Влияние комплексообразования на химическую активность металлов

Содержание

Слайд 2

Хим. активность металлов определяется их восстановительной способностью: М(к) Мn+(р) Т.е. способностью

Хим. активность металлов определяется их восстановительной способностью:

М(к) Мn+(р)
Т.е. способностью терять е-

и
переходить из кристаллического состояния
в раствор в виде ионов

─ ne-

Слайд 3

1. Растворение металлов в HCl и разбавленной H2SO4 Окислитель – катион

1. Растворение металлов в HCl и разбавленной H2SO4

Окислитель – катион Н+
М0

+ H+Cl → Mn+Cln + H20
В ионном виде:
М0 + H+ → Mn+ + H20
Слайд 4

Mn+Cln – условная запись аквакомплекса [M(OH2)6]n+Cln

Mn+Cln –
условная запись аквакомплекса
[M(OH2)6]n+Cln

Слайд 5

Обоснование: 1 Cu2+ + 2e- = Cu ϕ0 = 0,34 B

Обоснование:

1 Cu2+ + 2e- = Cu ϕ0 = 0,34 B
1 2H+ + 2e- =

H2 ϕ0 = 0 B
Полуреакция с бόльшим потенциалом
Полуреакция с мéньшим потенциалом
Cu2+ + 2e- + H2 = Cu + 2H+ + 2e-
Вывод: Cu + HCl ≠ ; Cu + H2SO4 ≠
Слайд 6

Общий вывод: в HCl и разбавленной H2SO4 растворяются металлы, для которых

Общий вывод:

в HCl и разбавленной H2SO4
растворяются металлы,
для которых ϕ0

< 0
1 Zn2+ + 2e- = Zn ϕ0 = - 0,763 B
1 2H+ + 2e- = H2 ϕ0 = 0 B
Zn + 2H+ + 2e- = Zn2+ + 2e- + H2
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
Слайд 7

2. Растворение металлов в разбавленной HNO3 Окислитель – (NO3)─, за счет

2. Растворение металлов в разбавленной HNO3

Окислитель – (NO3)─, за счет N+5
М0

+ HNO3(разб) → Mn+(NO3)n + NO + H2O
В ионном виде:
М0 + H+ + (NO3)─→ Mn+ + NO + H2O
вос-ль окислитель
Слайд 8

Обоснование: Cu2+ + 2e- = Cu ϕ0 = 0,34 B NO3─

Обоснование:

Cu2+ + 2e- = Cu ϕ0 = 0,34 B
NO3─ + 4H+ +

3e- = NO + 2H2O ϕ0 = 0,957 B
3Cu + 2NO3─ + 8H+ + 6e- = 3Cu2+ + 6e- + 2NO + 4H2O
3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Медь растворяется в HNO3, так как
ϕ0 (Сu2+ /Cu) < ϕ0 (NO3─ /NO)

3
2

Слайд 9

При растворении активных металлов в очень разбавленной HNO3 возможно образование NH4NO3

При растворении активных металлов в очень разбавленной HNO3 возможно образование NH4NO3

Zn2+

+ 2e- = Zn ϕ0 = - 0,763 B
NO3─ + 10H+ + 8e- = NH4+ + 3H2O ϕ0 = 0,87 B
4 Zn + NO3─ + 10H+ + 8e- = 4 Zn2+ + 8e- + NH4+ + 3H2O
4 Zn + 10 HNO3 = 4 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

4
1

Слайд 10

3. Растворение металлов в водном растворе аммиака М(к) М(NH3)mn+(р) Для окисления

3. Растворение металлов в водном растворе аммиака
М(к) М(NH3)mn+(р)
Для окисления металла необходим

окислитель,
например, O2 воздуха

─ ne-

Слайд 11

Cu(NH3)42+ + 2e- = Cu + 4 NH3 ϕ0 = -0,07

Cu(NH3)42+ + 2e- = Cu + 4 NH3 ϕ0 = -0,07

B
O2 + 2H2O + 4e- = 4 ОH- ϕ0 = 0,401 B
2 Сu + 8 NH3 + O2 + 2H2O + 4e- =
= 2 Cu(NH3)42+ + 4e- + 4 ОH-
2 Сu + 8 NH3 + O2 + 2H2O = 2 Cu(NH3)4(ОH)2

