background image

Związki kompleksowe przykłady obliczeń (przypomniec pojęcia związek kompleksowy, atom 
centralny, ligandy, omówić powstawanie kompleksów, stałe równowagi reakcji kompleksowania, 
zdefiniować stałą trwałości i nietrwałosci kompleksu).

1. Obliczyć stężenia jonów Ag

+

 

oraz SCN

¯

 w 0,05M roztworze K[Ag(SCN)

2

].

Rozwiązanie.
Związek ulega dysocjacji według równania K[Ag(SCN)

2

→ 

K

+

 

+ Ag(SCN)

2

¯

 Zakładamy, że ten proces zachodzi całkowicie, czyli stężenie początkowe jonu kompleksowego 
wynosi 0,05M (tyle samo, co stężenie K

+

). Jon kompleksowy Ag(SCN)

2

¯

 

ulega dalszej dysocjacji:

Ag(SCN)

2

¯

  

= Ag

+

 

+ 2 SCN

początkowo:   0,05 

    0          0

rownowaga:  0,05–x                x         2x
Oczywiście wspołczynniki przy x wynikają ze współczynnikow w równaniu chemicznym i są
dodatnie dla produktów i ujemne dla substratów. Wstawiamy tak wyznaczone wartości stężeń
do wzoru na stałą trwałości kompleksu 

β

. Z tabeli stałych trwałości należy wybrać stałą 

odpowiednią do występującej siły jonowej. Siła jonowa będzie wynikała przede wszystkim z 
dysocjacji kompleksu jako całości. Ponieważ K[Ag(SCN)

2

] jest elektrolitem typu 1–1, siła jonowa 

wynosi: I=0,05. Dla takiej wartości siły jonowej log 

β 

= 8,76, czyli 

β

=10

8,76

= 5,754・10

8

.

β =

[

Ag (SCN )

2

.

]

[

Ag

+

.

][

SCN

.

]

2

=

0.05− x

(2x)

2

 

ponieważ stała trwałości kompleksu jest duża to w przybliżeniu możemy przyjąć:

β ≈

0.05

(2x)

2

podstawiając wartość stałej trwałości otrzymujemy x =2,79x10

-4 

 Otrzymana wartość x jest mała, co 

potwierdza słuszność założenia, że 0,05 – x 

≈  

0,05. (Bez tego uproszczenia należałoby rozwiązać 

wielomian trzeciego stopnia względem x). 
Odp: Stężenie jonów Ag

+

 wynosi 2,79x10

-4

 

M a jonów SCN

¯

 

5,58x10

-4

 

M.

2. Obliczyć stężenie molowe jonów Ag

+

 

w roztworze otrzymanym przez zmieszanie 20 cm

0,1 M roztworu AgNO

i 80 cm

3

 

0,2 M roztworu amoniaku.

Rozwiązanie.
AgNO

+ 2 NH

= Ag(NH

3

)

2

NO

3

Obliczamy stężenia początkowe reagentow z uwzględnieniem wzajemnego rozcieńczenia:
C

AgNO3 

= 0,1・20/100 = 0,02 M

C

NH3 

= 0,2・80/100 = 0,16 M

Następnie obliczamy przybliżone stężenia, które wynikają z praktycznie całkowitego przebiegu
reakcji na prawo, do ustalenia się stanu równowagi:

AgNO

3

 + 2 NH

3

   =    Ag(NH

3

)

2

NO

3

początkowo:    0,02        0,16                    0
równowaga:    0,02–x      0,16–2x          0 + x
widać, że maksymalny przebieg reakcji jest możliwy dla x=0,02, gdy całość azotanu srebra 
przereaguje, w roztworze pozostanie nadmiar amoniaku, którego stężenie w stanie równowagi jest 
zmniejszone o tę ilość NH

3

, która przereagowała dając związek kompleksowy. Należy również 

wziąć pod uwagę, że stężenie Ag

+

  w rozpatrywanym przypadku nie może być dokładnie zerowe, 

bo stała równowagi β musiałaby mieć nieskończenie dużą wartość. Ponieważ w rytworze wodnym 
zarówno AgNO

3

 jak i Ag(NH

3

)

2

NO

3

 są całkowicie zdysocjowane na jony, więc [Ag(NH

3

)

2

+

]= c 

(Ag(NH

3

)

2

NO

3

). Jony NO

3

¯ nie odgrywają istotnej roli w tworzeniu kompleksów tym układzie.

background image

Obliczamy wartość siły jonowej, I = 0,1, dla której wartość stałej trwałości kompleksu Ag(NH

3

)

2

+

  

wynosi β=10

7,4

 = 2,51·10

7

. Zapisujemy wyrażenie na stałą trwałości kompleksu:

β =

[

Ag (NH

3

)

2

+

.

