Heterogene ravnoteže taloženje i otapanje. u vodi u prisustvu zajedničkog iona u prisustvu kompleksirajućegreagensa pri različitim ph vrijednostima

Transcript

1 Heterogene ravnoteže taloženje i otapanje u vodi u prisustvu zajedničkog iona u prisustvu kompleksirajućegreagensa pri različitim ph vrijednostima

2

3

4

5

6 Ako je BA teško topljiva sol (npr. AgCl) dodatkom Ag+ iona u otopinu s Clionima dolazi do momentalnog taloženja AgCl. Brzo se uspostavlja heterogena dinamička ravnoteža između taloga i njegovih iona u otopini (primijeniti ZDM: ) Npr.: AgCl Ag + + Cl - K pt = [Ag + ][Cl - ] Produkt topljivosti (Kpt) je umnožak ravnotežnih koncentracija slobodnih iona u zasićenoj otopini iznad teško topljivog taloga.što je brojčana vrijednost Kpt manja to je i topljivost niža odnosno niža je koncentracija iona u otopini iznad taloga. Obrnuto, ako se želi taložiti neki ion s reagensom u teško topljiv produkt taloženje će biti to kvantitativnije što je produkt topljivosti toga spoja niži.

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21 Izačunajte konstantu produkta topljivosti srebrovog jodida ako topljivost te soli pri 5 C iznosi, g L 1.

22 , g L s =, g L = = 9,10 10 mol L 34,77 g mol K sp, AgI sp, AgI sp, AgI sp, AgI sp, AgI =? AgI(s) Ag + I K K K K s 1 s s + = Ag I = s + 9 ( 9,10 10 ) = = 8,

23 Izračunajte aktivitete barijevih i kloridnih iona ako je koncentracija BaCl c = 0,015 M. BaCl Ba + + Cl [Ba + ]= 0,015M [Cl ]= 0,015M µ= 1/(0,015 (+) + 0,015 (-1) 0,045 M Ba + Cl -

24 log f = 0,51z + Ba log f + = 0,51 ( + ) 0, 045 = 0, 433 Ba f a Ba Ba = = µ 0, ,367 = Ba f = 0, 015 0,367 = 5,51 10 Ba + 3 a Ba = 5,51 10 c = 1,50 10 mol L Ba

25 log f = 0,51z Cl log f = 0,51 ( 1) 0, 045 = 0,108 Cl f a Cl Cl = = µ 0, , 780 = Cl f = 0,015 0,780 = 1,17 10 Cl a Cl = 1,17 10 c = 1,50 10 mol L -1 Cl

26 U 10,0 ml otopine natrijeva klorida, c(nacl)=0,100 mol L -1, dodano je 10,0 ml otopine srebrova nitrata, c(agno 3 )= 0,00 mol L -1. Izračunajte koncentraciju klorida u ravnoteži i topljivost taloga u zadanim eksperimentalnim uvjetima.k sp (AgCl)= K sp (AgCl)=[ Ag + ] [Cl - ]= n(ag + )=10 ml 0, mmol ml -1 =,00 mmol n(cl - )=10 ml 0,1 mmol ml -1 =1,00 mmol n(ag + ) u suvišku =1,00 mmol [ Ag + ] u suvišku =1,00 mmol / 0 ml=0,05 mmol ml -1 =0,05 mol L -1 K sp (AgCl)=[ Ag + ] [Cl - ]=0,05 mol L -1 [Cl - ]= [Cl - ]= / 0,05 = 10-9 mol L -1 = S

27

28 Hoće li doći do taloženja željezova(iii) hidroksida u otopini koja sadrži 1, mol L 1 FeCl 3 i 1, mol L 1 NaOH? K sp Fe(OH) 3 = 3,

29 c(fecl 3) = 1,5 10 mol L Fe = 1,5 10 mol L c(naoh) = 1,5 10 mol L OH = c(naoh) = 1,5 10 mol L 5 1 = = = 5 poh log(1,5 10 ) 4,8 ph 9,18 ph = 9,18 H = 10 = 6, mol L Početak taloženja Fe( OH) : K { } 3+ sp Fe(OH) 3 = Fe OH + 9, { } 3 K Fe(OH) 3,8 10 OH = = =,94 10 mol L Fe 1, sp K 1,0 10 H = = OH,94 10 = ph =, w 3 1 3,40 10 mol L 1

30

31

32

33 U kojem području ph (najmanja i najveća vrijednost ph) je moguće kvantitativno odvojiti Fe 3+ i Fe + taloženjem u obliku hidroksida, ako je koncentracija obaju iona 0,010 mol/l. (Pretpostavljamo da je ion potpuno istaložen kada mu je koncentracija 10-6 mol/l i manja). K sp (Fe(OH) ) = K sp (Fe(OH) 3 ) =

34

35

36

37

38

39

40

41 OTAPANJE nagx uz nastajanje kompleksa IZRAČUNAVANJE c NH3 NH 3 AgCl [Ag(NH 3 ) ] + Cl

42 AgX + NH 3 [Ag(NH 3 ) ] + + X AgCl ; AgBr ; AgI K R = [ ( ) ] ] [ ] Ag NH + 3 X [ NH ] 3 [ + ] Ag [ + ] Ag K R =K spagx β komentar K spagx veći K R je veća talog se lakše otapa