2
1

3. Растворение металлов в водном растворе аммиака

Слайд 12

Cравнение растворимости в растворе NH3 Сu и Ag Cu(NH3)42+ + 2e-

Cравнение растворимости в растворе NH3 Сu и Ag

Cu(NH3)42+ + 2e- =

Cu + 4 NH3 ϕ0 = -0,07 B
Ag(NH3)2+ + e- = Ag + 2 NH3 ϕ0 = +0,37 B
lg Kуст
Cu(NH3)42+ 12,03
Ag(NH3)2+ 7,24
Ag растворяется в растворе NH3 труднее, чем Cu

более устойчивый

Слайд 13

4. Растворение металлов в растворах, содержащих цианид-ионы М(к) М(CN)mn─(р) ─ ne- Для окисления металла необходим окислитель

4. Растворение металлов в растворах, содержащих цианид-ионы

М(к) М(CN)mn─(р)

─ ne-

Для окисления металла

необходим окислитель
Слайд 14

Au(CN)2─ + e- = Au + 2 CN─ ϕ0 = -0,43

Au(CN)2─ + e- = Au + 2 CN─ ϕ0 = -0,43

B
O2 + 2H2O + 4e- = 4 ОH- ϕ0 = 0,61 B
4 Au + 8CN─ + O2 + 2H2O + 4e- =
= 4 Au(CN)2─ + 4e- + 4 ОH-
4 Au + 8 KCN + O2 + 2H2O = 4 K[Au(CN)2] + 4 KОH

4
1

4. Растворение металлов в растворах, содержащих цианид-ионы

Слайд 15

4 Au + 8 KCN + O2 + 2H2O = 4

4 Au + 8 KCN + O2 + 2H2O = 4

K[Au(CN)2] + 4 KОH
Cпособ извлечения золота из породы –
способ П.Р. Багратиона (1843 г.)
Далее Au вытесняется из комплекса
цинковой пылью:
2 K[Au(CN)2] + Zn = 2 Au + K2[Zn(CN)4]
Слайд 16

5. Растворение металлов в царской водке HNO3 + HCl = 1

5. Растворение металлов в царской водке

HNO3 + HCl = 1 :

3
Окис- Комплексообр.
литель среда
М(к) [Мn+Clm](m−n)−(р)
Для Pt, Au к.ч. = m = 4
Pt(к) [PtCl4]2−(р)

─ ne-

─ 2e-

Слайд 17

Pt(к) [PtCl4]2-(р) PtCl42- + 2e- = Pt + 4 Cl─ ϕ0

Pt(к) [PtCl4]2-(р)

PtCl42- + 2e- = Pt + 4 Cl─ ϕ0

= 0,73 B
NO3─ + 4H+ + 3e- = NO + 2H2O ϕ0 = 0,957 B
3 Pt + 12 Cl─ + 2 NO3─ + 8 H+ + 6e- =
= 3 PtCl42- + 6e- + 2NO + 4H2O
3 Pt + 12 HCl + 2 HNO3 = 3 H2[PtCl4] + 2NO + 4H2O

─ 2e-

3
2

5. Растворение металлов в царской водке

Слайд 18

Выводы I. При составлении уравнений растворения металлов в различных средах нужно:

Выводы

I. При составлении уравнений растворения металлов в различных средах нужно:
Определить вещество-окислитель

и вещество-комплексообразователь
Составить формулу предполагаемого комплекса, образующегося при растворении
Выписать полуреакцию с участием этого комплекса
Выписать полуреакцию с участием окислителя
Сравнить потенциалы полуреакций
Записать суммарные ионное и молекулярное уравнения
Слайд 19

Выводы II. d-металлы элементов IV периода (кроме Cu) растворяются в HCl

Выводы

II. d-металлы элементов IV периода (кроме Cu) растворяются в HCl и

разбавленной H2SO4 с образованием катионного аквакомплекса
Мn + 2HCl + 6 H2O → [Mn(OH2)6]Cl2 + H20
Мn + H2SO4 + 6 H2O → [Mn(OH2)6]SO4 + H20
Слайд 20

III. d-металлы элементов V и VI периодов в HCl и разбавленной

III. d-металлы элементов V и VI периодов
в HCl и разбавленной

H2SO4,
обычно не растворяются.
Они растворяются в смесях кислот
HNO3 + HCl , HNO3 + HF
c образованием анионных комплексов
d-элементов в высшей степени окисления

Выводы