]

[

Ag

+

.

][

NH

3

]

2

 i podstawiając do niego: [Ag(NH

3

)

2

+

] = 0,02 M, [NH

3

] = 0,16–0,04 = 0,12 M,  

obliczamy stężenie jonów srebra:

[

Ag

+

.

]=

[

Ag (NH

3

)

2

+

.

]

β [

NH

3

]

2

=

5.55x10

8

3. Ile gramów amoniaku należy dodać do 1 dm

3

 

0,2 M roztworu ZnCl

2

, aby stężenie 

jonów Zn

2+

 

spadło poniżej 10

–5

 

M? Przyjąć, że objętość układu nie ulegnie zmianie. 

[stała trwałości dla kompleksu Zn(NH

3

)

4

2+ 

wynosi 

β = 1,25x10

9

]

Rozwiązanie:
 ZnCl

2

 

→ Zn

2+ 

+ 2 Cl

¯, przy czym [Zn

2+

] = [ZnCl2]. Jony chlorkowe nie biorą udziału w dalszych 

reakcjach. Piszemy równanie jonowe reakcji kompleksowania zachodzącej w tym układzie i 
dokonujemy bilansu składników, oznaczając stężenie początkowe dodanego amoniaku jako C:

Zn

2+

      

+ 4 NH

3

 

= Zn(NH

3

)

4

2+

poczatkowo:    0,2           C           0
po reakcji:      0,2–x       C–4x       x
Wiemy, że stężenie jonow Zn

2+

 

po reakcji ma wynosić 10

–5

M, stąd: 0,2–x=10

–5

, stąd stężenie 

kompleksu po reakcji wynosi x= 0,199M ≈ 0,2M. 
Wartości stężeń Zn

2+

 

i kompleksu po reakcji wstawiamy do wyrażenia na stałą trwałości kompleksu 

tak, aby były zgodne z bilansem i obliczamy stężenie amoniaku w stanie równowagi:

β =

[

ZnNH

3

)

4

2+.

]

[

Zn

2+ .

][

NH

3

]

4

[

NH

3

]=

4

[

Zn(NH

3

)

4

2 +.

]

β [

Zn

2+.

]

 czyli   [ NH

3

]=

4

0,2

1,25×10

9

10

5

=

0,063 M

Ponieważ [NH

3

] = 0,0632 = C–4x więc C=0,0632 + 4x = 0,0632+0,8 = 0,8632 M

Amoniak dodany do roztworu jest zużywany przede wszystkim na wytworzenie kompleksu 
Zn(NH

3

)

4

2+ 

(0,8M) a nadmiar w ilości 0,0632 M występuje w roztworze aby zapewnić stan 

równowagi.
Ilość gramów amoniaku jaką należy dodać do roztworu aby osiągnąć odpowiednie stężenie 
wolnych jonów cynku wynosi: m=nM=CVM = 0,8632mol/dm

3

 x1dm

3

 x 17g/mol= 14,67 g.

Odp: Do roztworu należy dodać co najmniej 14,67 g amoniaku.

Iloczyn rozpuszczalności (K

so

) , rozpuszczalność (S) , warunek wytrącenia osadu, kolejność 

strącania osadów, efekt wspólnego jonu, efekt solny

 4. Rozpuszczalność CaF

2

 

w wodzie wynosi 2,0x10

–4 

mol/dm

3

. Oblicz iloczyn rozpuszczalności.

