12 配位平衡
配位平衡
可见，沉淀的溶解度越大，配合物的稳定性越大， 可见，沉淀的溶解度越大，配合物的稳定性越大，则K越 大，沉淀越易形成配合物而溶解。 沉淀越易形成配合物而溶解。 [Ag（ AgBr↓+2 K=1 [Ag（NH3）2]+ + Br－ = AgBr↓+2 NH3 K=1/ KspKf K 可见， 沉淀的溶解度越小，配合物的稳定性越弱， 可见 ， 沉淀的溶解度越小 ， 配合物的稳定性越弱 ， 则 K 越 配合物越易被破坏而转化为沉淀。 大，配合物越易被破坏而转化为沉淀。
若在1L水中溶解 例3:若在 水中溶解 若在 水中溶解0.10molZn(OH)2，需要加入多 少克固体NaOH？已知 f, Zn(OH)42- =4.6×1017，Ksp, 少克固体 ？已知K × Zn(OH)2=1.2×10-7 × K 解： Zn(OH)2（s）+2OH-= Zn(OH)42） 平衡时 x 0.10
二、配体性质的影响
配合物的稳定性与配体性质如酸碱性、螯合效应、 配合物的稳定性与配体性质如酸碱性、螯合效应、 空间位阻等因素有关，这里介绍一下配体的螯合效应。 空间位阻等因素有关，这里介绍一下配体的螯合效应。 多齿配体的成环作用使配合物的稳定性比组成和 结构近似的非螯合物高得多，这种现象叫做螯合效应 螯合效应。 结构近似的非螯合物高得多，这种现象叫做螯合效应。 例如， （ 例如，[Ni（NH3）6]2+的lgK=8.61， ， [Ni（en）3]2+的lgK=18.28。 （ ） 。 螯合效应与螯环的大小有关 螯环的大小有关， 螯合效应与螯环的大小有关，鏊合形成五元环或 六元环，配合物较稳定。 六元环，配合物较稳定。 螯合环的 有关。 螯合物的稳定性还与形成螯合环 数目有关 螯合物的稳定性还与形成螯合环的数目有关。一 般而言，形成的螯合环的数目越多，螯合物越稳定。 般而言，形成的螯合环的数目越多，螯合物越稳定。
溶液中的化学平衡-配位平衡
工业废水中的重金属离子常通过配位反应进行沉 淀或吸附，从而达到净化废水的目的。
环境化学中的配位平衡问题
土壤污染修复
土壤中的重金属离子与有机配体发生配位反应，影响重金属的迁移 和生物有效性，从而影响土壤污染修复效果。
水质监测与净化
水体中的重金属离子、有机污染物等可通过配位反应进行转化和去 除，确保水质安全。
02
在化学分析中，可以利用配位平衡常数来计算溶液中各组分的浓度。
03
在生物学中，配位平衡常数可以用来描述生物体内的金属离子与蛋白 质、酶等生物大分子之间的相互作用。
04
在环境科学中，配位平衡常数可以用来研究重金属离子在土壤、水等 环境介质中的迁移转化行为。
04
配位平衡在化学反应中的作 用
配位反应的速率影响
由能变化等参数，从而预测反应结果。
05
实际应用中的配位平衡问题
工业生产中的配位平衡问题
1 2 3
金属冶炼
在金属冶炼过程中，配位平衡对于控制金属离子 的溶解度和稳定性至关重要，直接影响金属的提 取率和纯度。
化学品的合成与分离
许多化学品的合成和分离涉及到配位平衡，如利 用配位反应合成有机金属化合物、分离稀有元素 等。
03
配位平衡的计算与表示方法
配位平衡的计算
配位平衡是溶液中一种重要的化学平衡， 主要涉及配位体和中心离子之间的相互 作用。
配位平衡的计算通常需要使用平衡常数，如 稳定常数和不稳定常数，来描述配位体和中 心离子之间的结合和解离程度。
平衡常数的值取决于温度、压力和 溶液的组成，可以通过实验测定或 计算得出。
形成配合物的条件
金属离子和配位体需要在一定的条件下形成配合物，如温度、压 力、浓度等。
配位平衡与沉淀平衡的关系_概述及解释说明
配位平衡与沉淀平衡的关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述:在化学反应中，配位平衡和沉淀平衡是两个重要的概念。
配位平衡是指当配位物与金属离子形成络合物时，附近的其他物质对于该反应中产生的络合物是否会形成影响。
沉淀平衡则是指当反应涉及到产生固体沉淀时，溶液中各组分之间达到平衡的状态。
