOз^2- в молекулы непрочной угольной кислоты.

Вследствие этого резко снизится концентрацияСOз^2-,ионное произведение станетменьше ПР_BaCO3. Раствор окажетсяненасыщеннымотносительноВаСОзи частьосадкаВаСО₃перейдет в раствор.При прибавлении достаточного количества кислоты можновесь осадок перевести в раствор. Следовательно, растворение осадка узнается тогда, когда ионное произведение труднорастворимого электролита станет меньше величины ПР. Для того, чтобы растворить осадок, в раствор вводят такой электролит, ионы которого могут образовать малодиссоциирующее вещество с одним из ионов электролита этим объясняется растворение, малорастворимых гидроксидов в кислотах:

Fe(ОН)₃+ЗНСl = FеСl + ЗН₂O.

Ионы ОН^- связываются в малодиссоциирующие молекулы H₂О.Ионы ОН^- можно связать и в другое малодиссоциирующее соединение путем введения ионов NН₄⁺:

Мg(ОН)₂+2NH₄С1 → МgСl₂ + 2NH₄ОН

Однако гидрат аммиака диссоциирует гораздо сильнее, чем вода, а следовательно, в растворе остается зна­чительная концентрация ионовОН^-. Поэтому при при­бавлении солей аммония растворяются только гидроксиды с достаточно большим значением ПР.

Перевод более растворимого соединения в менее растворимое. Представим себе, что у нас имеется осадок СаSO₄. Если к раствору с осадком добавить МgСОз, тоСаSO₄ превратитсяв СаСОз. Происходит это потому, что раствор над осадком содержит ионы Са²⁺.При при­бавлении МgСОз ионы Са²⁺ сталкиваются с ионами СO₃^2-, образуют молекулы СаСОз. Так какСаСОз менее растворим, чем СаSO₄ (ПР_сасо3,= 4,8 * 10^-9, а ПР_CaSO4 = 6,1*10^-5), концентрация Са²⁺ окажется достаточной, чтобы превысить произведение растворимости СаСОз. Поэтому СаСОз начнёт выпадать в осадок. Вследствие этого в растворе уменьшится концентрация Са²⁺, ионное произведение [Са²⁺]*[SO₄^2-] станет меньше величины ПР_CaSO4, и часть осадка СаSO₄ перейдет в раствор. Пере­шедшие в раствор Са²⁺ будут связываться сСО^2- и т. д. При прибавлении достаточного количестваNa₂CO₃произойдет полное превращение СаSO₄ в СаСОз. В данном случае происходит процесс, близкий к процессу растворения осадков.

Перевод менее растворимого соединения в более растворимое. В качестве примера рассмотрим превраще­ние сульфата бария (ПР_BaSO4 = 1,1 * 10^-10) в карбонат бария (ПР_BaCO3 = 7,0 * 10^-9). Этот перевод осуществляется значительно труднее, чем в предыдущем случае. Осадок ВаСОз будет образовываться тогда, когда [Ва²⁺] • [СOз^2-] >Првасо₃, Концентрация Ва²⁺ в растворе над осадком ВаSO₄ мала. Однако если прибавить очень большой избыток Nа₂СОз (концентрация ионов СО₃^2- должна быть больше концентрации ионов Ва²⁺ примерно в 100 раз), превращение будет проходить. В практике для полного перехода ВаSO₄ в ВаСОз к осадку ВаSO₄ добавляют раствор Nа₂СОз, нагревают, затем сливают жидкость, добавляют новую порцию раствора Na₂Соз, снова нагревают и т. д. Постепенно весь сульфат бария переходит в карбонат.

Возможность перевода одних малорастворимых элект­ролитов в другиеимеет большое практическое значение в качественном анализе. Сульфаты бария, кальция и стронция не растворяются в кислотах. Поэтому сульфаты этих катионов сначала переводят в карбонаты,растворяют в кислотах, а затем проводят систематический анализ смеси этих катионов.

Превращения одних малорастворимых соединений в другие могут быть использованы для разделения ионов. например, имеется осадок, состоящий из АgВr и Аg₂СгO₄. Если на этот осадок подействовать раствором КС1, Ag₂CrO₄ перейдет в АgС1 (менее растворимое соединение) и СrO₄^2- окажется в растворе, где его можно будет обнаружить. Вг^- будет оставаться в осадке, так как ПР_AgBr < ПР_AgCl

Ко́мплексные соединения _.

Ко́мплексные соединения или координационные соединения — частицы (нейтральные молекулы или ионы), которые образуются в результате присоединения к данному иону (или атому), называемому комплексообразователем, нейтральных молекул или других ионов, называемых лигандами. Теория комплексных соединений (координационная теория) была предложена в 1893 г. А. Вернером. Комплексные соединения, имеющие внешнюю сферу, в водном растворе полностью диссоцируют на комплексный малодиссоцирующий катион ([Ag(NH3)2]+) или анион ([Fe(CN)6]3−). Комплексные соединения без внешней сферы в воде нерастворимы (например, карбонилы металлов).Комплексные соединения разнообразны и многочисленны. Комплексная частица — сложная частица, способная к самостоятельному существованию в кристалле или растворе, образованная из других, более простых частиц, также способных к самостоятельному существованию. Иногда комплексными частицами называют сложные химические частицы, все или часть связей в которых образованы по донорно-акцепторному механизму. Комплексообразователь — центральный атом комплексной частицы. Обычно комплексообразователь — атом элемента, образующего металл, но это может быть и атом кислорода, азота, серы, йода и других элементов, образующих неметаллы. Комплексообразователь обычно положительно заряжен и в таком случае именуется в современной научной литературе металлоцентром; заряд комплексообразователя может быть также отрицательным или равным нулю. Лиганды (Адденты) — атомы или изолированные группы атомов, располагающиеся вокруг комплексообразователя. Лигандами могут быть частицы, до образования комплексного соединения представлявшие собой молекулы (Н₂О, CO, NH₃ и др.), анионы (OH−, Cl−, PO43− и др.), а также катион водорода H+. Внутренняя сфера комплексного соединения — центральный атом со связанными с ним лигандами, то есть, собственно, комплексная частица Внешняя сфера комплексного соединения — остальные частицы, связанные с комплексной частицей ионной или межмолекулярными связями, включая водородные. Координационное число (КЧ) — число связей, образуемых центральным атомом с лигандами. Для комплексных соединений с монодентантными лигандами КЧ равно числу лигандов, а в случае полидентантных лигандов — числу таких лигандов, умноженному на дентатность.

Дата добавления: 2015-06-04