Rozwiązanie:
CaF

2(s)

 <=> Ca

2+

 + 2F

¯

K

so

 = [Ca

2+

][F

¯]

2

[Ca

2+

] = S

[F

¯]

= 2S

Stąd: K

so

(CaF

2

) = S(2S)

2

 

= 4 S

3

Po podstawieniu wartości liczbowych otrzymujemy K

so 

= 3,2x10

–11

.

Odp: Iloczyn jonowy CaF

2

 

wynosi 3,2x10

–11

background image

5. Iloczyn jonowy SrSO

4

 

wynosi 3,44x10

–7 

(termodynamiczny, dla I=0). Oblicz:

a) rozpuszczalność SrSO

4

  

w wodzie (czyli stężenie roztworu nasyconego tego związku)

b) ile mg SrSO

4

  

zawarte jest w 200 cm

3

  

tego roztworu.

Rozwiązanie:
a) SrSO

4(s)

 <=> Sr

2+

 

+ SO

4

2–

      -                    x          x
 x to poszukiwana rozpuszczalność osadu - S
K

so(SrSO

4

)

 = [Sr

2+

 

][SO

4

2–

]

obliczając rozpuszczalność w wodzie używamy wartości K

so 

dla siły jonowej I=0

[Sr

2+

] = S,

[SO

4

2–

] = S

K

so(SrSO

4

)

 = S

2

√K

so 

 = 5,87x10

–4

 

M

b) m= nM= CVM (dla C=S)
m = 5,87x10

–4

 

M

 

mol/dm

3

0,2 dm

3

184 g/mol = 0,0216 g = 21,6 mg.

Odp: rozpuszczalność SrSO

w wodzie wynosi 5,87x10

–4

 

M, a w 200 cm

3

 

nasyconego roztworu 

znajduje się 21.6 mg tej substancji.

6. Do 50 cm

3

 

0,02 M roztworu CaCl

dodano 150 cm

3

 

0,1 M roztworu Na

3

PO

4

 

i rozcieńczono

wodą do objętości 500 cm

3

. Obliczyć czy w tych warunkach wytrąci się osad Ca

3

(PO

4

)

2

.

K

so

(

Ca3(PO4)2)

 = 4,0x10

–30

 

(dla I=0,1). Zaniedbać wpływ siły jonowej.

Rozwiązanie:
uwzględniając wzajemne rozcieńczenie liczymy bilansowe stężenia obu soli:
C

1

V

1

 = C

2

V

2

:

C(CaCl

2

) = 0,02 M*50 cm

3

 / 500 cm

3

 = 0,002 M

C(Na

3

PO

4

) = 0,1 M *150 cm

3

 / 500 cm

3

 = 0,03 M

Równanie dysocjacji fosforanu wapnia i wynikający z niego wzór na iloczyn rozpuszczalności:
Ca

3

(PO

4

)

2

 

(s)

 = 3Ca

2+

 + 2 PO

4

3–

K

so(Ca3(PO4)2)

 = [Ca

2+

]

3

[PO

4

3–

]

2

Obliczamy iloczyn stężeń jonów Q wg wzoru danego przez iloczyn rozpuszczalności
[Ca

2+

] = C(CaCl

2

), [PO

4

3–

] = C(Na

3

PO

4

)

Q=[Ca

2+

]

3

 [PO

4

3–

]

2

 = (0,002)

3

 (0,03)

2

 = 7,2·10

–12

Ponieważ 7,2·10

–12

 > K

so

 to roztwór jest przesycony i osad się wytrąci. Spowoduje to (jednoczesne) 

zmniejszenie stężeń jonów wapnia i jonów PO

4

3–

 aż do uzyskania równowagi, czyli do uzyskania 

przez iloczyn stężeń Q wartości zdefiniowanej przez iloczyn rozpuszczalności.

Uwaga!: Wytrąceniu Ca

3

(PO

4

)

towarzyszy powstanie NaCl, który pozostaje w roztworze i wnosi 

również swój wkład do siły jonowej roztworu. Wobec czego w stanie równowagi siła jonowa I 

≠0. 

W takim przypadku lepiej jest uzywać wartości K

so

(Ca

3

(PO

4

)

2

) dla I=0,1 niż termodynamicznego 

iloczynu rozpuszczalności (obliczonego dla I=0). Mimo wpływu siły jonowej na rozpuszczalność to 
warunek Q>K

sp 

jest spełniony rownież dla większych wartości siły jonowej, można zatem pominąć 

obliczenia z uwzględnieniem faktycznej siły jonowej w roztworze po wytrąceniu osadu.

