Chuyên Đề Phức chất và bài tập cân bằng tạo phức trong trong dung dịch bồi dưỡng học sinh giỏi

Chuyên đề PHỨC CHẤT VÀ BÀI TẬP CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG TRONG DUNG DỊCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Nhóm Hóa học Trường THPT Chuyên Chu Văn An, Lạng Sơn I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương trình phổ thông chuyên đặc biệt là trong ôn thi HSG, phần hoá học phức chất là một phần khá trừu tượng và gây nhiều khó khăn cho học sinh để hiểu và vận dụng thành thạo. Khi học về phần này, nếu chỉ sử dụng sách giáo khoa chuyên thì học sinh khó hình dung và khó áp dụng các kiến thức vào giải các BTHH có liên quan. Do đó, để giúp hoc sinh tiếp cận kiến thức cơ bản về phức chất và biết áp dụng vào giải các bài tập nhất là bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch, chúng tôi xây dựng chuyên đề “PHỨC CHẤT VÀ BÀI TẬP CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG TRONG DUNG DỊCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI” II. NỘI DUNG A. Mục tiêu: * Về kiến thức: - Biết được khái niệm về phức chất, thành phần phức chất - Biết gọi tên và các loại đồng phân của phức chất - Biết dùng thuyết liên kết hóa trị để giải thích cấu tạo phức chất * Kĩ năng: - Vận dụng kiến thưc làm các bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch. B. Tài liệu tham khảo: 1. Hoá học vô cơ tập III. Hoàng Nhâm (trang 3 - 46) 2. Hoá học đại cương 1. Cấu tạo chất. Trần Thành Huế (397-422) 3. Hoá học phân tích. Câu hỏi và bài tập. Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (167-177) C. Tìm hiểu đại cương về phức chất: I. KHÁI NIỆM: 1. Khái niệm: * Phức chất: là hợp chất phức tạp được tạo thành từ ion phức và ion trái dấu (hoặc các phân tử trung hoà). * Ion phức: thường được hình thành bởi cation kim loại (thường là các ion kim loại chuyển tiếp) liên kết với các ion trái dấu hoặc phân tử có cực. Trong phức chất ion phức được đặt trong dấu [ ]. Vd: [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl; ion phức là [Ag(NH 3 ) 2 ] + 2. Thành phần: * Cầu nội: là ion phức được tạo bởi: + Ion (nguyên tử) trung tâm: là ion kim loại tạo phức + Phối tử: các ion trái dấu và phân tử phân cực liên kết trực tiếp với ion trung tâm + Số phối trí: số lượng phối tử liên kết trực tiếp với ion trung tâm * Cầu ngoại: là phần ion trái dấu liên kết với ion phức: Vd: phức chất [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl có cầu nội: [Ag(NH 3 ) 2 ] + ion trung tâm là: Ag + phối tử là: NH 3 số phối trí của Ag + là: 2 cầu ngoại: Cl - II. DANH PHÁP * số phối tử: - Phối tử 1 càng dùng tiếp đầu ngữ: đi, tri, tetra; penta, hexa…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6… - Phối tử nhiều càng dùng tiếp đầu ngữ: bis; tris; tetrakis; pentakis; hexakis…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6… * Tên phối tử: - Nếu phối tử là anion: tên anion + “o” F - floro S 2 O 3 2- tiosunfato Cl - cloro C 2 O 4 2- oxalato Br - bromo CO 3 2- cacbonato I - iođo HO - hiđroxo NO 2 - nitro CN - xiano ONO - nitrito SCN - tioxianato SO 3 2- sunfito NCS - isotioxianato - Nếu phối tử là phân tử trung hoà: tên của phân tử đó: C 2 H 4 : etylen; C 5 H 5 N: pyriđin; CH 3 NH 2 : metylamin… - Một số phân tử trung hoà có tên riêng: H 2 O: aqua; NH 3 : ammin; CO: cacbonyl; NO: nitrozyl Chú ý: tên phối tử trong phức: gọi tên theo trình tự chữ cái của anion rồi đến phối tử trung hoà. 1. Cation phức: phức chất với cầu nội là ion dương: Số phối trí + tên phối tử + tên ion trung tâm (hoá trị) + tên cầu ngoại Vd: [Ag(NH 3 ) 2 ]Cl: điamminbạc(I) clorua [Cu(NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) 2 ]SO 4 : bisetylenđiamin đồng (II) sunfat [Co(H 2 O) 5 Cl]Cl 2 : cloropentaaquacoban(III) clorua 2. Anion phức: phức chất với cầu nội là anion: Tên cầu ngoại + số phối tử + tên phối tử + tên ion trung tâm“at” (hoá trị) (tên latinh) K 3 [Fe(CN) 6 ]: Kali hexaxianoferat (III) Na[Al(OH) 4 ]: Natri tetrahiđroxoaluminat (III) 3. Phức trung hoà: Gọi tương tự như cation phức nhưng tên ion trung tâm thì gọi theo tên latinh: [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] điclođiamminplatin (II) [Co(H 2 O) 4 Cl 2 ] điclotetraaquacobant (II) III. ĐỒNG PHÂN 1. Đồng phân hiđrat hóa: là những chất có cùng thành phần nhưng khác nhau về chức năng (đặc điểm liên kết) của các phân tử nước trong thành phần của phức chất. Vd: [Cr(H 2 O) 6 ]Cl 3 : xanh hơi tím, tạo kết tủa với AgNO 3 theo tỉ lệ số mol 1:3 [Cr(H 2 O) 5 Cl]Cl 2 : màu lục, tạo kết tủa với AgNO 3 theo tỉ lệ số mol 1:2 [Cr(H 2 O) 4 Cl 2 ]Cl: màu lục, tạo kết tủa với AgNO 3 theo tỉ lệ số mol 1:1 2. Metame ion hoá: là những chất có cùng thành phần nhưng trong nước phân li thành các ion khác. Vd: [Co(NH 3 ) 5 Br]SO 4 ⇔ [Co(NH 3 ) 5 Br] 2+ + SO 4 2- [Co(NH 3 ) 5 SO 4 ]Br ⇔ [Co(NH 3 ) 5 SO 4 ] + + Br - 3. Đồng phân muối: là các chất có cùng thành phần nhưng phối tử của chúng là đồng phân vô cơ của nhau. Vd: [Co(NH 3 ) 5 NO 2 ]X: xanto màu vàng, không bị thuỷ phân trong môi trường axit [Co(NH 3 )5ONO]X: isoxanto màu nâu tươi, thuỷ phân khi tác dụng với axit gp NO 2 4. Đồng phân phối trí: là những chất có cùng khối lượng phân tử nhưng có sự phân bố khác nhau của các phối tử trong thành phần của các ion phức tạo nên phân tử hợp chất. [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 + K 3 [Cr(CN) 6 ] ⇔ 3KCl + [Co(NH 3 ) 6 ] [Cr(CN) 6 ] [Cr(NH 3 ) 6 ]Cl 3 + K 3 [Co(CN) 6 ] ⇔ 3KCl + [Cr(NH 3 ) 6 ] [Co(CN) 6 ] 5. Đồng phân hình học: là những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có sự phân bố khác nhau của các phối tử xung quanh ion trung tâm: Vd: [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] tồn tại hai đồng phân cis – trans: H 3 N Cl - H 3 N Cl - Pt 