本文旨在探讨配位平衡和沉淀平衡之间的关系，并解释它们之间的相关性。
1.2 文章结构:本文共分为五个部分进行描述和讨论。
首先，在引言部分将简要介绍配位平衡和沉淀平衡以及本文研究的目的。
接下来，将详细探讨配位平衡和沉淀平衡各自的概念、影响因素以及相应的特点。
然后，我们将解释说明这两者之间存在着何种关联性，并详细讨论一些实际应用案例。
最后，通过总结我们得出结论，并列出参考文献供读者进一步了解相关领域研究。
1.3 目的:本文旨在帮助读者全面了解配位平衡和沉淀平衡的概念，并探讨这两者之间的关系。
通过解释说明它们之间的相关性以及实际应用案例分析，本文旨在加深对配位平衡和沉淀平衡原理的理解，提供对相关领域研究的启示，并探索更多新的应用前景。
2. 配位平衡与沉淀平衡的关系：2.1 配位平衡的概念和影响因素：配位平衡是指在溶液中，配位物（通常为阴离子）与金属离子形成络合物的过程。
在配位平衡中，存在着一种特殊的化学吸引力作用，使得金属离子与配位物之间形成稳定的络合结构。
配位平衡受多种因素影响，包括温度、压力、pH 值、配体浓度等。
2.2 沉淀平衡的概念和影响因素：沉淀平衡是指在溶液中溶解度产生了反应，并导致沉淀形成的过程。
当某个化合物的溶解度达到饱和时，就会发生沉淀反应。
沉淀平衡同样受到多个因素影响，如温度、压力、pH 值、其他化学物质浓度等。
2.3 配位平衡与沉淀平衡之间的关系：配位平衡和沉淀平衡密切相关，二者有着互相影响的关系。
首先，配位物对金属离子是否形成络合物，会影响溶液中其他化合物的溶解度。
配位物与金属离子形成络合物后，会减少金属离子的有效浓度，从而降低了其他化合物溶解度和沉淀反应的速率。
配位平衡
Ag+ + 2NH3
反应前 0.02
1.0
[Ag(NH3)2]+ 0.0
反应后 0.0 1.0-2×0.02
0.02
平衡时 x 1.0－2×0.02+2x 0.02－x
1.0－2×0.02
0.02
=0.96
3
Kθf
[Ag(NH3 )2+ ] [Ag ][NH3 ]2
0.02 0.962 x
1.7 107
则KCN的起始浓度至少为： c(KCN)=2×0.1 + 3.43×10-4 0.2 mol·L-1
结论：(1) AgI不溶于浓NH3•H2O，可溶于稀KCN溶液。 (2) 形成相同的配离子时，Kθsp越大越容易转化11 。
(2) 配离子
沉淀
通式：MLn＋nX
MXn nL
(说明：X为沉淀剂，L为配位剂。)
[Ag(NH3)2]+ ＋ Cl-
0.1
0.1
K
θ j
[Ag(NH3 )2 ][Cl- ] [NH3 ]2
0.1 0.1 x2
Kθf
K
θ SP
9
解之得：x = 1.82 mol/L
则氨水的起始浓度至少为：
c(NH3) = 2×0.1＋1.82 = 2.02 mol·L-1
② 设要溶0.1 mol 的AgI，平衡时NH3的浓度为
离解反应：[FeF6]3-
Fe3+ ＋ 6 F-
一定温度下，达平衡时，
K不 θ 稳
[Fe3 ][F ]6 [FeF63 ]
K
θ d
意义：Kθ不稳 称不稳定常数，其值愈大，则配离 子愈不稳定。显然，它与K稳互为倒数。
配位平衡
0.010 − x θ = Kf =1.67×107 2 x ⋅ (0.010 + 2x) 0.010 − x ≈ 0.010 0.010 + 2x ≈ 0.010 0.010 =1.67×107 x = 6.0×10−6 x ⋅ 0.0102 c(Ag+ ) = 6.0×10−6 m ⋅ L−1 ol
2
第一节 配合物的稳定常数
一．稳定常数与不稳定Байду номын сангаас数 不稳定常数
Cu(NH3 )2+ 4 Cu2+ + 4NH3
c(Cu2+ ) ⋅ c4 (NH3 ) θ Kd = c(Cu(NH3 )2+ ) 4
稳定常数
Cu2+ + 4NH3
Cu(NH3 )2+ 4
c(Cu(NH3 )2+ ) θ 4 Kf = c(Cu2+ ) ⋅ c4 (NH3 )
Solution