7. Do 100 cm

3

 

roztworu zawierającego 0,001M AgNO

3

 

dodano 10 cm

3

 

nasyconego roztworu

PbBr

2

. Obliczyć, czy wytrąci się osad AgBr. [K

so PbBr2 

= 6,6x10

-6

, K

so AgBr

 = 5,3510

–13

]

Rozwiązanie
Wpływ siły jonowej zaniedbujemy, gdyż stężenia są niewielkie i użyjemy stałych 

background image

termodynamicznych (dla I=0).
Obliczamy stężenia występujące w nasyconym roztworze PbBr

2

.

PbBr

2(s)

 <=> Pb

2+

 

+ 2Br

S     2S

K

so

(PbBr2)

 = [Pb

2+

][Br 

]

2

K

so 

= S (2S)

2

 

= 4 S

3

=

3

K

so

4

0,012 czyli [Br

‾]

nas. 

= 2S = 0,0236 M.

Następnie korzystając z zależności C

1

V

= C

2

V

2

, liczymy bilansowe stężenia Ag

+

 

i Br

 

wynikające z 

rozcieńczenia roztworów (pomijamy kontrakcję i zakładamy, że objętość końcowa roztworu będzie 
równała się sumie objętości składnikow, czyli 110cm

3

[Br

‾] = 0,0236M   

10 cm

3

/110 cm

3

 

= 0,00215 M

[Ag

+

] = 0,001 M   

100 cm

3

/110 cm

3

 

= 9,09x10

–4

 

M.

Zapisujemy iloczyn Q, analogiczny do iloczynu rozpuszczalności AgBr
Q= [Ag

+

][Br 

]= 2,15・10

–3

 

9,09・10

–4

 

= 1,95x10

–6 

> K

so

(AgBr) = 5,35・10

–13

Jest to wartość większa od iloczynu rozpuszczalności AgBr, więc osad się wytrąci.

Uwaga: W ujęciu dokładniejszym powinniśmy posłużyć się warunkową stałą równowagi 
wyznaczoną dla siły jonowej wynikającej ze składu roztworu nad osadem. Jeżeli zastosowano 
nadmiar reagenta, wówczas I

≠ 0 i stosowanie do tych warunków termodynamicznego iloczynu 

rozpuszczalności (czyli słusznego dla I=0) może prowadzić do znacznych błędów, dlatego wyniki 
uzyskane na podstawie stałych termodynamicznych i stężeń molowych należy traktować jako 
pierwsze, zgrubne oszacowanie. 

8 . Obliczyć, ile razy rozpuszczalność SrSO

jest mniejsza w 0,01 M roztworze K

2

SO

stosunku do rozpuszczalności tej soli w czystej wodzie. Iloczyn rozpuszczalności siarczanu(VI) 
strontu (dla I=0) wynosi 3,44x10

–7

.

Rozwiązanie:
Rozpuszczalność soli w czystej wodzie wynosi:
K

so(SrSO4)

 = [Sr

2+

][SO

4

2–

], [Sr

2+

] = [SO

4

2–

] = S

czyli S=

√ K

so (SrSO4)

 

 

= 5,86x10

–4

 M.

W wyniku rozpuszczania SrSO

4

 w roztworze K

2

SO

4

 mamy dwa źrodła jonow siarczanowych:

roztwór K

2

SO

4

  i rozpuszczony osad, czyli

 [Sr

2+

≠  

[SO

4

2–

]. Po rozpuszczeniu x moli osadu (postęp reakcji = x), w stanie równowagi mamy 

następujący układ:

SrSO

(s) = Sr

2+

 

+ SO

4

2–

początkowo:    

        0       0,01

równowaga:                        x       0,01+x
Z definicji K

so

(SrSO

4

= x(0,01+x).  Ze względu na niewielką rozpuszczalność osadu możemy założyć, 

że 0,01+x

0,01 i K

so

(SrSO

4

)

 = x・0,01 co daje:

x = K

so

/0,01 = 3,44x10

–5

 

M.

