Растворимость и образование cложных (многоатомных) ионов

в этом видео мы с вами первым делом посчитаем растворимость хлорида серебра аргентум хлор в чистой воде а потом сравним ответ который получится в первой части задачи с ответом из второй части задачи где в воде растворено некое количество аммиака итак мы берем твердые хлорид серебра и добавляем его в чистую воду часть хлорида серебра раствориться в воде но основная масса останется на дне в виде осадка хлорид серебра считается нерастворимым веществом следовательно на дне осталась большая часть нерастворенного хлорида серебра но какое-то количество все же растворится и у нас образуется насыщенный раствор в нем окажется катионы аргентум плюс и хлорид-анион и реакция диссоциации будет находиться в равновесии для нахождения малярная растворимости хлорида серебра обратимся к таблице изменения концентраций в ней три строки исходная концентрация изменение концентрации и конечная концентрация до того как мы добавили в воду хлорид серебра ионов в ней не было таким образом исходные концентрации продуктов реакции равны нулю затем какое-то количество хлорида серебра растворилась а значит его концентрация уменьшилась на некое значение обозначим его за x теперь посмотрим на малярные пропорции на каждый моль растворишься хлорида серебра у нас образуется 1 моль катионов серебра то есть потеряв x молей на литр хлорида серебра мы получим x молей на литр катионов серебра а поскольку все коэффициенты уравнения равны нулю аналогично на каждый моль растворенного хлорида серебра мы получаем 1 моль хлорид-анион of значит их концентрации увеличится на x таким образом состоянии равновесия концентрация катионов серебра и хлорид-анион ав равна x теперь запишем формулу для константы равновесия но поскольку речь идет о растворимости то запишем эту константу как ксп произведение растворимости оно равняется произведению концентрации продуктов возведенных в степень коэффициентов молярная концентрация ионов серебра в первой степени умножить на молярную концентрацию хлорид-анион of также в первой степени в условии задачи нам дано значение константы равновесия это одна целая восемь десятых на десять в минус десятой степени и это равняется x в квадрате теперь найдём x корень квадратный из 1,8 на 10 в минус десятой степени если округлить то получается приблизительно 1,3 на 10 в минус 5 степени молей на литр это молярная концентрация в водном растворе ионов серебра аргентум плюс и это же число молярная концентрация хлорид-аниона фф именно такое количество хлорида серебра может раствориться в воде это очень маленькое значение а значит хлорид серебра почти нерастворимое вещество теперь давайте представим что в воде присутствует раствор аммиака с концентрацией 3 моля на литр и что случится если в воде аммиак встретиться с ионами серебра начнется вот такая реакция катиона серебра + 2 молекула аммиака образуют так называемый сложный и он давайте рассмотрим этот процесс отдельно вот у нас есть катион аргентум плюс и есть две молекулы аммиака я нарисую схематично две молекулы аммиака одну справа от иона серебра а другую слева вспомним определение кислот и оснований льюиса основания льюиса это донор электронной пары и здесь у нас донором выступит аммиак в каждой молекуле аммиака есть свободная пара электронов и аммиака даст и катиона серебра таким образом он выступает ее донором значит это основание льюиса катион аргентум плюс принимает электронную пару то есть ведет себя как кислота льюиса поэтому образование сложного иона это химическая реакция между кислотой и основанием льюиса и обратите внимание на константу равновесия этой реакцией 1,69 обозначение кайф означает константа образования то есть образование сложного иона это очень большое число то есть равновесия реакции сдвинуто вправо и это довольно стабильный он таким образом аммиак будет стараться связать все ионы серебра присутствующие в растворе и по сути удалять их из раствора то есть если мы вернемся к исходной реакции диссоциации хлорида серебра то аммиак начнет связывать ионы серебра и уменьшать концентрацию ионов серебра тем самым уменьшая концентрацию продуктов реакции и согласно принципу ле шателье-брауна при уменьшении концентрации продуктов равновесие сдвинется вправо для восполнения их недостатка и как следствие уменьшится концентрация хлорид серебра из-за присутствия в растворе аммиака хлорид серебра будет активнее растворяться из-за образования сложного иона таким образом при добавлении в раствор аммиака еще больше хлорида серебра растворится образуя сложные и он и добавив достаточное количество аммиака можно растворить хлорид серебра полностью аммиака благодаря образованию сложного иона увеличивает растворимость хлорида серебра и так у нас увеличится растворимость почти нерастворимого ионного соединения хлорида серебра а теперь давайте проведем расчеты и найдем растворимость хлорида серебра в растворе аммиака с концентрацией 3 моля на литр теперь в нашей голби протекают в две реакции мы с вами рассмотрели реакцию диссоциации почти нерастворимого хлорида серебра в воде и рассмотрели реакцию образования сложного иона давайте объединим эти