Разделы 
Дополнительно
Задача по химии - 4366
2025-07-17 
Определите заряды комплексных ионов и степени окисления комплексообразователей в следующих соединениях: $Na_{3}[Fe(CN)_{6}]$; $[Cu(NH_{3})_{4}](NO_{3})_{2}$.
Решение:
Заряд комплексного иона равен суммарному заряду ионов внешней сферы, но имеет противоположный знак. Следовательно, заряды комплексных ионов в указанных соединениях равны соответственно 3- и 2+, поскольку $Na^{+}$ и $NO_{3}^{-}$ однозарядны. Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Зная заряды комплексов и лигандов (-1 для цианид-ионов, 0 для нейтральных молекул аммиака), а также число лигандов, можно определить степень окисления комплексообразователей:
$\begin{matrix} [\overset{x}{Fe} \overset{-1}{(CN)_{6}}]^{4-} & x + 6(-1) = -4, & x = +2, & [\overset{+2}{Fe} \overset{-1}{(CN)_{6}}]^{4-}, \\ [ \overset{x}{Cu} \overset{0}{(NH_{3})_{4}}]^{2+} & x + 4(0) = +2, & x = +2, & \overset{+2}{Cu} \overset{0}{(NH_{3})_{4}}]^{2+} \end{matrix}$.
Комплексные соединения, имеющие в своем составе внутреннюю и внешнюю сферы, диссоциируют в водных растворах практически полностью, т.е. являются сильными электролитами.
Например: $[Ag(NH_{3})_{2}]Cl \rightarrow [Ag(NH_{3})_{2}]^{+} + Cl^{-}$.
В то же время, комплексные ионы ступенчато диссоциируют как слабые электролиты:
$[Ag(NH_{3})_{2}]^{+} \rightleftharpoons [Ag(NH_{3})]^{+} + NH_{3}^{0}$
$[Ag(NH_{3})]^{+} \rightleftharpoons Ag^{+} + NH_{3}^{0}$.
Процессы диссоциации комплексных ионов могут быть количественно охарактеризованы константами равновесия, которые носят название ступенчатых констант нестойкости:
$K_{1} = \frac{[[Ag(NH_{3})]^{+}][NH_{3}^{0}]}{[[Ag(NH_{3})_{2}]^{+}]} = 4,7 \cdot 10^{-4}$,
$K_{2} = \frac{[Ag^{+}][NH_{3}^{0}]}{[[Ag(NH_{3})]^{+}]} = 1,25 \cdot 10^{-4}$.
Произведение ступенчатых констант нестойкости равно общей константе нестойкости $K_{H}$:
$K_{1} \cdot K_{2} = K_{H} = \frac{[Ag^{+}][NH_{3}^{0}]^{2}}{[[Ag(NH_{3})_{2}]^{+}]} = 5,9 \cdot 10^{-8}$.
Константа нестойкости характеризует относительную устойчивость внутренней координационной сферы комплекса: чем ниже значение константы нестойкости, тем прочнее, устойчивее комплексный ион.
Определите заряды комплексных ионов и степени окисления комплексообразователей в следующих соединениях: $Na_{3}[Fe(CN)_{6}]$; $[Cu(NH_{3})_{4}](NO_{3})_{2}$.
Решение:
Заряд комплексного иона равен суммарному заряду ионов внешней сферы, но имеет противоположный знак. Следовательно, заряды комплексных ионов в указанных соединениях равны соответственно 3- и 2+, поскольку $Na^{+}$ и $NO_{3}^{-}$ однозарядны. Заряд комплексного иона равен алгебраической сумме зарядов комплексообразователя и лигандов. Зная заряды комплексов и лигандов (-1 для цианид-ионов, 0 для нейтральных молекул аммиака), а также число лигандов, можно определить степень окисления комплексообразователей:
$\begin{matrix} [\overset{x}{Fe} \overset{-1}{(CN)_{6}}]^{4-} & x + 6(-1) = -4, & x = +2, & [\overset{+2}{Fe} \overset{-1}{(CN)_{6}}]^{4-}, \\ [ \overset{x}{Cu} \overset{0}{(NH_{3})_{4}}]^{2+} & x + 4(0) = +2, & x = +2, & \overset{+2}{Cu} \overset{0}{(NH_{3})_{4}}]^{2+} \end{matrix}$.
Комплексные соединения, имеющие в своем составе внутреннюю и внешнюю сферы, диссоциируют в водных растворах практически полностью, т.е. являются сильными электролитами.
Например: $[Ag(NH_{3})_{2}]Cl \rightarrow [Ag(NH_{3})_{2}]^{+} + Cl^{-}$.
В то же время, комплексные ионы ступенчато диссоциируют как слабые электролиты:
$[Ag(NH_{3})_{2}]^{+} \rightleftharpoons [Ag(NH_{3})]^{+} + NH_{3}^{0}$
$[Ag(NH_{3})]^{+} \rightleftharpoons Ag^{+} + NH_{3}^{0}$.
Процессы диссоциации комплексных ионов могут быть количественно охарактеризованы константами равновесия, которые носят название ступенчатых констант нестойкости:
$K_{1} = \frac{[[Ag(NH_{3})]^{+}][NH_{3}^{0}]}{[[Ag(NH_{3})_{2}]^{+}]} = 4,7 \cdot 10^{-4}$,
$K_{2} = \frac{[Ag^{+}][NH_{3}^{0}]}{[[Ag(NH_{3})]^{+}]} = 1,25 \cdot 10^{-4}$.
Произведение ступенчатых констант нестойкости равно общей константе нестойкости $K_{H}$:
$K_{1} \cdot K_{2} = K_{H} = \frac{[Ag^{+}][NH_{3}^{0}]^{2}}{[[Ag(NH_{3})_{2}]^{+}]} = 5,9 \cdot 10^{-8}$.
Константа нестойкости характеризует относительную устойчивость внутренней координационной сферы комплекса: чем ниже значение константы нестойкости, тем прочнее, устойчивее комплексный ион.