Ponieważ x=[Sr

2+

], jest to jednocześnie rozpuszczalność osadu w roztworze K

2

SO

4

.

To stosunek rozpuszczalności SrSO

w obu cieczach wynosi S/x = 17.

Odpowiedź: rozpuszczalność SrSO

w czystej wodzie jest 17 razy większa niż w 0,01 M

roztworze K

2

SO

4

.

 Uwaga:
W dokładniejszych obliczeniach lepiej wziąć stałą termodynamiczną dla obliczenia 
rozpuszczalności w wodzie, ale stałą warunkową (dla I=3C= 0,03) dla obliczania rozpuszczalności 
w roztworze K

2

SO

4

. W tablicach mamy wartość dla I=0,0 oraz 0,05 i po interpolacji otrzymujemy: 

background image

pK(0,03) = pK(0) + 0,03/0,05*(pK(0,05)– pK(0)) = 6,048 stąd K(0,03) = 10

–6,048

 

= 8,95x10

–7

. Po jej 

zastosowaniu otrzymujemy x=8,95x10

–5

 

M, czyli 6,55 krotne zmniejszenie rozpuszczalności. Wynika 

to z nakładania się efektów wspólnego i obcego jonu. Jak widać, wpływ siły jonowej na wyniki jest 
znaczny. Zjawisko zmniejszenia rozpuszczalności w roztworze soli zawierającej jon wspólny z 
osadem jest wykorzystywane w chemii analitycznej przy przemywaniu osadow. 

9. Obliczyć rozpuszczalność AgCl w wodzie i w 0,1 M roztworze K

2

SO

4

.

Iloczyn rozpuszczalności AgCl wynosi 1,77x10

–10

.

Rozwiązanie:
Rozpuszczalność w wodzie: S=[Ag+] = 

√ K

so

 = 1,33·10

–5 

M

Rozpuszczalność w roztworze K

2

SO

4

. [K

+

]= 2C, [SO

4

2–

] = C.

Siła jonowa roztworu I = 0,3M
Z tablic mamy: K

so

(I=0,2)= 3,5·10

–10

 i K

so

(I=0,5) = 4,54·10

–10

.

Z interpolacji uzyskujemy pK

so

(I=0,3)= 9,418 czyli K

so

= 10

–9,418

 =3,82·10

–10

.

K

so

(I=0,3) = 3,82·10

–10

 stąd rozpuszczalność przy obliczonej sile jonowej wyniesie:

S

(I=0,3)

 = 

√3,82 10 

-10

 = 1,95·10

–5

 M.

Odp: Rozpuszczalność AgCl w wodzie: 1,33·10

–5

 M, a w 0,1 M roztworze K

2

SO

4

 1,95·10

–5

M.

10. Roztwór zawiera jednocześnie 0,003 mol/dm

3

 NaI, 0,005 mol/dm

3

 NaBr i 0,008 mol/dm

NaCl. Do tego roztworu stopniowo dodawano stężonego roztworu azotanu srebra. Oblicz,
która z soli srebra (AgCl, AgBr czy AgI) wytrąci się jako pierwsza i określ zakresy stężeń
jonow Ag

+

, w których będą się wytrącać poszczególne sole.

Iloczyny rozpuszczalności (dla I=0,1):
K

so

(AgCl) = 3,0x10

–10

; K

so

(AgBr) = 9,07x10

–13

; K

so

(AgI) = 1,44x10

–16

.

Ile moli czystego AgI możemy maksymalnie wytrącić z 0,5 dm

tego roztworu?