2 Ag(NH3)+ + 2S2O3− Ag(S2O3)3− + 2NH3 2 2
(0.10 − x)(1.2 − 2x)2 = 2.6×106 2 x ⋅ (0.80 + 2x)
反应前 c 0.10 反应后 c 0 平 衡c x
1.0 1.0 − 2×0.10 0.80 + 2x
3 FeF6 − + 6N S − C
=
1015.3 109.1
= 10 6.2
2− 4 + 6H 2O
丙 酮 C o(H 2O 6+ + 4N S − C )2 C → o(N S) C 兰 色
Co2+ NaF或NH4F Co2+ KNCS Co(NCS)2− 4 → → 3− 3+ FeF FeF3− Fe 6 6
第12章 配位平衡(使用)
解：
H4Y
3Y H H (1) (2)
θ K a,3 θ K a,4
H 3 Y H 2 Y 2 H H 2 Y HY3 H HY3 Y 4 H (1) (2) 得： H 2 Y 2 4 2H Y c(H 2 Y 2 )
θ 7 H 解： Kf (Ag(NH3 )2 ) 1.6710 很大，可假设溶于 NH3 · 2O后
全部生成了 Ag(NH3 ) 2
Ag 反应前 c /mol L1 0.010 反应后 c /mol L1 平 衡 c /mol L1 0 x
2NH3 0.030
Ag(NH3 ) 2 0 0.010 0.010 x
14
14
例4: Cd(NH3)42+ + 2 OH- = Cd(OH)2 + 4 NH3
K
K不稳 K sp (Cd (OH )2 )
6.4 10
8
例5: Cu(NH3)42+ + 4 H+ = Cu2+ + 4 NH4+
K
K不稳
4 Ka
1.971024
15
15
2.配位平衡与沉淀溶解平衡
0.030 0.020 0.010 2 x
0.010 x K fθ 1.67 107 x (0.010 2 x ) 2 0.010 x 0.010 0.010 2 x 0.010 0.010 1.67 107 x 6.0 106 x 0.0102 c( Ag ) 6.0 106 mol L1 c( NH3 ) c (Ag(NH3 ) 0.010mol L1 2
分析化学公式和计算知识讲解
<<<<<<精品资料》》》》》1、准确度：指测量值与真值之间相互接近的程度，用“误差”来表示。
（1）、绝对误差：测量值x 与真值µ的差值，δ=x －µ（2）、相对误差：指绝对误差在真值中所占的比值，以百分率表示：%100%⨯=μδ%2、精密度：指对同一样品多次平行测量所得结果相互吻合的程度，用“偏差”来表示。
（1）、绝对偏差：d=x i －x（x i 表示单次测量值，x 表示多次测量结果的算术平均值）平均偏差：d =n d d d d n ++++......321=nx x ni i ∑=-1（2）、相对偏差：xd ×100%相对平均偏差：xd ×100%3、标准偏差：样本标准偏差S=1)(21--∑=n x xni i相对标准偏差(RSD)%=xs×100%例：测定铁矿石中铁的质量分数（以%表示），5次结果分别为：67.48%，67.37%，67.47%，67.43%和67.40%。
计算：⑴平均偏差⑵相对平均偏差⑶标准偏差⑷相对标准偏差⑸极差 解：套以上公式4、平均值的精密度：用平均值的标准偏差来表示ns s x x=平均值的置信区间：nts x ±=μ 5、异常值的取舍：Q 检验：Q=最小最大紧邻可疑x x x x --G 检验：sx x Gq -=6、t 检验和F 检验⑴题目提供的数据与具体数值μ（权威数据）比较，t 检验：t=n sx μ-，如计算出来的值小于查表值，说明无显著性差异。
⑵题目提供两组数据比较，问两组数据是否有显著性差异时，F 检验+t 检验：F 检验：判断精密度是否存在显著性差异。
F=2221s s （1s 是大方差，2s 是小方差，即1s 〉2s ），计算值小于，说明两组数据的精密度不存在显著性差异，反之就有。