2+ Cl - NH 3 H 3 N Cl - Pt 2+ Cis điclorođiammin platin (II) Trans điclorođiammin platin (II) (da cam) (vàng nhạt) 6. Đồng phân quang học: là những chất có cùng khối lượng phân tử, các phân tử của chúng không có tâm đối xứng và không có mặt phẳng đối xứng. Do đó chúng có khả năng làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sang Vd: N Cl N NH 3 Co NH 3 Cl Cl N H 3 N N Co NH 3 Cl IV. GIẢI THÍCH LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT * Thuyết liên kết hoá trị 1. Luận điểm Liên kết hoá học hình thành trong phức chất được thực hiện bởi sự xen phủ giữa AO chứa cặp e riêng của phối tử với AO lai hoá trống có định hướng không gian thích hợp của hạt trung tâm. 2. Một số trường hợp lai hoá Dạng lai hoá Dạng hình học Một số ion trung tâm sp đường thẳng Ag + ; Cu + … sp 3 tứ diện Fe 3+ ; Al 3+ ; Zn 2+ ; Co 2+ ; Ti 3+ … dsp 2 vuông phẳng Pt 2+ ; Pd 2+ ; Cu 2+ ; Ni 2+ ; Au 3+ … d 2 sp 3 hoặc sp 3 d 2 bát diện Cr 3+ ; Co 3+ ; Fe 3+ ; Pt 4+ ; Rh 3+ … 3. Cường độ của phối tử - Các phối tử có tương tác khác nhau đến ion trung tâm, nó ảnh hưởng đến trạng thái lai hoá của ion trung tâm và từ tính của phức. Khả năng tương tác của các phối tử được xếp theo trình tự sau: I - <Br - <Cl - <SCN - <F - <HO - <C 2 O 4 2- <H 2 O<NCS - <Py<NH 3 <En<Đipy<NO 2 - <CN - <CO - Dãy phối tử được gọi là dãy quang phổ hoá học, những phối tử đứng trước có trường yếu hơn phối tử đứng sau. Thường những phối tử đứng trước NH 3 gây trường yếu, đứng sau NH 3 gây trường mạnh. 4. Các bước xác định cấu trúc ion phức Bước 1: Xác định cấu hình của ion trung tâm Bước 2: Dựa vào đặc điểm của phối tử (mạnh hay yếu) để xác định lai hoá của ion trung tâm. Bước 3: Viết giản đồ lai hoá AO của ion trung tâm và sự phân bố e của ion phức Bước 4: Trên cơ sở cấu hình e của phức, xác định các tính chất của phức theo VB. - Từ tính: thuận từ có e độc thân; nghịch từ e đã ghép đôi - Quang phổ của phức: màu của phức chất Vd: [Co(CN) 6 ] 3- Ion Co 3+ : ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ CN - là phối tử trường mạnh nên có sự dồn electron. Ion Co 3+ ở trạng thái lai hoá d 2 sp 3 d 2 sp 3 Dạng hình học của ion phức: CN - CN - CN - CN - Co 3+ CN - CN - Ion phức không còn electron độc thân nên có tính nghịch từ Vd 2: [CoF 6 ] 3- Ion Co 3+ : ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↑ F - là phối tử trường yếu không có hiện tượng dồn e. Ion Co 3+ ở trạng thái lai hóa sp 3 d 2 sp 3 d 2 Dạng hình học của ion phức: F - F - F - F - Co 3+ F - F - Ion phức còn electron độc thân nên có tính thuận từ 5. Ưu điểm và hạn chế - Ưu điểm: + Giải thích đơn giản liên kết hình thành và dạng hình học của phức chất + Giải thích được từ tính của phức chất - Nhược điểm: + Không giải thích được màu của phức chất V. TÍNH CHẤT 1. Cân bằng ion: Khi tan trong nước đa số các phức ion điện li ra ion phức và ion trái dấu: [Cu(NH 3 ) 4 ](OH) 2 → [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ + 2HO - K 3 [Fe(CN) 6 ] → 3K + + [Fe(CN) 6 ] 3- [Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2 → [Co(NH 3 ) 5 Cl] 2+ + 2Cl - 2. Cân bằng sonvat. Hằng số không bền: a. Khái niệm - Cân bằng sonvat là quá trình ion phức thay thế các phối tử ban đầu bằng phần tử dung môi: Vd: [Ag(NH 3 ) 2 ] + + 2H 2 O ⇔ [Ag(H 2 O) 2 ] + + 2NH 3 - Để đơn giản có thể bỏ qua sự có mặt của nước trong phương trình: [Ag(NH 3 ) 2 ] + ⇔ Ag + + 2NH 3 - Biểu thức hằng số cân bằng của quá trình trên: [ ] [ ] [ ] 24,7 23 2 3 10 )( − + + == NHAg NHAg K - Hằng số K là đại lượng đặc trưng cho độ bền của ion phức trong dung dịch, được gọi là hằng số không bền và kí hiệu là K kb : 1− = kbb KK - Hằng số K b càng lớn thì K kb càng nhỏ, phức chất càng bền - Quá trình tạo thành và phân li của ion phức xảy ra theo từng nấc, ứng với mỗi nấc có hằng số K b và K kb riêng: Vd: Ag + + NH 3 ⇔ [Ag(NH 3 )] K b1 = 10 3,32 [Ag(NH 3 )] + + NH 3 ⇔ [Ag(NH 3 ) 2 ] + K b2 = 10 3,92 b. Các yếu tố ảnh hưởng tới độ bền của phức chất - Bán kính, điện tích của ion trung tâm và của phối tử: bán kính càng nhỏ, điện tích càng lớn thì phức chất càng bền Vd: [Co(NH 3 ) 6 ] 2+ có K b = 2,45.10 4 ; [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ có K b =1,99.10 35 - Tỉ lệ kích thước giữa ion trung tâm và phối tử: tỉ lệ càng tương đương phức chất càng bền - Số phối trí: phức có số phối trí cực đại bền hơn có số phối trí thấp - Spin của ion trung tâm trong phức: Phức spin thấp bền hơn phức spin cao: Vd: [Co(SCN) 4 ] 2- có K b = 1,8.10 2 ; [Co(CN) 6 ] 4- có K b = 10 19 3. Tính axit – bazơ của phức - Sau khi hình thành liên kết trong phức chất, một phần mật độ e của phối tử di chuyển về phía ion trung tâm làm cho các liên kết của phối tử phân cực hơn, nên một số phối tử RH có khả năng nhường proton lớn hơn phân tử hoặc ion tự do, điển hình là nước: [M(H 2 O) n ] m+ + H 2 O ⇔ [M(H 2 O) (n-1) (OH)] (m-1)+ + H 3 O + [M(H 2 O) (n-1) (OH)] (m-1)+ + H 2 O ⇔ [M(H 2 O) (n-2) (OH)] (m-2)+ + H 3 O + v.v… Vd: [Al(H 2 O) 6 ] 3+ + H 2 O ⇔ [Al(H 2 O) 5 (OH)] 2+ + H 3 O + K a = 1,3.10 -5 - Cường độ tính axit-bazơ của phức phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất phân cực của ion trung tâm, điện tích của ion phức, độ phân cực của RH ở dạng tự do, độ bền của phức trong dd và ảnh hưởng tương hỗ của các phối tử. 4. Tính oxi hoá-khử - Sự tạo phức có ảnh hưởng lớn đến thế điện cực của kim loại chuyển tiếp: Vd: xét nửa phản ứng: Fe 3+ + e → Fe 2+ E 0 = 0,77V Trong dd có chứa ion CN - : [Fe(CN) 6 ] 3- + e → [Fe(CN) 6 ] 4- E 0’ = ? Theo phương trình Nerst có: V C C EE Fe Fe 36,0lg.059,0 2 3 0'0 =+= + + với 37 44 10.25,1 10.25,1 2 3 2 3 − − == + + + + Fe kb Fe kb Fe Fe K K C C Trong dd có chứa orthophenatrolin (Phen). Tính toán tương tự có: [Fe(phen) 3 ] 3+ + e → [Fe(phen) 3 ] 2+ E 0” = 1,12V - Thế của cặp oxi hoá khử phụ thuộc nhiều vào bản chất của phối tử. D. Bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch trong đề thi học sinh giỏi I. Nguyên tắc chung trong tính toán cân bằng - Mô tả trạng thái ban đầu của dung dịch. - Xét các tương tác hoá học → Xác định thành phần giới hạn (TPGH). - Mô tả các cân bằng (tính toán các hằng số cân bằng nếu cần). So sánh các hằng số cân bằng để rút ra cân bằng chủ yếu (bỏ qua các cân bằng không đáng kể so với cân bằng chính)→ Đánh giá bán định lượng bản chất của phản ứng trong dung dịch - Đluật tác dụng khối lượng + đluật bảo toàn vật chất khác → thiết lập các phương trình liên hệ. II. Một số bài tập bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch Bài 1. a. Giải thích các dữ kiện sau đây: Ag + + e ƒ Ag E 0 = 0,799V [Ag(NH 3 ) 2 ] + + e ƒ Ag + 2NH 3 E 0 = 0,379V b. Tính hằng số không bền tổng cộng của phức chất [Ag(NH 3 ) 2 ] + (ở 25 o C) từ các dữ kiện trên. Hướng dẫn giải: Ag + + e ƒ Ag E 1 0 = 0,799V → K 1 = 10 13,64 [Ag(NH 3 ) 2 ] + + e ƒ Ag + 2NH 3 E 2 0 = 0,379V → K 2 = 10 6,40 [Ag(NH 3 ) 2 ] + ƒ Ag + + 2NH 3 K kb = K 2 .K 1 -1 = 10 -7,24 Bài 2. Để tách vàng người ta ngâm hỗn hợp đất, đá, quặng chứa vàng được nghiền mịn trong dung dịch NaCN (hoặc KCN) và sục không khí nén liên tục vào dung dịch phản ứng trong ít ngày. Sau đó lọc thu dung dịch và cho tác dụng với kẽm bột. Viết các phương trình phản ứng xảy ra trong qui trình tách vàng nêu trên và tính hằng số cân bằng của các phản ứng đó.Cho biết: E o O 2 + 2H 2 O/4OH − = + 0,4V; E 0 Au(CN)2 - /Au = -0,60V; E 0 Zn(CN)4 2- /Zn = -1,26V Hướng dẫn giải: 4Au + O 2 + 8NaCN + 2H 2 O 4Na[Au(CN) 2 ] +4NaOH K 1 Zn + 2 Na[Au(CN) 2 ] Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Au K 2 4 x | Au + 2CN - Au(CN) 2 - + 1e -E 1 0 = 0,60V O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - E 3 0 = 0,4V 4Au + O 2 + 8NaCN + 2H 2 O 4Na[Au(CN) 2 ] +4NaOH => K 1 = 10 47,458 Zn + 4CN - Zn(CN) 4 2- + 2e E 2 0 = 1,26V 2x |Au(CN) 2 - + 1e Au + 2CN - E 1 0 = -0,60V Zn + 2 Na[Au(CN) 2 ] Na 2 [Zn(CN) 4 ] + 2Au => K 2 = 10 1,02 Bài 3. Khi tráng phim “ đen - trắng ”, lượng dư AgBr được loại khỏi phim âm bản bằng dung dịch Na 2 S 2 O 3 do tạo thành ion phức tan [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3- . Hãy tính độ tan ( mol.l -1 ) của AgBr trong dung dịch Na 2 S 2 O 3 1,0 M . Cho biết tích số tan K s của AgBr là 5.10 -13 và hằng số tạo phức β 2 của ion [Ag(S 2 O 3 ) 2 ] 3- là 4,7.10 13 . Hướng dẫn giải: AgBr ƒ Ag + + Br - K s = 5.10 -13 S S Ag + + 2 S 2 O 3 2- ƒ Ag(S 2 O 3 ) 2 3- β 2 =4,7.10 13 Áp dụng định luật bảo toàn nồng độ đầu, ta có: 3 2 3 2 ( ) Ag C S Ag Ag S O + + −     = = +     2 2 2 2 3 .Ag Ag S O β + + −       = +       = 2 2 2 2 3 .