Rozwiązanie:
Ponieważ wszystkie osady są tego samego typu, 1–1, do porównania względnej rozpuszczalności 
możemy wykorzystać iloczyny rozpuszczalności. Najmniejszy iloczyn rozpuszczalności K

so 

posiada 

AgI, należy więc przypuszczać, że to właśnie on zostanie najwcześniej przekroczony i jako 
pierwszy wytrąci się osad AgI. Obliczmy stężenie jonow srebra, dla którego to nastąpi. Zakładamy, 
że stężenia anionów praktycznie nie zmniejszyły się poprzez rozcieńczenie dodanym roztworem 
AgNO

3

.

a) najmniejsze stężenie jonow Ag

konieczne do rozpoczęcia wytrącania AgI:

[Ag

+

] = K

so(AgI)

/[I

] = 1,44x10

–16

/0,003 = 4,80x10

–14

 M,

b) początek wytrącania AgBr
[Ag

+

] = K

so(AgBr)

/[Br

] = 9,07x10

–13

/0,005 = 1,8x10

–10

 M,

c) początek wytrącania AgCl
[Ag

+

] = K

so(AgCl)

/[Cl

] = 3,0x10

–10

/0,008 = 3,75x10

–8

 M,

zatem w miarę zwiększania stężenia jonow srebra mamy następujące obszary. Od zera do [Ag

+

]= 

4,80x10

–14

 M występuje roztwor nienasycony. Powyżej tej wartości wytrąca się AgI. Jodek srebra 

wytrąca się jako jedyny, aż do osiągnięcia stężenia Ag

+

 wynoszącego 1,8x10

–10

 M, od którego to 

momentu równocześnie zacznie wytrącać się AgBr.  Strącanie AgCl nastąpi gdy stężenie Ag

+

 

wzrośnie do wartości 3,75x10

–8

 M.

Obliczamy stężenie jonow jodkowych pozostałych w roztworze w momencie uzyskania nasycenia 
względem AgBr. Korzystamy z iloczynu rozpuszczalności AgI:
[I

]

nasAgBr 

= K

so

(AgI)/[Ag

+

]

nasAgBr 

= 1,44x10

–16

/1,8x10

–10

 

= 8,0x10

–7

 

M

W postaci osadu wydzieliło się więc
n = (C

– C

2

)V = (0,003 – 8,0x10

–7

) ・0,5 = 1,4996x10

–3

 

mola.

Ponieważ cały roztwór początkowo zawierał 1,5x10

–3

 

mola, stanowi to 99,97% osadu AgI.

background image

11. Obliczyć stężenie nasyconego roztworu AgCN w wodzie i w roztworze zawierającym 
mocny kwas dający [H

3

O

+

] = 0,1M. Ile razy rozpuszczalność w kwasie jest większa od 

rozpuszczalności w wodzie?
K

so

(AgCN, I = 0,0)

 = 6,02x10

–17

; K

so

(AgCN, I = 0,1)

 = 1,0x10

–16

;

K

a

(HCN, I = 0,1)

 = 3,79x10

–10

Rozwiązanie

:

a) rozpuszczalność w wodzie (pomijamy hydrolizę anionu w wodzie).
S

w

 = 

√K

so

 = 7,76x10

–9

 M.

b) rozpuszczalność w roztworze mocnego kwasu
Musimy uwzględnić rownowagę rozpuszczania osadu łącznie z równowagą protonowania
cyjankow, czyli z równowagą dysocjacji słabego kwasu, HCN.
Kso = [Ag

+

][CN

]

S = [Ag+]
S = [CN

] + [HCN]

Biorąc pod uwagę równanie reakcji dysocjacji HCN otrzymujemy:
K

a

 = [CN

][H

3

O

+

]/[HCN] => [HCN] = [CN

][H

3

O

+

]/K

a

czyli: 

S =[CN

]*(1+[H

3

O

+

]/K

a

Nastepnie korzystając z  wyrażenia na iloczyn rozpuszczalności obliczamy
K

so

 = [Ag

+

][CN

] = S

2

K

/(K

a

+[H

3

O

+

])

W naszym przypadku stężenie jonow [H3O

+

] jest znane. Jeżeli rozpuszczalność osadu w kwasie jest 

niewielka to możemy założyć, że równowagowe [H3O

+

] jest równe początkowemu stężeniu 

mocnego kwasu. Wobec czego obliczamy rozpuszczalność jako:
 S = √(Kso(K

a

+[H

3

O

+

])/ K

a

) = 1,64x10

-4

M

S/So

w

=20900

Odp: Rozpuszczalność w roztworze mocnego kwasu jest około 20900 razy większa niż w wodzie.

12. Przy jakim pH nastąpi ilosciowe (<10

–5

M) wytrącenia żelaza w postaci Fe(OH)

3

 

z roztworu 

zawierającego 0,01M FeCl

3

?