两组数据F 检验无显著性差异后，进行两个样本平均 值的比较：212121n n n n s x x tR+∙-=，)1()1()1()1(21222121-+--+-=n n n s n s s R ，如果计算出来值小于查表值，表示两测量平均值之间无显著性差异。
第十讲-配位平衡与配合物的稳定性资料
[Ag（NH3) 2] + ⇌ Ag + +2NH3
平衡 移动方向 +
Br – AgBr↓ ⇌
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对于一种配合物，若生成的沉淀的溶解度越小，就
愈容易使配位平衡转化为沉淀平衡； 反之，配体的配位
能力愈强，沉淀的溶解度愈大，就愈容易使沉淀平衡转
化为配位平衡。
若再向溶液中加入Na2S2O3溶液，可使AgBr 沉淀溶解转变成[Ag(S2O3) 2]3-离子。反应如下：
QB=c(Ag+)· c(Br -)=3.85×1014×0.01 =3.85×10-16 查表可知Ksp(AgBr)=5.0×10-13, QB<Ksp，故没有AgBr沉淀生成 。
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（三）与氧化还原平衡的关系 a.氧化还原平衡可以使配位平衡改变方向
如在[FeCI4]-配离子溶液中，加入KI溶液，使配 位平衡转化为氧化还原平衡。反应如下：
c(Cu ) c (NH 3 ) K 2 （ c [Cu(NH 3 )4 ] ） Kd值越大表示配离子越容易解离，即越不稳定 Kf = 1/ Kd
θ d 4
4
2
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3. 逐级稳定常数
中心离子与配体形成配离子时，是逐级进行的， 每一步都有相应的稳定常数，称为逐级稳定常数,用 Kf,n表示。 例如 [Cu(NH3)4]2+形成时，其逐级配位平衡和逐 级稳定常数为： Cu2+ +NH3 [Cu(NH3)]2+
2 2 3 - 2 3 2
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第十二章 配位平衡12-1 在1L 6 mol ·L －1的NH 3水中加入0.01 mol 固体CuSO 4，溶解后加入0.01 mol 固体NaOH ，铜氨络离子能否被破坏？（K 稳[Cu(NH 3)42+]=2.09×1013，K SP [Cu(OH)2]=2.2×10-20） 解：CuSO 4在过量的氨水溶液中几乎完全形成[Cu(NH 3)4]2+，则[Cu(NH 3)4]2+ === Cu 2+ + 4NH 3平衡时： 0.01-x x (6-0.04)+4x1342431009.2)496.5()01.0(])([⨯=+⋅-=+x x x NH Cu K 稳 11910792.3--⋅⨯=L mol x ])([108.3)01.0(10792.3]][[22321922OH Cu K OH Cu sp <⨯=⨯⨯=---+铜氨络离子不能被破坏。
12-2 在少量N H 4S C N 和少量Fe 3+同存于溶液中达到平衡时，加入NH 4F 使[F －]=[SCN －]= 1 mol ·L －1，问此时溶液中[FeF 63－]和 [Fe(SCN)3]浓度比为多少？（K 稳[Fe(SCN)3]=2.0×103，K 稳[FeF 63－]= 1×1016）解： ---+=+SCN FeF F SCN Fe 3][6])([363 123163633663336105102101)]([][])([][]][)([]][[⨯=⨯⨯====-----SCN Fe K FeF K SCN Fe FeF F SCN Fe SCN FeF K 稳稳12-3 在理论上，欲使1×10－5 mol 的AgI 溶于1 cm 3氨水，氨水的最低浓度应达到多少？事实上是否可能达到这种浓度？（K 稳[Ag(NH 3)2+]=1.12×107，K SP [AgI]=9.3×10－17） 解： -++=+I NH Ag NH AgI ])([2233 起始浓度 a 0 0达到平衡时 a-2x x x （全部溶解时：101.0-⋅=L mol x ）此反应的平衡常数：9177231004.1103.91012.1)(})({--+⨯=⨯⨯⨯=⨯=AgI Ksp NH Ag K K 稳 因此： 9221004.1]2[(-⨯=-=x a x K 1310-⋅=L mol a 事实上不可能达到这种浓度。
