Расчеты растворимости
КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА АМФОТЕРНОСТИ
жүктеу/скачать 326,11 Kb.
|
niah 09
| 8. КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА АМФОТЕРНОСТИ
ГИДРОКСИДОВ И ОКСИДОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ Амфотерные гидроксиды и оксиды с химическими связями М – О, близкими по степени ионности к связи О – Н, реагируют с кислотами и щелочами, присоединяя или отдавая протоны и гидроксид-ионы, например: М(ОН)2 + Н+ = МОН+ + Н2О, М(ОН)2 + ОН– = М(ОН) , Н2МО2 = Н+ + НМО , М(ОН)2 = МОН+ + ОН–, МО + 2Н+ = М2+ + Н2О, МО + 2ОН– = МО + Н2О. Условием амфотерности оксидов МОm/2 и гидроксидов М(ОН)m является неравенство > m, где – функция Бьеррума, или среднее лигандное число в моноядерных гидроксокомплексах при рН = 15 [6, 7] вычисляется по формуле = , (30) в которой мольные доли xi комплексов М(ОН)i определяются с использованием констант устойчивости i и [OH–]. В частности, условие амфотерности > 2 выполняется для оксидов и гидроксидов Ве, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, Mn – Cu [7] и не выполняется для соединений Mg – Ba [6]. Для количественной оценки амфотерности гидроксидов и оксидов предложено в [6, 7] использовать величину отношения (А > 1) их молярных растворимостей в сильнощелочной среде с рН = 14,7 (5 М раствор NaOH) и в чистой воде (табл. 2). Пример 19. Оценить параметр амфотерности А неактивной гексагональной формы ZnO (K = 1,5 10–17, s = 6,0 10–6 М, см. пример 18) в водно-щелочной среде при 25С. Решение. Условие амфотерности ZnO и Zn(OH)2 выполнено ( = = 3,99 > 2). Для оценки параметра амфотерности А в виде отношения s (рН = 14,7) / s (H2O) вычислим молярную растворимость ZnO (к) в водной среде с рН = 14,7 по уравнению (25), используя [ОН–] = 5 M, f (Zn2+) f(OH–)2 1 и константы устойчивости i, приведенные в примере 17: s (рН = 14,7) = 1,5 10–17 (0,04 + 2,2 105 + 1,26 1011 + 1,99 1014 + + 1,58 1016) = 0,24 моль / л. При рН = 14,7 преобладает комплекс Zn(OH) (98,8%). Из табл. 2 видно, что параметр амфотерности А гидроксидов М(ОН)2 изменяется в широком диапазоне. Наиболее высокая растворимость при рН = 14,7 у амфотерных гидроксидов олова (II) и цинка (0,76 и 0,52 моль / л при 25С). Согласно [2] полное растворение выпавшего осадка этих гидроксидов происходит при рН = 13,5 и 12,5, а Al(OH)3 – при рН = 10,8. Несмотря на высокие значения параметра А, растворимость гидроксидов бериллия и меди (II) в 5 М NaOH мала (1 10–3 и 0,015 моль / л) из-за низких величин K и s (табл. 2). Увеличение растворимости большинства амфотерных гидроксидов наблюдается при нагревании и повышении концентрации щелочи NaOH (до 19 моль / л) или КОН (до 14 моль / л), а также в кислых средах [1, 2]. Т а б л и ц а 2 жүктеу/скачать 326,11 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|