北师大版无机化学课件第十二章配位平衡

配离子的生成反应。
Cu2+ + 4NH3 配离子的解离反应 [Cu(NH3)4]2+ Cu2+ + 4NH3 K不稳, 解离常数
[Cu ( NH 3 )4 ]2 [(Cu 2 )][(NH 3 )]4
[Cu(NH3)4]2+ K稳, 生成常数
学
c[Cu ( NH 3 )4 ]2 / c K稳= [c(Cu 2 ) / c ][c( NH 3 ) / c ]4
3 2
2 ( 0 . 10 x )( 1 . 2 2 x ) 6 无 2.57 10 2 x (0.80 2 x)
机
0.101.2 6 x 很小，则有 2.57 10 2 化 K很大， x 0.80 8 1 x 8.7 10 mol L 学
2
[Ag(NH ) ] 8.7 10 mol L [NH3 ] 1.2mol L1
0.10 0.10 1.0 1.0 2 2 0.10 0.10 0.10 0.10 xx 1.2 1.2 2 2x x
学
0.1*1.2 K=———— 0.8*x Ag+(aq)+2NH3(aq)
[Ag(NH3)2]+ (1) K稳[Ag(NH3)2+]
Ag+(aq)+2S2O32-(aq) [Ag(S2O3)2]3- (2) K [Ag(S O ) 3-] 稳 2 3 2 由于(3) = (2)－(1)，所以： K[ Ag ( S O ) ]3 2.881013 6 2 3 2 K 2 . 57 10 20 K[ Ag ( NH ) ] 1.12107 Inorganic Chemistry
反应前 c c 0.10 反应前 0.10 机 反应后 c c 00 反应后 化 平 cc xx 平衡 衡 1.0 1.0 1.0 22 00 .10 1.0 .10 0.80 22 xx 0.80
3 3 Ag(S O ) Ag(S O ) 2NH 2 2 3 32 2 2NH 33 00 1.0 1.0
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配
第12 章
位 平
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衡
1 1
Inorganic Chemistry
2015年7月20日星期一
无 机 化
内容提要
12.1 配合物的稳定常数 12.2 影响稳定性的因素 12.3 配合物的性质
2
学
Inorganic Chemistry
无 机 化
本章重点
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学
Inorganic Chemistry
[ Ag( NH 3 ) 2 ]的K稳 1.12107 很大，
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Inorganic Chemistry
0.010 x 7 K 稳 1.1210 2 x (0.010 2 x) 机 0.010 x 0.010 0.010 2 x 0.010 化 0.010 7 6 1.12 10 x 8 . 9 10 2 学 x 0.010 6 1 [Ag ] 8.9 10 mol L
稳定性：
NH3
K稳 = 1.1×107
Ag(CN)2– > Ag(NH3)2+
KBr Na2S2O3 AgBr↓ Ag(S2O3)23浅黄色 无色
KI AgI
黄色
Ag(NH3)2+
无色
KCN Ag(CN)2无色
百度文库
Na2S
Ag2S↓
黑色
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Inorganic Chemistry
无 机 化
（B）不同类型，不可以直接按K稳比较，只能由K稳计
无 稳定常数K 的应用 稳 机 化
比较配合物的稳定性
计算配位平衡的浓度 判断反应的方向
学
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Inorganic Chemistry
无 机 化
1. 比较配合物的稳定性
与根据Ksp来判断溶解度类似， (A) 对同种类型的配离子 如： Ag(CN)2– K稳 = 1.3×1021
学
∴
AgCl↓
白色
Ag(NH3)2+
学
Ag+(aq)+2NH3(aq)
由于(1) = (2)－(3)，所以：
K 稳 [ Ag(CN ) ] K K 稳 [ Ag( NH ) ]
2 3 2
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Inorganic Chemistry
无 例如： 机 25℃时在 [Ag(NH3)2]+溶液中，c(NH3)=1.0 molL-1， 化
无 2.计算配位平衡时各离子的浓度 机 化
例：计算0.1mol/L[Cu(NH3)4]SO4溶液中Cu2+、 和NH3的浓度（已知K稳=4.8×1012)。
解：设[Cu2+]=x Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+ 起始 0 0 0.1 平衡 x 4x 0.1-x0.1 (与酸碱平衡近似计算类似) 所以： 0.1 K稳=———— x· (4x)4
=
K不稳=
[Cu 2 ][NH 3 ]4 2 [Cu ( NH 3 )4 ]
K稳=1/K不稳
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K稳 ，表示生成的配合物稳定性
Inorganic Chemistry
无 机 化
12-1-2 逐级形成常数
在溶液中配离子的生成是分步进行的，每一步都有 一个对应的稳定常数，我们称它为逐级稳定常数 (或分步稳定常数)。例如： Cu2+ + 4NH3 = Cu(NH3)2+ K1=2.0×104 Cu(NH3)2+ + NH3 = Cu(NH3)22+ K2 =4.7×103 Cu(NH3)22+ + NH3 = Cu(NH3)32+ K3 =1.1×103 Cu(NH3)32+ + NH3 = Cu(NH3)42+ K4 =2.0×102 总反应为： Cu2+ + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+
c([Ag(NH3)+2])=0.10molL-1，加入Na2S2O3 使c(S2O32)=1.0molL-1，问 [Ag(NH3)2]+能否完全转化成 [Ag(S2O3)2]+
[ Ag( NH 3 ) 2 ] 的K 稳 1.12107， [ Ag( S 2O3 ) 2 ]3的K 稳 2.881013。

3 2
8
1
即达平衡时， [Ag(NH3 ) 2 ] 几乎全部转化为 [Ag(S2O3 ) 2 ] 。
3
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Inorganic Chemistry
无 （2）配离子与沉淀之间的转化反应 机 化