12-4 通过配离子稳定常数和Zn 2+/Zn 和Au +/Au 的标准电极电势计算出Zn(CN)42－/Zn 和Au(CN)2－/Au 的标准电极电势，说明提炼金的反应：Zn + 2Au(CN)2－===Zn(CN)42－+ 2Au 在热力学上是自发的。
解： Au CN Zn CN Au Zn 2)()(2242+=+--V Zn Zn 7618.0)/(2-=+θφ V Au Au 692.1)/(=+θφ1624100.5]])(([⨯=-CN Zn K 稳 332100.2]])(([⨯=-CN Au K 稳VCN Zn K Zn Zn Zn CN Zn 26.1)100.5lg(20592.07618.0 ])((lg[20592.0)/()/)((1624224-=⨯--=-=-+-稳θθφφVCN Au K n Au Au Au CN Au 28.0)100.2lg(10592.0692.1 ])([lg[0592.0)/()/)((3322-=⨯-=-=-+-稳θθφφAu CN Zn CN Au Zn 2)()(2242+=+--将反应Au CN Zn CN Au Zn 2)()(2242+=+--设计成原电池正极： ---+=+CN Au e CN Au 2)(2 负极：---=-+24)(24CN Zn e CN Zn098.0)26.1(28.0)/)(()/)((242>=---=-=--V Zn CN Zn Au CN Au E θθθφφ反应能正向自发。
12-5 为什么在水溶液中Co 3+(aq)离子是不稳定的，会被水还原而放出氧气，而3+氧化态的钴配合物，例如Co(NH 3)63+，却能在水中稳定存在，不发生与水的氧化还原反应？通过标准电极电势作出解释。
(稳定常数：[Co(NH 3)62+] 1.38×105；[Co(NH 3)63+] 1.58×1035, 标准电极电势Co 3+/Co 2+ 1.808V ；O 2/H 2O 1.229V ；O 2/OH － 0.401V , K b (NH 3)=1.8×10－5) 解：（1）+++++=+H O Co O H Co 44242223设计成原电池：正极： )()(23aq Co e aq Co +-+=+ V Co Co 808.1)/(23=++θφ负极：+-+=-H O e O H 44222V O H O 229.1)/(22=θφ0579.0229.1808.1)/()/(2223>=-=-=++V O H O Co Co E θθθφφ（2）φӨ[Co(NH 3)63+/Co(NH 3)62+]= φӨ (Co 3+/Co 2+)－0.0592lg{K 稳[Co(NH 3)63+]/K 稳[Co(NH 3)62+]}= 1.808－0.0592lg[(1.58×1035)/(1.38×105)]=0.028VO H O NH Co OH NH Co 222633632])([44])([4++=++-+设计成原电池：正极：+-+=+263363])([])([NH Co e NH Co φӨ=0.028V 负极：--=++OH e O O H 44222-++=+OH NH O H NH 42311-x x x52108.11-⨯=-=xx K b131024.4--⋅⨯≈L mol xV OH OH O OH O 54.0]lg[40592.0)/()/(422=+=----θφφ -<+φφ 反应不能正向进行。
