配位平衡.pptx

1 离解反应：离解反应：FeF63-Fe3+6 F-一定温度下，达平衡时，一定温度下，达平衡时，意意义义：K不不稳稳 称称不不稳稳定定常常数数，其其值值愈愈大大，则则则则配配配配离离离离子愈不稳定。显然，它与子愈不稳定。显然，它与子愈不稳定。显然，它与子愈不稳定。显然，它与K K稳稳稳稳互为倒数。互为倒数。互为倒数。互为倒数。说明：说明：有的书有的书K稳稳与与K不稳不稳分别用分别用Kf 与与Kd表示。表示。即有：即有：2、计算配位平衡体系中、计算配位平衡体系中M、L与与ML。2、平衡常数、平衡常数Kf的应用：的应用：(1)、比较、比较 MLm稳定性大小，稳定性大小，L的配位能力大小，的配位能力大小，Mn大小。大小。对同类型配离子对同类型配离子（配位数相（配位数相 同），相同条件下，同），相同条件下，K稳越大则配离子越稳定。稳越大则配离子越稳定。例：例：Fe(CN)63-FeF63-Kf：1031 1016 稳定性稳定性 大大 小小 离解性：离解性：小小 大大 L的能力：的能力：大大 小小 Fe3 小小 大大3例例3：将将c(AgNO3)=0.04 molL-1的硝酸银溶液与的硝酸银溶液与c(NH3)=2.0 molL1氨水等体积混合，计算平衡时氨水等体积混合，计算平衡时 溶液中银离子的浓度。已知：溶液中银离子的浓度。已知：K稳稳=1.7107解：解：K稳稳=1.7107 很大，很大，可假设与可假设与NH3H2O 混合后混合后Ag+全部生成全部生成Ag(NH3)2+设平衡时设平衡时Ag+为为x mol/L，则由，则由 Ag+2NH3 Ag(NH3)2+反应前反应前 0.02 1.0 0.0反应后反应后 0.0 1.0-20.02 0.02平衡时平衡时 x 1.020.02+2x 0.02x 1.020.02 0.02 =0.964 解之得：解之得：x=1.3410-9(molL-1)该题主要是进行有关溶液体系中平衡组成的计算该题主要是进行有关溶液体系中平衡组成的计算5酸效应使酸效应使MLn稳定性被破坏稳定性被破坏 MLn +n H+nHL +Mn+(其中：其中：L=弱酸根，弱酸根，F-、SCN-、CN-、OH-、NH3)二、配位平衡移动二、配位平衡移动 配体浓度对配位平衡移动的影响配体浓度对配位平衡移动的影响 例例 M nL MLn c(L)，则平衡右移，有利于配离子的稳定。，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配位平衡与酸碱平衡6对同类配离子，对同类配离子，Kf、Ka、Kj、则、则MLn受受H效应作用越效应作用越 强，强，MLn 越不稳定。越不稳定。例例4：FeF63 6FFe3+6H+6HF 总反应为：总反应为：FeF63+6H+6HF+Fe3+7 加加H+，FeF63-被破坏被破坏。注意：注意：并非酸度越低越好，由于反应并非酸度越低越好，由于反应 同样也使配离子解离。这种现象称金属离子的同样也使配离子解离。这种现象称金属离子的水解效应。水解效应。FeF63-+3OH-=Fe(OH)3(s)+6F-8结论：结论：由于存在着配体的酸效应和金属离子的水解效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。应，所以配离子只能在一定的酸度范围内稳定存在。23 配位平衡与沉淀溶解平衡配位平衡与沉淀溶解平衡 取决因素：取决因素：Kf、Ksp；沉淀剂、配位剂浓度；沉淀剂、配位剂浓度.1、沉淀、沉淀 配离子配离子 通式通式：MXMXn n+m L ML+m L MLmm+nX+nX 说明：说明：说明：说明：X X为沉淀剂，为沉淀剂，为沉淀剂，为沉淀剂，L L为配位剂。为配位剂。为配位剂。为配位剂。求：求：9例例5：要使要使0.1 mol AgCl和和0.1 mol AgI完全溶完全溶 解于解于1升氨水中，至少需要氨水的浓度是多少？升氨水中，至少需要氨水的浓度是多少？若若0.1 mol AgI溶于溶于1升升KCN呢呢?已知：已知：Ksp(AgCl)=1.710-10,Ksp(AgI)=8.5110-17 KfAg(NH3)2+=1.7107,KfAg(CN)2-=1.01021解：解：设要溶设要溶0.1 mol 的的AgCl，平衡时，平衡时NH3的浓度为的浓度为 x molL-1，则，则 AgCl 2NH3 Ag(NH3)2+Cl-x 0.1 0.110解之得：解之得：x=1.82 mol/L则氨水的起始浓度至少为：则氨水的起始浓度至少为：c(NH3)=20.11.82=2.02 molL-1 设要溶设要溶0.1 mol 的的AgI，平衡时，平衡时NH3的浓度为的浓度为 y molL-1，则，则 解之得：解之得：y=2.63103 mol/L 则氨水的起始浓度至少为：则氨水的起始浓度至少为：c(NH3)=20.12.63 10 3 2.63 103 molL-111 解之得：解之得：Z=3.43 10-4 molL-1则则KCN的起始浓度至少为：的起始浓度至少为：c(KCN)=20.1+3.4310-4 0.2 molL-1结论结论：(1)AgI(1)AgI不溶于浓不溶于浓NHNH3 3H H2 2O O，可溶于稀，可溶于稀KCNKCN溶液。