------讨论难溶盐生成或其溶解的可能性
学
例1: 在含有2mol•L-1 NH3 的0.1mol•L-1Ag(NH3)2+中， 加入NaCl使其为0.001mol•L-1，问有无沉淀？ 解： Ag++2NH3 Ag(NH3)2+ ｘ 2+2ｘ =2 0.1-ｘ=0.1 K稳=[Ag(NH3)2+] / [Ag+][NH3]2 =0.1 / 2x x =1.47x10-9 J=0.001x1.47x10-9 < Ksp[AgCl]=1.77 x10-10 所以，无沉淀。
= K稳 [Ag(CN)2- ] / K稳 [Ag(NH3)2+]
= 5.8×1013
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Inorganic Chemistry
无 K的求法2 机 化
[Ag(NH3)2]++2CNAg+(aq)+2CN-(aq) [Ag(CN)2]-+2NH3 (1)
K
[Ag(CN)2]- (2) K稳[Ag(CN)2-] [Ag(NH3)2]＋(3) K稳[Ag(NH3)2＋]
无
[ NH3 ] [Ag(NH ) ] 0.010mol L
答：略。
3 2
1
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无 2.判断配位反应发生的方向：生成or解离 机 （1）两种配离子之间转化 AB 化
如: Ag(NH3)2++2CNAg(CN)2- + 2NH3
学 K的求法1
K = [Ag(CN)2- ][NH3] 2 / [Ag(NH3)2+][CN- ]2 · [Ag +] / [Ag +]
[Cu(NH3)2]2+ = [Cu(NH3)]2+ + NH3
[Cu(NH3)]2+ = Cu2+ + NH3
K不稳3 = 1 / K稳2
K不稳4 = 1 / K稳1
学
总的 离解反应： [Cu(NH3)4]2+ = Cu2+ + 4NH3
K不稳 = 1 / K稳
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Inorganic Chemistry
实践中，常加入过量的配位剂，降低 22 中心离子在溶液中的浓度。 Inorganic Chemistry
无 机 化
例2：求室温下, AgBr(s) 在1.00 mol/L Na2S2O3 溶液中的溶解度.
AgBr(s) + 2 S2O32- = Ag(S2O3)23- + Br1.00-2x x x K = Ksp K 稳 = 4.9510-13 3.16 1013 = 15.6 K = x2 / (1.00-2x)2 = 15.6 开平方： x / (1.00-2x) = 3.95 x= 0.444 mol/L 思考：若该题知道溶解度，如何求配合剂的最 低浓度？
学 可假设Ag 全部生成了 [ Ag( NH 3 ) 2 ]。
设平衡时 [ Ag ]的浓度为xm ol .L1
Ag 2NH3 Ag(NH3 ) 2 1 反应前 c(mol L ) 0.010 0.030 0 反应后c(mol L1 ) 0 0.030 0.020 0.010 平 衡 c(mol L1 ) x 0.010 2 x 0.010 x
学
分析：K稳说明[Ag(NH3)2]+肯定向[Ag(S2O3)2]+转化 依据：求平衡时[Ag(NH3)+2]的浓度
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Inorganic Chemistry
可能发生的反应： 2 2 无 (3) Ag(NH ) 2S O Ag(NH ) 2S O 3 3 2 2 2 23 3
学
求得： x < y, 故 CuY2- 更稳定。
也可通过计算离解度来比较：α{CuY2- }= x / 0.1 α{Cu(en)22+ }= y / 0.1
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Inorganic Chemistry
无 机 化
学
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Inorganic Chemistry
无 机 化
学
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Inorganic Chemistry
无 总结： 机 化
对于任一配合反应，达到平衡时 M+nL ↔ MLn
[MLn] K稳=————n [M][L]
学
配合平衡符合平衡原理，当中心离子或配 体浓度发生变化时，即它们当遇到能生成弱电 解质(H+、OH-)、沉淀或发生氧化还原反应的物 质时，平衡就被打破，发生移动。
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Inorganic Chemistry
1. 掌握配合物稳定常数的含义及其 应用；
学
2. 掌握水溶液中多重平衡体系的关 系及其计算。
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Inorganic Chemistry
无 12.1 配合物的稳定常数 机 化
配合物的不稳定常数与稳定常数
逐级稳定常数与累积稳定常数 稳定常数的应用
学
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无 机 化
12-1-1 稳定常数与不稳定常数
学
K稳= K1· K2 · K3 · K4= =2.1×1013
配离子总的稳定常数，也称累积稳定常数(常用β表示) 等于逐级稳定常数的乘积。
K稳 ( ) ，表示生成的配合物稳定性
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无 机 化
相反过程，称为配合物（配离子）的逐级离解 : [Cu(NH3)4]2+ = [Cu(NH3)3]2+ + NH3 K不稳1 = 1 / K稳4 [Cu(NH3)3]2+ = [Cu(NH3)2]2+ + NH3 K不稳2 = 1 / K稳3
14 答：[Cu2+]=6.03×10-4mol/L,[NH3]=2.41×10-3mol/L
学
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无 机 化
例： 室温下，0.010mol的AgNO3 固体溶于1.0L
0.030 mol · L-1 的NH3 · H2O中（设体积不变），计 算该溶液中游离的Ag+、NH3和[Ag(NH3)2]+ 的浓度。
算来判断。由K稳值计算相同浓度（如0.1 mol•L-1）配离子 溶液中中心离子的浓度，此值越小，配离子离解度越小， 表示该配合物越稳定。 例： CuY2- = Cu2+ + Y40.1-x x x Cu(en)22+ = Cu2+ + 2en 0.1-y y 2y 4.9×1019 K稳 6.3×1018