(1 )Ag S O β + −     = +     → 2 2 2 2 3 1 S Ag S O β + −   =     +   Mà Br S −   =   → K s = .Br Ag − +         = S. 2 2 2 2 3 1 S S O β −   +   = 2 2 2 2 2 3 1 S S O β −   +   =5.10 -13 → 2 2 13 13 2 2 2 3 (1 ) 5.10 .(1 4,7.10 .1 ) 4,85 s S K S O M β − −   = + = + =   Vậy độ tan của AgBr trong Na 2 S 2 O 3 1,0 M là 4,85M. Bài 4. 1. Cân bằng sau xảy ra trong dung dịch nước ở 25 o C: 2Cu + ⇌ Cu 2+ + Cu (r) (1) a. Tính hằng số cân bằng K 1 của phản ứng (1) b. Một dung dịch chứa CuSO 4 0,10M và Cu (r) rất dư. Tính nồng độ Cu + ở trạng thái cân bằng 2. K d của ion phức [Cu(NH 3 ) 2 ] + là 1,0.10 -16 . Hỏi dung dịch NH 3 0,20M có hòa tan hoàn toàn được 0,10 mol CuI (r) không ? Cho biết các số liệu sau ở 25 o C: E o (Cu + /Cu) = +0,522V ; E o (Cu 2+ /Cu) = +0,34V ; E o (I 3 - /I - ) = +0,54V E o (Cl 2 (k)/Cl - ) = +1,36V ; Tích số tan K s (CuCl, r) = 1,0.10 -16 K s (CuI, r) = 5,0.10 -12 Hướng dẫn giải: 1. a) 2Cu + ⇌ Cu 2+ + Cu Cu 2+ + 2e → Cu ∆G o = ∆G o a + ∆G o b Cu + + e -2FE o (Cu 2+ /Cu) = -FE o (Cu 2+ /Cu + ) - FE o (Cu + /Cu) E o (Cu 2+ /Cu + ) = 2.,034 – 0,522 = +0,158V ∆G o 298 = -F∆E o = -RTlnK 1 6 3 1 10.44,1 298.10.314,8 )158,0522,0(5,96 expexp = − = ∆ =⇒ − RT EF K o b) 2Cu + ⇌ Cu 2+ + Cu Nồng độ cân bằng: 2x 0,10 – x Vì K 1 rất lớn nên x << 0,10. Từ đó [ ] MCux x 424 2 6 10.64,210.32,1 4 10,0 10.44,1 −+− =⇒=⇒= 2. Để hoà tan hoàn toàn 0,10 mol CuI trong dung dịch NH 3 0,20M phải có: )()10,0( 4 10,0 3 CuIK K s d < . Thay K d = 1,0.10 -16 vào ta có: 343123213 16 10.25,1)10.0,5()(10.5,2)10,0( 4 10.10,0 −−− − ==>= CuIK s nên 0,10 mol CuI không thể tan hoàn toàn trong dung dịch NH 3 0,20M Bài 5. Có thể hoà tan hoàn toàn 100mg bạc kim loại trong 100ml dung dịch amoniac nồng độ 0,1M khi tiếp xúc với không khí được không? Cho biết nguyên tử khối của Ag = 107,88; hằng số điện li bazơ của amoniac là K b = 1,74.10 -5 ; các hằng số bền của phức [Ag(NH 3 ) i ] + tương ứng là: lgβ 1 = 3,32(i = 1) và lgβ 2 = 6,23(i = 2). Các thế khử (thế oxy hóa - khử) chuẩn ở 25 o C: E o (Ag + /Ag) = 0,799V; E o (O 2 /OH - ) = 0,401V. Áp suất riêng phần của oxy trong không khí là 0,2095atm. Phản ứng được thực hiện ở 25 o C. N Ag = 0,100 : 107,88 = 9,27.10 -4 mol Hướng dẫn giải: Số mol cực đại của NH 3 cần để tạo phức là: 9,27.10 -4 . 2 = 1,854.10 -3 M nghĩa là nhỏ hơn nhiều so với số mol NH 3 có trong dung dịch (10 -2 M). Vậy NH 3 rất dư để hoà tan lượng Ag nếu xảy ra phản ứng. Chúng ta sẽ kiểm tra khả năng hoà tan theo quan điểm điện hóa và nhiệt động: Ag + + e → Ag E 1 = E o 1 + 0,059lg[Ag + ] O 2 + 4e + H 2 O → 4OH - [ ] 4 22 2 lg 4 059,0 − += OH P EE O o Khi cân bằng E 1 = E 2 . Trong dung dịch NH 3 = 0,1M (lượng NH 3 đã phản ứng không đáng kể) ta có: [OH - ] = (K b .C) 1/2 = 1,32.10 -3 M ⇒ E 2 = 0,5607V. Vì E 2 = E 1 nên từ tính toán ta có thể suy ra được [Ag + ] = 9,12.10 -5 M Nồng độ tổng cộng của Ag + trong dung dịch: ∆G o ∆G o a ∆G o b 2 1 )2( 10,0 x x K − = [Ag + ] o = [Ag + ] + [Ag(NH # ) + ] + [Ag(NH 