реакции чтобы понять что в итоге происходит итак суммарная реакция выглядит следующим образом ионы серебра есть на стороне реагентов и на стороне продуктов их можно сократить значит из реагентов остаются твердый хлорид серебра и аммиак а из продуктов останутся наш сложный и он и хлорид-ион вот так выглядит общая реакция и у этой лекции будет своя константа равновесия я обозначу ее буквой к при объединении двух реакций в одну единую необходимо перемножить константы равновесия исходных реакций а значит k будет равно ксп умножить на кайф константу образования одна целая восемь десятых на десять в минус десятой степени умножить на одну целую шесть десятых на 10 в седьмой степени получится значение новой константы равновесия ответ равен двум целым 9 10 на 10 в минус 3 степени наша задача найти молярную растворимость хлорида серебра в растворе аммиака снова заполним таблицу концентрацией исходная концентрация изменение и концентрация в состоянии равновесия представим что изначально у нас есть раствор аммиака и мы пока не добавили в него хлорид серебра вернемся чуть выше и посмотрим чем уравнялись начальные концентрацией концентрация аммиака равнялось трём моля на литр и пока мы не добавили хлорид серебра в растворе нет сложных ионов их начальная концентрация равна нулю аналогично начальная концентрация хлорида ионов будет также равна нулю вот теперь мы добавляем раствор аммиака хлорид серебра часть которого растворится обозначим концентрацию раз творившегося хлорида серебра за x мы теряем x моль на литр хлорида серебра теперь смотрим на малярные пропорции малярное отношении хлорида серебра к аммиаку 1 г двум это значит что на каждый моль раз творившегося хлорида серебра в реакцию вступят 2 моля аммиака значит его концентрация уменьшится на 2 x теперь рассмотрим продукты на каждый моль растворишься хлорида серебра образуется 1 моль сложного иона уменьшая концентрацию хлорида серебра на x мы увеличиваем концентрацию сложного иона на x аналогично с хлорид-ион am перед ним также стоит коэффициент единица его концентрация также увеличится на x таким образом состоянии равновесия концентрация аммиака будет равна 3 минус 2x концентрация сложных ионов будет равна x и концентрация хлорид ионов тоже x теперь запишем формулу константы равновесия к равно отношению концентрации продуктов концентрациям реагентов значит в числителе будет концентрация сложных ионов в первой степени умноженная на концентрацию хлорид ионов в первой степени показатели степени соответствует коэффициентом в уравнении реакции теперь в знаменателе выписываем концентрации реагентов хлорид серебра опускаем поскольку он находится в твердом состоянии остается концентрация аммиака но перед аммиаком стоит коэффициент 2 значит его концентрацию нужно возвести в квадрат теперь подставим значения концентрации в состоянии равновесия концентрация аммиака 3 минус 2x концентрация сложного иона x концентрация хлорид-ион а также x теперь в числителе у нас будет x в первой степени умножить на x 1 степени в знаменателе 3 минус 2x в квадрате слева мы подставим значения константы равновесия к 2,9 на 10 в минус 3 степени и у нас получилось вот такое выражение разделитель на 3 минус 2x в квадрате равно 2,9 мм на 10 в минус 3 степени справа и числитель и знаменатель в квадрате значит мы можем вынести показатель степени и извлечь квадратный корень из обеих частей слева останется просто x разделить на 3 минус 2x для извлечения корня из левой части воспользуемся калькулятором корень квадратный из 2,9 на 10 минус 3 степени приблизительно равно 54 тысячным для простоты округлим результат до третьего знака после запятой наша задача найти x малярную растворимость хлорида серебра умножим обе части равенства на 3 минус 2x умножаем пятьдесят четыре тысячных на 3 получается примерно шестнадцать сотых а пятьдесят четыре тысячных умножить на 2 это примерно 11 сотых получается шестнадцать сотых минус 11 сотых икс равно икс перенесем слагаемые сэкс в правую сторону слева у нас 1x а справа 11 сотых x получается одна целая 11 сотых x отсюда можем найти x шестнадцать сотых делим на одну целую 11 сотых получаем приблизительно 14 сотых это мы нашли x но это не точное значение потому что мы несколько раз округляли результаты aix у нас эта концентрация молярная растворимость вернемся чуть выше x это концентрация сложных ионов в состоянии равновесия а также малярная растворимость хлорида серебра она равна 14 сотых моля на литр теперь вернемся в самое начало и сравним два показателя в чистой воде малярная растворимость хлорида серебра равнялась 1 целый трем десятым на 10 минус 5 моля на литр это очень маленькое значение он почти нерастворим но наличие аммиака увеличила растворимость она стала равна 14 сотых моля на литр очевидно четырнадцать сотых гораздо больше чем на целых три десятых на десять в минус 5 образование сложного иона увеличила растворимость почти нерастворимого соединения хлорида серебра спасибо что подписывайтесь на наш канал нам очень важно знать ваше мнение если у вас возникают вопросы касательно данного видеоролика то не стесняйтесь задавать их в комментариях мы с удовольствием на них ответим