余高奇博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yugaoqi666 经典热力学也称平衡态热力学,研究系统由一个热力学平衡态变化至另一个热力学平衡态的准静态过程的自发性; 它是真实热力学过程发生的必要条件。

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配位平衡中游离金属离子浓度计算的一个细节问题

已有 744 次阅读 2024-5-16 09:27 |系统分类:教学心得

       本文拟结合具体实例,介绍配位平衡中,游离金属离子浓度计算的一个容易被忽视问题,供参考.

       [例][1]. 25℃时,将0.10mol·dm-3CuSO4溶液与6.0mol·dm-3 NH3·H2O溶液等体积混合,并建立配位

平衡;试计算混合溶液中游离的金属Cu2+浓度. 已知25℃时,Kθf[Cu(NH3)42+]=2.09×1013.

析:依题0.10mol·dm-3CuSO4溶液与6.0mol·dm-3 NH3·H2O溶液等体积混合时,氨水过量; 

       由于Kθf[Cu(NH3)42+]数值极大,溶液中Cu2+首先将与过量NH3·H2O溶液完全反应,全部生成

[Cu(NH3)4]2+配离子;

       溶液中游离的金属Cu2+是由[Cu(NH3)4]2+配离子再次解离得到.

 解:混合溶液中,c初始(Cu2+)=0.10mol·dm-3/2=0.050mol·dm-3

       c初始(NH3·H2O)=6.0mol·dm-3/2=3.0mol·dm-3

       混合结束后,c(Cu(NH3)42+)=0.050mol·dm-3

       设混合溶液中游离的金属Cu2+浓度为x.

       混合溶液中配位平衡关系式,参见如下式(1)所示:

       Cu2+(aq)+ 4NH3·H2O(aq)   →       [Cu(NH3)4]2+(aq)+ 4H2O(l)          (1)

       x                3.0-4×0.050mol·dm-3+4x     0.050mol·dm-3-x

      则:image.png

      由于配离子稳定,解离得到的x值相对较小,上式可化简为:

      image.png           (2)

      由式(2)可解得:

      x=3.89×10-17mol·dm-3

     即:配位平衡建立后,溶液中游离的金属Cu2+浓度,c(Cu2+)=3.89×10-17mol·dm-3

     ●结论

      配位平衡中,游离金属离子通常来源于配离子的重新解离.

参考文献

[1]天津大学无机化学教研室编. 无机化学(第五版).北京:高等教育出版社,2018,6:213.



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