Rozwiązanie:
Siła jonowa roztworu wynika z obecności FeCl

3

 

i wynosi I=0,06.

Z interpolacji wartości iloczynu rozpuszczalnosci do siły jonowej równej I = 0,06 mamy pK

so

37,51; czyli K

so

 =

 

3,09x10

–38

[

OH

.

]=

3

K

so

[

Fe

3+.

]

=

1,45×10

11

M

Dla siły jonowej 0,06 stężeniowy iloczyn jonowy wody pK

w

 = 13,832 i f

(H+)

 = 0,83;

[H

+

] = 10

–13,832

/1,448x10

–11

 = 1,016x10

–3

 M

pH = log(a

H+

) =log (f・[H

+

])= log (0,83・1,016x10

–3

) = 3,07

Czyli aby ilościowo wytrącić wodorotlenek żelaza(III) z roztworu wystarcza, jeśli pH jest wyższe 
od 3,07.

background image

14. Ile moli amoniaku należy dodać do 100 cm

3

 0,01 M roztworu AgNO

3

, aby po dodaniu 50 

cm

0,2 M roztworu NaCl nie wytrącił się osad AgCl? Przyjąć, że dodanie NH

3

 nie spowoduje 

zmiany objętości.

Rozwiązanie.
Aby osad AgCl się nie wytrącił to iloczyn stężęń Q =[Ag

+

] i [Cl

] nie może przekroczyć wartości 

K

so(AgCl)

. Założmy, że Q = K

so(AgCl)

uwzględniając rozcieńczenie roztworów i zakładając brak kontrakcji obliczamy:
 [Cl

] = 0,2 M ・0,050 dm

3

 / 0,150 dm

3

 = 0,0667 M

czyli krytyczne stężenie Ag

+

: [Ag

+

] = K

so(AgCl)

/[Cl

]

[Ag+] = 1,77x10

–10

/0,0667 = 2,65x10

–9

 M

z bilansu  stężenie srebra w tym roztworze wynosi (z uwzględnieniem rozcieńczenia)
C

Ag

 = 0,01 M ・0,100 dm

3

 / 0,150 dm

3

 = 0,00667 M

Dla reakcji kompleksowania srebra amoniakiem mamy:

Ag

+

   +   2NH

3

   =    Ag(NH

3

)

2+

poczatkowo:  C

Ag

          C

NH3         

         0

równowaga:    C

Ag

–x      C

NH3

–2x         x

Ze względu na bardzo małe stężenie wolnych jonow Ag

+

 zakładamy, że  C

Ag

 jest równe stężeniu 

jonów kompleksowych Ag(NH

3

)

2+

Postęp reakcji x wynosi tyle, ile powstało kompleksu: x = C

Ag

–[Ag

+

≅  

0,00667M. 

Ponieważ osad AgCl nie powinien się wytrącić to taki bilans jest uzasadniony i wówczas 
C

Ag

 

≅  

[Ag(NH

3

)

2+

]

Ze wzoru na stałą trwałości kompleksu mamy:

β =

[

Ag (NH

3

)

2

+

.

]

[

Ag

+

.

][

NH

3

]

2

 z czego:  [ NH

3

]=

[

Ag NH

3

)

2

+

.

]

β [

Ag

+

.

]

=

0.317 M

Należy pamiętać, że dodawany amoniak zużywany jest rownież na wytworzenie Ag(NH

3

)

2+

Ponieważ [NH

3

] = C

NH3

–2x, to C

NH3

 = [NH

3

] + 2 [Ag(NH

3

)

2+

] = 0,3173 + 2・0,00667 = 0,331 M

czyli całkowita liczba moli amoniaku wyniesie:
n= C

NH3

 ・V= 0,331 mol/dm

3

0,150 dm

3

 = 0,0496 mola 

≅  

0,050 mola

Do obliczeń wzięliśmy objętość końcową, bo w końcowym roztworze musimy zapewnić właściwe 
stężenie amoniaku.
Odp: aby zapobiec wytrąceniu AgCl do roztworu AgNO

3

 należy dodać 0,050 mola amoniaku.