溶液。(2)(2)形成相同的配离子时，形成相同的配离子时，K Kspsp越大越容易转化。越大越容易转化。、设要溶、设要溶0.1 mol 的的AgI，平衡时，平衡时CN-的浓度为的浓度为 Z molL-1，则，则 AgI 2CN-Ag(CN)2-I-Z 0.1 0.112(2)配离子配离子 沉淀沉淀通式：通式：MLnnX MXn nL(说明：说明：X为沉淀剂，为沉淀剂，L为配位剂。为配位剂。)求：求：从上式：给定配合物从上式：给定配合物MLn，则，则Kf一定，若一定，若沉淀剂沉淀剂一定，则：一定，则：Ksp越小，越小，MLn越易转化为沉淀。越易转化为沉淀。13 如如 +Cl AgCl Ksp=10-10 大大 +Br AgBr Ksp=10-13 +I AgI Ksp=10-16 小小 具体计算：具体计算：Ag(NH3)2操作方法：操作方法：、从、从Kf求求Mn，考虑，考虑L过量；过量；、从、从Kj求求沉淀剂沉淀剂；、算、算Qc，比，比Ksp，作沉淀与否的结论。，作沉淀与否的结论。14例例6：有有有有一一一一溶溶溶溶液液液液，含含含含有有有有0.1mol0.1mol L L-1-1NHNH3 3和和和和0.1mol0.1mol L L-1-1 NHNH4 4ClCl以以以以及及及及0.01mol0.01mol L L-1-1 Cu(NHCu(NH3 3)4 4 2+2+配配配配离离离离子子子子，问问问问此此此此溶溶溶溶液能否生成液能否生成液能否生成液能否生成Cu(OH)Cu(OH)2 2沉淀？沉淀？沉淀？沉淀？已知已知已知已知:K:Kb b=1.8=1.8 1010-5 -5 K Kf f =4.8=4.8 10101212 K Kspsp=2.2=2.2 1010-20-20 解解：（1）求）求Cu2+。由反应。由反应:Cu2+4NH3 Cu(NH3)42+解之得：解之得：Cu2+=2.110-11 molL-115 解之得：解之得：OH-=1.810-5(molL-1)（3）求）求Qc。根据溶度积规则：根据溶度积规则：Qc=Cu2+OH-2 =2.110-11(1.810-5)2 =6.7510-21 Qc Kf(Re-Lm),；Kf(Ox-Lm)Kf(Re-Lm)，。Ox/Re17 、由能斯特方程求、由能斯特方程求、由能斯特方程求、由能斯特方程求 Ox/ReOx/Re解：解：、从、从Kf求求Mn(1)氧化还原平衡体系中加入配体：氧化还原平衡体系中加入配体：例例7、向向Hg2/Hg体系中加体系中加KCN,CN-=Hg(CN)42-=1mol/l 求求 (Hg2+/Hg)=?,已知：已知：(Hg2+/Hg)=0.851V Kf Hg(CN)42-=3.3104118结果：结果：往氧化还原平衡体系中加入配体，可使其往氧化还原平衡体系中加入配体，可使其 中的氧化型物质或还原型物质生成配离子，从中的氧化型物质或还原型物质生成配离子，从 而改变电对物质氧化还原性的相对强弱。而改变电对物质氧化还原性的相对强弱。答案：答案：对对 Hg2+/Hg 电对是任意态电对是任意态 对对 Hg(CN)42-/Hg 电对是标准态：电对是标准态：CN-=Hg(CN)42-=1mol/L 、关系式成立。关系式成立。问题：问题：、例、例7给定的条件是标准态吗给定的条件是标准态吗?、如果是标准态、如果是标准态,下列关系成立吗下列关系成立吗?(Hg 2+/Hg)=(Hg(CN)42-/Hg)19例例8：25oC 时时,往标准态下电对往标准态下电对Ag+/Ag中加入中加入NH3H2O，使，使NH3=1 molL-1，试计算此时，试计算此时的的(Ag+/Ag)（忽略体积变化）。（忽略体积变化）。已知：已知：(Ag+/Ag)=0.7996 V,Kf=1.7107 解：由电极反应：解：由电极反应：Ag+e Ag(s)(Ag+/Ag)=(Ag+/Ag)+0.0592lgAg+而而Ag+由以下配位平衡决定：由以下配位平衡决定：20 (Ag+/Ag)=(Ag+/Ag)+0.0592lgAg+=(Ag+/Ag)+0.0592lg(1/Kf)=0.7996+0.0592lg(1/1.7107)=0.373(V)显显然然,(Ag+/Ag)(Ag+/Ag)，说说明明Ag+的的氧氧化化能力减弱了能力减弱了。Ag+2NH3 Ag(NH3)2+平衡时：平衡时：NH3=Ag(NH3)2+=1mol/L21 Ag(NH3)2+/Ag=(Ag+/Ag)=(Ag+/Ag)+0.0592lgAg+=0.373V（注意：以上关系常用常考）（注意：以上关系常用常考）Ag(NH3)2+eAg+2NH3Ag(NH3)2+=NH3=1mol/l说明：说明：对电极反应对电极反应222.5 配位平衡间的相互转化配位平衡间的相互转化 通式：通式：可否转化：可否转化：、同类：、同类：Kf小者易转化为小者易转化为Kf大者。大者。Ag(NH3)2+2CN=Ag(CN)2-+2NH3 1.7107 1 可转化可转化 1 不可转化不可转化 1 取决于浓度取决于浓度 可转化。可转化。结论：结论：，则，则Kj。所以反应。所以反应总总 是由稳定常数小的向稳定常数大的配合物方向转化。是由稳定常数小的向稳定常数大的配合物方向转化。