3 ) 2 + ] = [Ag + ](1 + β 1 [NH 3 ] + β 1 β 2 [NH 3 ] 2 ) = 15,5M Giá trị này lớn hơn nhiều so với lượng Ag dùng cho phản ứng. Vì vậy các điều kiện điện hóa và nhiệt động thuận lợi cho việc hoà tan 0,100g Ag Bài 6. Một dung dịch chứa 530 mmol Na 2 S 2 O 3 và một lượng chưa xác định KI. Khi dung dịch này được chuẩn độ với AgNO 3 thì đã dùng được 20 mmol AgNO 3 trước khi bắt đầu vẩn đục vì AgI kết tủa. Có bao nhiêu mmol KI trong dung dịch đã được chuẩn độ. Biết thể tích sau cùng là 200ml. Cho các giá trị: [ ] 3 + 2 14 + 17 2 3 2 3 (aq) kb (r) (aq) (aq) 2 Ag(S O ) Ag + 2S O ; K = 6,0.10 . AgI Ag + I ; T = 8,5.10 − − − − − € € Hướng dẫn giải: Do hằng số tạo phức của Ag(S 2 O 3 ) 3 3- , K f = (K d ) -1 = 1,667.10 13 là rất lớn nên hầu hết Ag + thêm vào sẽ tạo phức hết với S 2 O 3 2- => [Ag(S 2 O 3 ) 2 3- ] = 0,100M Số mmol S 2 O 3 2- tự do = 530 – (2.20) = 490 mmol => [S 2 O 3 2- ] = 2,450M Nồng độ ion Ag + tự do được tính từ K d K d = = 6,0.10 -14 => [Ag + ] là 1,0.10 -15 M Từ K sp = [Ag + ][I - ] = 8,5.10 -17 => [I - ] = 8,5.10 -2 M => mmol KI = 17,0 mmol Bài 7. Cho NH 3 vào 100 ml dung dịch X gồm Fe 3+ 0,10M; Al 3+ 0,10M; Zn 2+ 0,20M; H + 0,20M đến nồng độ 1,80M, thu được a gam kết tủa và dung dịch Y. Tính a và nồng độ các ion có trong dung dịch Y. Cho pK a NH 4 + = 9,24; β Zn(NH 3 ) 4 2+ = 10 8,89 ; pK s Mg(OH) 2 = 10,90 Hướng dẫn giải: Số mol ban đầu của mỗi ion là: n H + = 0,1.0,2 = 0,02 mol ; n Fe 3+ = 0,1.0,1 = 0,01 mol ; n Al 3+ = 0,1.0,1 = 0,01 mol ; n Zn 2+ = 0,1.0,2 = 0,02 mol Có các phản ứng: H + + NH 3 → NH 4 + (1) 0,02 0,18 - 0,16 0,02 Fe 3+ + 3NH 3 + 3H 2 O → Fe(OH) 3 + 3NH 4 + (2) 0,01 0,16 0,02 - 0,13 0,01 0,05 Al 3+ + 3NH 3 + 3H 2 O → Al(OH) 3 + 3NH 4 + (3) 0,01 0,13 0,05 - 0,10 0,01 0,08 Zn 2+ + 4NH 3 → Zn(NH 3 ) 4 2+ (4) [...]... Trên đây là một số bài tập phần cân bằng tạo phức trong dung dịch mà chúng tôi đã áp dụng trong giảng dạy Nó có thể dùng làm tài liệu học tập cho học sinh các lớp chuyên Hoá học và tài liệu tham khảo cho các thầy cô giáo trong giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở bậc THPT góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy và học tập môn Hoá học Tuy nhiên, đây chỉ là một phần rất nhỏ trong chương trình... độ NaCN bằng bao nhiêu? 2 Một dung dịch chứa các ion Ag+ và 0,020 mol/L NaCN So với ion bạc thì natri xianua rất dư pH của dung dịch này bằng 10,8 Trong dung dịch có cân bằng sau: Ag+ + 4CN− [Ag(CN)4]3− ; hằng số cân bằng β1 = 5,00.1020 Xác định tỉ số của c([Ag(CN) 4 ]3- ) trong dung dịch c(Ag + ) 3 Để tăng nồng độ của ion Ag+ tự do (chưa tạo phức) phải thêm vào dung dịch đó NaOH hay HClO4? Vì sao?... được dung dịch Z, giả sử thể tích dung dịch không đổi khi axit hóa Có thể tách hoàn toàn Cu2+ khi có Cd2+ trong dung dịch Z bằng cách điện phân dung dịch Z trong bình điện phân với hai điện cực platin phẳng, được không? 