17.3:복잡한 이온의 형성
용해도에 대한 복잡한 이온의 형성의 영향
안정한 복잡한 이온을 형성하는 리간드가 용액에 첨가되면 거의 용해되지 않는 염의 용해도는 어떻게됩니까? 이러한 예 중 하나는 기존의 흑백 사진에서 발생합니다. 흑백 사진 필름에는 빛에 민감한 미세 결정 또는 아그 브르 및 기타 할로겐화은의 혼합물이 포함되어 있습니다. AgBr 은 드물게 녹는 소금으로 Ksp 의 5.35×10-13 25°C. 카메라의 셔터가 열리면 촬영되는 물체의 빛이 필름의 결정 중 일부를 치고 광화학 반응을 일으켜 아그 브르를 흑색 아그 메탈로 전환시킵니다. 잘 형성되고 안정된 네거티브 이미지는 변환 된 아그 브르의 입자 수에 해당하는 회색 톤으로 나타나며 가장 빛에 노출 된 영역은 가장 어둡습니다. 하는 이미지를 고정 및 방 AgBr 에서 결정되는 것을 변환하 Ag 금속 처리하는 동안 영화의 unreacted AgBr 에서 영화를 사용하여 제거 착물화 반응을 녹이는 드물게 녹는 소금이다.
은 브로마이드의 용해에 대한 반응은 다음과 같다:
\
와 함께
\
평형은 왼쪽으로 멀리 떨어져 있으며,평형 농도는 매우 낮습니다(7.31 10-7 미터). 그 결과,순수한 물을 사용하여 필름 한 롤에서도 반응하지 않은 물기를 제거하는 데는 수만 리터의 물 및 많은 시간이 필요합니다. 그러나 르 샤틀리에의 원칙은 우리가 제품 중 하나를 제거함으로써 오른쪽으로 반응을 유도 할 수 있다고 말합니다. 브로마이드 이온은 화학적으로 제거하기가 어렵지만 은 이온은 암모니아와 같은 중성 리간드 또는 시안화물 또는 티오 황산염과 같은 음이온 성 리간드와 다양한 안정한 2 좌표 복합체를 형성합니다. 사진 처리에서 과량의 아그 브르는 티오 황산나트륨의 농축 용액을 사용하여 용해됩니다.
티오 황산염의 반응은 다음과 같습니다:
\^{3−}_{(17.3.5 에이}\]
와
\
평형 상수의 크기는 용액 내의 거의 모든 이온+이온이 티오 황산염에 의해 즉시 복합되어 3−을 형성한다는 것을 나타냅니다. 우리는 적절한 반응을 작성하고 함께 추가하여 아그 브르의 용해도에 티오 황산염의 효과를 볼 수 있습니다:
\\ \1538>=2.1538=2.1538=2.1538=2.1538=2.1538=2.1538=2.1538=2.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.1538=3.9\시간 10^{13}
\\ \mathrm{AgBr(s)}+\mathrm{2S_2O_3^{2-}(aq)}\rightleftharpoons\mathrm{^{3-}(aq)}+\mathrm{Br^-(aq)}\hspace{3mm}K&=K_{\textrm{sp}}K_{\이 경우 레이블이 정렬됩니다.{17.3.6}\)
2013 년 10 월 13 일(토)~2013 년 10 월 13 일(일)~2013 년 10 월 13 일(일)~2013 년 10 월 13 일(일) 낮은 비용과 낮은 독성과 결합 된 용해도의 극적인 증가는 티오 황산나트륨이 흑백 필름 개발에 거의 보편적으로 사용되는 이유를 설명합니다. 원하는 경우,은은 여러 가지 방법 중 하나를 사용하여 티오 황산염 용액으로부터 회수되어 재활용 될 수 있습니다.
복합 이온이 큰 경우,복합 이온의 형성은 드물게 용해되는 염의 용해도를 극적으로 증가시킬 수 있습니다.
예\(\페이지 색인{2}\)
일반적인 이온 효과로 인해,우리는 물보다 농축 된 용액에 훨씬 덜 용해 될 것으로 기대할 수 있습니다. 그러나 이러한 가정은 은 이온이 염화물 이온과 2 좌표 복합체를 형성하는 경향이 있다는 사실을 무시하기 때문에 잘못된 것입니다. 각 상황에서의 용해도 계산:
1.77 10-10 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 1.77 물 1.1×105 에 대한 AgCl2−.
어:Ksp 의 AgCl,Kf 의 AgCl2−고 KCl 농도
질문에 대한 용해도의 AgCl 에서 물고 KCl 없이 대형의 복잡한 이온
전략:
- 쓰 용해도 제품에 대한 식 AgCl 과 계산의 농도 Ag+과 Cl−에서 물.
- 의 농도를 계산하십시오.
- 평형화학방정식을 작성한다. 두 방정식을 추가하고 전체 평형에 대한 평형 상수를 계산합니다.
- 전체 반응에 대한 평형 상수 식을 작성합니다. 복잡한 이온의 농도를 위해 해결하십시오.
솔루션
- 경우 우리는 당 x 동의 용해도 AgCl,다음에 평형==x M. 대체하여 이 값을 가용성 식품,
따라서의 가용성 AgCl 에서 순수 물 25°C1.33×10-5M.
