Атомно-молекулярное учение. Основные понятия и законы химии

При сгорании паров пентакарбонила железа на воздухе образуется мелкодисперсный оксид железа Fe2O3.

В отсутствии воздуха пары Fe(CO)5 при температуре 3500С разлагаются на оксид углерода и металлическое железа:

Fe(CO)5 → Fe + 5CO – Q

Образовавшийся очень мелкий порошок (размер частиц 0,5-20 мкм) для уменьшения содержания вредных примесей подвергают отжигу в водороде.

Чугун  - сплав железа с углеродом с содержанием более 2,14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний). Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянныепримеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как правило, чугун хрупок.

Сталь - сплав (твёрдый раствор) железа с углеродом (и другими элементами), характеризующийся эвтектоидным превращением. Содержание углерода в стали не более 2,14 %. 

Учитывая, что в сталь могут быть добавлены легирующие элементы, сталью называется содержащий не менее 45 % железа сплав железа с углеродом и легирующими элементами (легированная, высоколегированная сталь).

Нержавеющая сталь — легированная сталь, устойчивая к коррозии в атмосфере и агрессивных средах. По химическому составу нержавеющие стали бывают хромистые, хромникелевые, хромомарганцевоникелевые.

 

 

 

 

б) Напишите уравнения реакций, соответствующих превращениям:

 

MnO2 → Mn(OH)2 → HMnO4 → MnCl2 → MnO2 → KMnO4

 

1. MnO2 + H2O + O2 → Mn(OH)2

2. 2Mn(OH)2 + 5PbO2 + 10HNO3 → 2HMnO4 + 5Pb(NO3)2 + 5H2O

Mn+2 - 5℮ → Mn+7    2  восстановитель

Pb+4 + 2℮ → Pb+2      5 окислитель

 

3. 2HMnO4 + 14HCl → 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O

MnO4- + 8H+ + 5℮ → Mn2+ + 4H2O      2 окислитель

2Cl- - 2℮ → Cl20                                    5 восстановитель

 

6. MnCl2 + Cl2 + 2H2O → MnO2 + 4HCl

Mn+2 - 2℮ → Mn+4   1 восстановитель

Cl20 + 2℮ → 2Cl-      1 окислитель

7. 2MnO2 + 4KOH + O2 → 2K2MnO4 + 2H2O

Mn+4 - 2℮ → Mn+6    2 восстановитель

O20 + 4℮ → 2O2-       1 окислитель

 

 

 

 

 

 

Тема XVII. Комплексные соединения

 

0. Чем принципиально отличается диссоциация комплексных соединений в растворах от диссоциации двойных солей? Покажите это на примерах гексацианоферрата(III) калия и гексагидрата сульфата железа(II) – аммония. Напишите в молекулярной и в ионно-молекулярной формах уравнения реакций обмена между сульфатом меди(II) и гексанитрокобальтатом(III) натрия; пентанитроаквахроматом (III) калия и хлоридом железа (II).

 

Гексацияноферрат(III) калия - K3[Fe(CN)6]

1 ст.    K3[Fe(CN)6] ↔ 3K+ + [Fe(CN)6]3-

2 ст.    [Fe(CN)6]3- ↔ Fe3+ + 6CN-

Гексагидрат сульфата железа (II) - (NH4)2Fe(SO4)2 6H2O

(NH4)2Fe(SO4)2 6H2O ↔ 2NH4+ + Fe2+ + 2SO42- + 6H2O

Диссоцияация комплексных соединений идет в две стадии: первая – это диссоцияция на внешнюю и внутреннюю сферы и вторая – это диссоциация внутренней сферы, которая является скорость лимитирующей. А двойные соли сразу диссоциируют на ионы.

 

Взаимодействие сульфата меди (II) и гексанитрокобальтата (III) натрия:

3CuS + 2Na3[Co(NO3)6] → 3Cu(NO3)2 + Co2S3  + 6NaNO3

Взаимодействие пентанитроаквахромата (III) калия и хлорида железа (II):

2K2[CrH2O(NO3)5] + 3FeCl2 → 2CrCl3 + 3Fe(NO3)2 + 2H2O + 4KNO3

 

 

 

а) Напишите координационные формулы следующих комплексных соединений: дигидроксоиодоплюмбат(II) аммония; сульфат сульфитотетрааквакобальта(III); динитроакваамминплатина(II). Чему равны координационные числа комплексообразователей и дентатность лигандов в этих соединениях? Напишите уравнения электролитической диссоциации комплексных соединений и соответствующие выражения общих констант нестойкости комплексных частиц.

 

•  дигидроксоиодоплюмбат(II) аммония – NH4[PbI(OH)2]

КЧ = 4, лиганды монодентантные

Диссоцияция комплекса:

1 ст. NH4[PbI(OH)2] → NH4+ + [PbI(OH)2]-

2 ст. [PbI(OH)2]- ↔ Pb2+ + I- + 2OH-

       [[PbI(OH)2]-]

β = ------------------

     [Pb2+][I-][OH-]2

 

 

• сульфат сульфитотетрааквакобальта(III) – [Co(H2O)4SO3]2SO4

КЧ = 6, лиганды монодентантные

Диссоцияция комплекса:

1 ст. [Co(H2O)4SO3]2SO4 → 2[Co(H2O)4SO3]+ +  SO42-

2 ст. [Co(H2O)4SO3]+ ↔ Сo3+ + 4H2O + SO32-

        [[Co(H2O)4SO3]+]

β = --------------------------

       [Сo3+][H2O]4 [SO32-]

 

 

•  динитроакваамминплатина(II) – [PtNH3H2O(NO3)2]

КЧ = 4, лиганды монодентантные

Диссоциация комплекса:

 [PtNH3H2O(NO3)2] ↔ Pt2+ + NH3 + H2O + 2NO3-

          [[PtNH3H2O(NO3)2]]

β = -----------------------------------

       [Pt2+] [NH3][H2O] [NO3-]2

 

 

 

б) В каком направлении и почему смещено равновесие в системе:

Na2[Hg(CN)4] + 4NaSCN ↔ Na2[Hg(SCN)4] + 4NaCN

 

Решение

По таблице значений констант устойчивости найдем значения для комплексных соединений Na2[Hg(CN)4] и Na2[Hg(SCN)4].

Na2[Hg(CN)4] ↔ 2Na+ + [Hg(CN)4]2-

Кн ([Hg(CN)4]2-) = 4 · 10–42   Ку = 1/Кн

 

Na2[Hg(SCN)4] ↔ 2Na+ + [Hg(SCN)6]2-

Кн ([Hg(SCN)6]2-) = 5,9∙10-22

Равновесие в системе смещается в сторону более устойчивого соединения. Т.е. равновесие смещено вправо, в сторону Na2[Hg(CN)4].

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Хомченко Г.П., Цитович И.К. Неорганическая химия. - М.: Высшая школа, 1978.-447 с.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. - М.: Химия 1985. – 702 с.

3. Цитович И.К. Курс аналитической химия. – М.: Высшая школа 1985. – 400 с.

4. Петров М.М., и др. Неорганическая химия. – Л.: Химия, 1981. – 544 с.