2 Hòa tan 6,5 gam KCN vào 100 ml dung dịch X (coi thể tích không đổi khi hòa tan KCN vào dung dịch) thu được dung dịch Y Tiến hành điện phân dung dịch Y trong bình điện phân với hai điện... – trong dung dịch khi hòa tan KCN là 1,00 M rất lớn so với nồng độ của Cu 2+ và Cd2+ Mặt khác Cd2+ có khả năng tạo phức bền với CN – và có β4 >> β3 ; β2 ; β1 nên giả sử Cd2+ tạo phức Cd(CN)42 – là chủ yếu Đối với Cu2+ là chất oxi hóa, trong khi CN – có tính khử và Cu+ tạo phức bền hơn Cu2+ nên có thể oxi hóa CN – tạo Cu+; mặt khác β4 >> β3 ; β2 nên chủ yếu tạo phức Cu(CN)43 – Các quá trình trong dung. .. 7,325.10-12 ⇒ [Fe3+] = 4,373.10-12; Bài 12 (Câu VII đề thi chọn đội tuyển olympic quốc tế năm 2006) Dung dịch A được tạo thành bởi CoCl2 0,0100 M, NH3 0,3600 M và H2O2 3,00.10−3 M 1 Tính pH và nồng độ ion Co2+ trong dung dịch A 2 Viết sơ đồ pin và tính sức điện động E của pin được hình thành khi ghép (qua cầu muối) điện cực Pt nhúng trong dung dịch A với điện cực Ag nhúng trong dung dịch K 2CrO4 8,0.10−3 M có... Ea = 0,5090 – 0,0302 = 0,479 (V) Bài 13 (Câu V đề thi chọn đội tuyển olympic quốc tế năm 2008) 2 Để xác định hằng số tạo phức (hay hằng số bền) của ion phức [Zn(CN) 4]2-, người ta làm như sau: Thêm 99,9 ml dung dịch KCN 1M vào 0,1 ml dung dịch ZnCl 2 0,1 M để thu được 100ml dung dịch ion phức [Zn(CN)4]2- (dung dịch A) Nhúng vào A hai điện cực: điện cực kẽm tinh khiết và điện cực so sánh là điện cực... Tính cân bằng :  → CuY ¬   Cu2+ + Y4- 0,01 õ’-1 = 10-10,01 0,09 0,01-x x 0,09 +x ⇒ x = 1,08.10-11 ⇒ [Cu2+] = 2,7.10-19 [NH3] = 0,0867; [HY3-] = 0,0838 Bài 11 Có dung dịch A chứa Al 3+ nồng độ 0,100 M và Fe3+ 0,050 M Có thể chuẩn độ riêng Fe 3+ bằng EDTA được không nếu pH trong quá trình chuẩn độ được duy trì bằng 2 ? Tính nồng độ cân bằng của các cấu tử khi đã thêm 25,0 ml và 75,0 ml dung dịch. .. Co(NH3)62+ 0,0040 M Tính pH của dung dịch: Co(NH3)63+ NH3 0,0060 M 0,3000 M OH− 0,0060 M Sự phân li của các phức chất trong dung dịch không lớn vì β lớn và có NH3 dư Tính pH theo cân bằng: NH3 + NH4+ H2O + OH− (2) 6.10-3 C 0,3000 [ ] (0,3000 - x) (6.10-3 + x) x x (0,0060 + x) = 10−4,76 0,3000 - x x = 7,682.10−4 . bài tập nhất là bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch, chúng tôi xây dựng chuyên đề “PHỨC CHẤT VÀ BÀI TẬP CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG TRONG DUNG DỊCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI” II. NỘI DUNG A Chuyên đề PHỨC CHẤT VÀ BÀI TẬP CÂN BẰNG TẠO PHỨC TRONG TRONG DUNG DỊCH BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Nhóm Hóa học Trường THPT Chuyên Chu Văn An, Lạng Sơn I. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong chương. D. Bài tập về cân bằng tạo phức trong dung dịch trong đề thi học sinh giỏi I. Nguyên tắc chung trong tính toán cân bằng - Mô tả trạng thái ban đầu của dung dịch. - Xét các tương tác hoá học