12-6 欲在1L 水中溶解0.10 mol Zn(OH)2，需加入多少克固体NaOH ？（K 稳[Zn(OH)42－]=4.6×1017，K SP [Zn(OH)2]=1.2×10－17） 解： --=+242])([2)(OH Zn OH OH Zn52.5102.1106.4)(171724=⨯⨯⨯==--Ksp OH Zn K K 稳--=+242])([2)(OH Zn OH OH Zn平衡浓度 (a －0.2)+2x 0.10－x52.5]2)2.0[(10.02=+--=x a xK 完全x=0, g 13L 0.33mol a -1=⋅=12-7 在pH=10的溶液中需加入多少NaF 才能阻止0.10 mol ·L －1的Al 3+溶液不发生A l (O H )3沉淀？（K 稳[AlF 63－]=6.9×1019，K SP [Al(OH)3]=1.3×10-20） 解：---+=+OH AlF F OH Al 3][6)(363897.0103.1109.6]][[][]][[2019633336=⨯⨯⨯=⋅==--++--Ksp K F Al Al OH AlF K 稳 设加入NaF 的浓度为a -1L mol ⋅,---+=+OH AlF F OH Al 3][6)(363平衡浓度 (a －0.60)+6x 0.10－x 10-4 x 很小时，平衡常数表达式可近似为：897.0]6.0[]10[10.0][]][[6346336=-⨯==----a F OH AlF Ka=0.607 mol ·L －112-8 测得Cu| Cu(NH 3)42+(1.00 mol ·L －1)，NH 3(1.00 mol ·L －1) || H +(1.00 mol ·L －1) |H 2 (1bar)，Pt 的电动势为0.03V ，试计算Cu(NH 3)42+的稳定常数。
解：电池222H e H =+-+负极：-++=+e NH Cu NH Cu 2])([42433)/)((003.0243Cu NH Cu E +-==θφV Cu NH Cu 03.0)/)((243-=+θφ03.0)(lg 0296.034.0)(lg 20592.0)/()/)((2432432243-=-=-=++++NH Cu K NH Cu K Cu Cu Cu NH Cu 稳稳θθφφ122431016.3)(⨯=+NH Cu K 稳12-9 硫代硫酸钠是银剂摄影术的定影液，其功能是溶解未经曝光分解的AgBr 。
试计算，1.5 L 1.0mol ·L －1的Na 2S 2O 3溶液最多能溶解多少克AgBr ？（K 稳[Ag(S 2O 3)23－]=2.8×1013；K SP [AgBr]= 5.0 ×10-13）解： ---+=+Br O S Ag O S AgBr 3232232])([2 设能溶解a -1L mol ⋅平衡浓度 1.0－2a a a14108.2100.5)(1313=⨯⨯⨯=⋅=-稳K AgBr K K sp14)]20.1[(22=-=a a K 144.0-⋅=L mol a 1.5L 溶液中溶解的量=1.5×0.44×187.77=124 g12-10 定性地解释以下现象：（1）铜粉和浓氨水的混合物可用来测定空气中的含氧量。
答： 反应方程式为：-++=+++OH NH Cu NH O H O Cu 4)(2822243322可根据生成的Cu(NH 3)42+的量，得到空气中氧的含量。
（2）向Hg(NO 3)2滴加KI ，反过来，向KI 滴加Hg(NO 3)2，滴入一滴时，都能见很快消失的红色沉淀，分别写出沉淀消失的反应。
答： Hg 2+ + 2I - == HgI 2↓(红色)向Hg(NO 3)2滴加一滴KI 时，HgI 2(红色) + Hg 2+ === 2[HgI]+向KI 滴加一滴Hg(NO 3)2时，HgI 2(红色) + I － === [HgI 3]－（3）用乙醇还原K 2Cr 2O 7和硫酸的混合溶液得到的含Cr 3+的溶液的颜色是深暗蓝紫色的，放置蒸发水分后能结晶出KCr(SO 4)2·12H 2O 紫色八面体晶体，若为加快蒸发水分，将该溶液加热，溶液颜色变为绿色，冷却后不再产生紫色的铬矾晶体。