Аналитическая химия
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
ункцией состояния.
?Gх.р. =??Gпрод. - ??Gисх.обр..
Самопроизвольно протекающие процессы идут в сторону уменьшения потенциала и, в частности, в сторону уменьшения ?G и если ?G0, процесс самопроизвольно проходить не может. Чем меньше ?G, тем сильнее стремление к протеканию данного процесса и тем дальше он от состояния равновесия, при котором ?G=0 и ?H = T?S). Располагая металлы в ряд по мере возрастания их стандартных электродных потенциалов (Е0), получаем ряд стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений). Положение металла в ряду напряжений характеризует его восстановительную способность, а также окислительные свойства его ионов в водных растворах при стандартных условиях. Чем меньше значение Е0, тем большими восстановительными свойствами обладает данный металл в виде простого вещества и тем меньшими окислительными способностями характеризуются его ионы и наоборот. Электродные потенциалы измеряют приборами - гальваническими элементами. ОВР гальванического элемента протекает в направлении, в котором ЭДС элемента имеет положительное значение. В этом случае ?G0 < 0, т.к. ?G0 = -nFE0.
Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Решение задач об изменении значений электродных потенциалов при различных концентрациях их ионов в растворе решается с помощью уравнения Нернста Е = Е0 + 0,059/n?lgc, где с - концентрация (при точных вычислениях активность) гидратированных ионов металла в растворе, моль/л. Соответственно, зная электродный потенциал металла с помощью уравнения Нернста можно определить концентрацию ионов металла в растворе в моль/л. Также с помощью уравнения ЭДС можно определить какой металл будет в гальваническом элементе катодом, а какой анодом (с меньшим потенциалом - это анод). Е = Е0 - в формуле Нернста при условии, что [ох] =[rеd]=1моль/л. Значение Е0 различных ОВ систем приводится в справочных таблицах.
Т. например,
Е(Fе3+/Fе2+) = Е0(Fе3+/Fе2+) + 0,059 lg ([Fе3+]/[Fе2+]); Е(Fе3+/Fе2+)=0,77+0,059 lg ([Fе3+]/[Fе2+]).
Значение редокс-потенциала определяют по отношению к стандартному водородному электроду, потенциал которого принят за 0.
ТЕМА 4
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕННОМ АНАЛИЗЕ
Комплексными называют соединения, в которых хотя бы одна ковалентная связь образована по донорно-акцепторному механизму, т. е. с помощью ковалентной связи, при образовании которой на связывающую МО (молекулярную орбиту) переходят два электрона лишь одного из партнеров, так что новой электронной пары не образуется. Например, при образовании иона аммония NH4+ из молекулы аммиака и иона НГ на образующуюся четвертую связывающую МО переходят электроны только аммиака (пример на электронной схеме, стр. 50, Новый справочник по химии для школьников и абитуриентов / Гузей Л.С, Кузнецов В.Н. Под редакцией проф. С.В. Дунаева. - 1-е изд. - М.: Большая медведица, 1998 - 354 с). Поскольку подобное описание удобно при рассмотрении многих комплексных (координационных) соединений, донорно-акцепторную связь нередко называют также координационной. По физической природе донорно-акцепторная связь не отличается от обычной ковалентной связи, особенно если рассматривать образование соответствующих молекул непосредственно из атомов. Способность образовывать комплексные соединения наиболее сильно выражена у d-эдементов больших периодов периодической системы. Естественно при их анализе комплексообразование должно играть важную роль.
Как известно все d-элементы это металлы (железо, цинк, марганец, медь) с широким спектром химических свойств и их определение осуществляется с помощью гексцианоферрата калия. В соответствии с координационной теорией Вернера центральный ион молекулы комплексного соединения, несущий обычно положительный заряд называется комплексообразователем. Он удерживает (координирует) в непосредственной близости некоторое число ионов с противоположным зарядом (или полярных молекул), называемых лигандами (или аддендами). Ион-комплексообразователь и лиганды вместе составляют внутреннюю координационную сферу.
Важнейшие лиганды - это нейтральные, но полярные молекулы (Н2О, NH3, NO, СО и др.), а также многие анионы (СГ, Br ", NO2\ CN, ОН, S2O3 "2, Г). Лиганды - монодентантные (NH3, метиленамин - CH3NH2, NO2", CN"), занимающие одно место во внутренней координационной сфере, и полидентантные (СО3", SO4, S2O3") - два и более мест. Двухзарядный анион этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) - пример 4-хдентантного лиганда. Следовательно, дентантность определяется числом атомов в лиганде, которыми он связан с комплексообразователем. Число ионов или полярных молекул, координируемое комплексообразователем во внутренней сфере, называют молекулами-отрицательными - ионами. Эти" лигандев (донорных групп), координированных центральным атомом (акцептором), и образуют внутреннюю координационную сферу. При изображении формул комплексных соединений комплекс, составляющий внутреннюю координационную сферу, изображается в квадратных скобках. Т.о. структура комплексного соединения представлена координационной (внутренней) сферой, состоящей из центральной частицы - комплексообразователя (ион или атом) - и окружающих ее лигандов (ионы противоположного знака или молекулы). Т.о. внутренняя сфера (комплекс) может быть анионом, катионом и не иметь заряда.
Например, в комплексном соединении K3[Fe(CN)6], внешняя сфера ЗК, внутренняя сфера [Fe(CN)6], где Fe3+ -комплексообразователь, a 6CN - лиганды, причем 6 - коорд?/p>