-
- << 1.0,
만약 일반적인 이온효과가 유일한 중요한 요소라면,우리는 물보다 1.0 밀리씨클 용액에 약 5 배나 덜 용해된다고 예측할 수 있을 것이다.- 다 복잡한 이온의 형성의 효과를 설명하기 위해 먼저 복잡한 이온의 용해와 형성에 대한 평형 방정식을 작성해야합니다. 이 방정식에는 다음과 같은 방정식이 있습니다. 따라서 반응에 대한 평형 상수는 의 곱 케이피 과 케이피:
\(\begin{align}\mathrm{AgCl(s)}\rightleftharpoons\mathrm{Ag^+(aq)}+\mathrm{Cl^-(aq)}\hspace{3mm}K_{\textrm{sp}}&=1.77\시간 10^{-10}
\\ \1538>=1.1 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배 10 배^{5}
\\ \mathrm{AgCl(s)}+\mathrm{Cl^{-}}\rightleftharpoons\mathrm{^{-}}\hspace{3mm}K&=K_{\textrm{sp}}K_{\이 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고 그 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고 그 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고 그 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고 그 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고 그 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고 그 수량을 순 반응에 대한 평형 상수 표현으로 대체하고<< 1.0,\(2018 년 10 월 15 일-2018 년 10 월 15 일2568>1.0 에 용해되어 1.9 의 10-5 의 용액을 생성한다. 따라서 우리는 순수한 물에서와 마찬가지로 1.0 밀리 케리클 용액에서 거의 동일한 용해도를 가지고 있으며,이는 일반적인 이온 효과에 따라 예측 된 것보다 105 배 더 큽니다. (사실,1.0 밀리 케니클에서 아글리세리클의 측정된 용해도는 순수한 물에서의 용해도보다 거의 10 배 더 크며,이는 주로 다른 염화물 함유 복합체의 형성으로 인한 것이다.)운동\(\PageIndex{2}\)
을 계산하의 용해도 수은(II)요오드화물(HgI2)각각의 상황에서:
- 순수한 물
3.0M 솔루션의 나이, 가정 2−Hg-을 포함하는 종에 존재하는 상당한 양
Ksp=2.9×10-29 에 대한 HgI2 및 Kf=6.8×1029 2.
답변
- 1.9 × 10-10 엠
- 1.4 미터
수용성 금속 착물을 형성하여 금속염의 용해도를 증가시키는 착화제,분자 또는 이온은 세탁 세제의 일반적인 구성 요소입니다. 비누의 주요 성분 인 장쇄 카르 복실 산은”경질”물 및 기간에 고농도로 존재하는 칼슘 2+및 마그네슘 2+와 불용성 염을 형성합니다. 이 소금의 침전은 욕조 링을 생성하고 의류에 회색 색조를줍니다. 세제에 파이로포스페이트 또는 트리포스페이트와 같은 착화제를 첨가하면 복합 이온 형성에 대한 평형 상수가 크기 때문에 마그네슘 및 칼슘 염이 침전되는 것을 방지한다:
\^{2−}_{(17.3.7 에이}\]와
\그러나,인산염은 부영양화,물고기와 다른 물 생물을 죽이는 녹은 산소의 수준에 있는 큰 감소로 결국 이끌어 낼 수 있는 근해에 있는 조류의 과량 양의 성장을 승진시켜서 환경 손상을 초래할 수 있습니다. 결과적으로 미국의 많은 주에서는 인산염 함유 세제의 사용을 금지했으며 프랑스는 2007 년부터 사용을 금지했습니다. “인산염이없는”세제는 아세트산 유도체 또는 다른 카르 복실 산과 같은 다른 종류의 착화제를 함유한다. 인산염 대체물의 개발은 강렬한 연구 분야입니다.
구연산.상업 물 연화제는 물 물 이온 교환 수 지,복잡 한 나트륨 염을 통과 하 여 경수를 처리 하기 위해 착화 제를 사용 합니다. 물이 수지에 흐를 때,나트륨 이온은 녹고,불용해성 소금은 수지 표면에 침전 물입니다. 이 방법으로 처리 된 물 때문에 나+의 존재에 염분이 맛이,하지만 적은 용해 미네랄을 포함.착화제의 또 다른 응용은 의학에서 발견된다. 엑스레이와 달리 자기 공명 영상은 내부 장기와 같은 연조직의 비교적 좋은 이미지를 제공 할 수 있습니다. 자기 공명 영상은 물에있는 수소 원자의 1 시간 핵의 자기 특성을 기반으로,이는 연조직의 주요 구성 요소입니다. 물 속성 세포 내부 또는 혈액에서 여부에 매우 의존 하지 않는,때문에 좋은 대조를가지고 이러한 조직의 상세한 이미지를 얻기 어렵다. 이 문제를 해결하기 위해 과학자들은”자기 공명 영상 조영제”로 알려진 금속 복합체 클래스를 개발했습니다.”자기 공명 영상 조영제를 환자에게 주입하면 정상 조직 세포,종양 또는 혈관의 물 자기 특성에 선택적으로 영향을 미치고 의사가 이들 각각을 개별적으로”볼”수 있습니다(그림\(\페이지 색인{2}\)). 이 응용 분야에서 가장 중요한 금속 이온 중 하나는 7 개의 짝이없는 전자를 가진 3+는 매우 상자성입니다. 그것은 체내에서 해리되지 않고 신장에 의해 그대로 배설 될 수있는 매우 안정한 복합체로 투여되어야한다. 가돌리늄에 사용되는 착화제는 다음과 같은 리간드입니다.
그림\(\페이지 색인{2}\):심장,동맥 및 정맥의 자기 공명 영상. 환자는 자기 공명 영상 조영제로 알려진 안정적인 복합체의 형태로 상자성 금속 양이온을 주입 할 때,세포에서 물 자기 특성이 변경됩니다. 세포의 다른 유형에 있는 다른 환경이 다르게 반응하기 때문에,의사는 연약한 조직의 상세한 이미지를 얻을 수 있습니다.