43 PRIMJER Izračunati c NH3 =? za potpuno otapanje n AgCl =0,01mol u 1L otopine ( K spagcl =1, ) AgCl + NH 3 [Ag(NH 3 ) ] + + Cl 0,01mol 0,01M 0,01M K R = K AgCl β = 1, , K R = 4, [ ( ) ] ] [ ] Ag NH + 3 Cl 0,01M = [ NH ] c 3 0,01M NH 3 < K R (=) c NH3 >

44 0,01M 0,01M c NH = c 4 NH 3 = 4, c NH3 >0,15M K spagx K R c NH3 (M) AgCl 1, , ,15 lako se otapa AgBr 5, , ,74 AgI 8, , AgI se ne otapa u NH 3 AgBr se djelimično otapa u NH 3

45 S ' MA u f ph otopine MA M + + A H + HA, H A A (CO 3 ;S ;C O 4 ) PO 4 3 [H + ]ph S ' MA

46 NiS Ni + + S H + [ + ] [ ] H [ S ] HS [ + ] [ ] H HS K a = K a 1 = [ H S] K a =1, HS H + K a1 =5, H S

47 [Ni + ] [S ] [H + ][S ] [Ni + ]=c S c S =[S ]+ [HS ] + [H S] K a K a1 K a K a( uk ) = K a1 K a = [ ] [ ] H + S [ H S]

48 [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] 1 a a a S K K S H K S H S c + + = + + [ ] [ ] [ ] + + = a a a S K K H K H S c

49 [ ] = S S c S α [ ] [ ] a a a a a K K K H H K K + + = + + α S = K NiS =[Ni + ] [S ]=[Ni + ] c S α S S ' S '

50 S ` NiS = K α NiS Primjer Uporediti S ' NiS α i S ' NiS na ph= γ K NiSα =3, K NiSγ = 10 6 S [H + ]=10 α S =6, S' NiSα =0,68 M S ' NiS γ =1, M

51 OTAPANJE n ZnS 0,01mol u 1L OTOPINE ph=? K ZnSα =1, (*) ZnS + H + Zn + + H S 0,01mol 0,01M 0,01M [ + ] Zn [ HS] [ + ] H [ ] K R = S [ ] S = K K ZnS K a1 a

52 1, =, K R = 6,84 10 [H + ] > 0,065mol/L ph < 1,18 0,01 0,01,34 10 [ + ] H PRIMJER Za vježbu ph=? Za otapanje n 0,01mol CaC O 4 u 1L otopine (K sp =, ) za H C O 4 K a(uk) =3, K R = K sp ( CaCO ) K a1 K a 4 CaC O 4 +H + Ca + +H C O 4 Rješenje: [H + ] >0,36 ph <0,44

53 ZnS + CH 3 COOHZn + +H S+ Ac 0,01mol c=? 0,01 0,01 0,0 M K R = [ ] [ ] Zn CH COO [ H S] [ + + ] [ ] H S 3 [ CH COOH] [ + ] [ ] H S K R 3 K = ZnS K K CH COOH H S 3

54 = ( 5 ) 1, ,6 10 = 7, , ,01 ( 0,0) 0,01 1 c CH COOH 3 7, 10 c CH3 COOH > 74,7M ZnS netopljiv u CH 3 COOH

55 Konstanta ravnoteže za reakciju iznosi K=x10 - AgCl(s) + Br AgBr(s) + Cl - Konstanta ravnoteže za reakciju iznosi K=4,4x10-5 AgBr(s) + S - Ag S(s) + Br - Zadan je produkt topljivosti srebrovaklorida Ksp(AgCl)=1x10-10 Izračunaj produkt topljivosti srebrova sulfida

56

57 Poznati su produkti topljivosti srobovihalogenidaksp(agcl)=1x10-6; Ksp(AgBr)=4x10-13; Ksp(AgI)=1x10-16; Kojim će se redom taložiti navedeni halogenidisrebra ako u otopinu koja sadrži 0,10 M iona Cl-; iona Br-; iona I-;polagano dodajemo otopinu srebrovanitrata. U kakvom su omjeru koncentracija ioni Cl-; Br-i I-u otopini nakon što su se dva halogenidaistaložila dok je treći najtopiviji upravo postigao točku zasićenja.

58

59 Koji najveći ph mogu imati otopine koncentracije 0,1 M da se još ne bi istaložili pojedini sulfidi ako otopina sadrži 0,05 M sumporovodika. Ksp(NiS)=3x10-1 Ksp(ZnS)=7,4x10-7

60 Izračunaj maksimalnu koncentraciju kod koje još neće doći do taloženja CdSako je u 1 L otopine koja sadrži 0,1 M iona Cu + i 0,1 M iona Cd + dodan 1 mol kalijeva cijanida. K(Cd(CN 4 ) - )=1,4x10-19 K(HCN)= 7,9x10-10 K(H S)=1,4x10 - Ksp(CdS)=1,x10-8

61

62

63